讨论3-2接线方式下的断路器保护
浅谈220kV3／2接线断路器保护、短引线保护更换中危险点分析及控制措施
［３ 肖开 进 ， 庭 瑞 ． １ 鲁 电力 系 统 继 电保 护 原 理 与 实 用 技 术 ［ ］ 北 京 ： 国 电力 出版 社 ，０ ６ ４ ８４ １ Ｍ ． 中 ２ ０ ：６—９ ． ［ ］ 包 云 峰 ． ２ Ｖ 变 电站 二 次 回路 调 试 要 求 ［］ 电力 建 设 ，０ ９１ ：４７ ． ２ ２０ｋ Ｊ． ２ ０ （ ） ７—６ ［ ］ 沈 诗 佳 ． 力 系 统 继 电保 护 及 二 次 回 路 ［ ］北 京 ： 国 电力 出版 社 ，０ ７ １ ２１６ ３ 电 Ｍ ． 中 ２０ ：５— ７ ． ［ ］ 侯 劲 松 ． 引线 保 护 中 的 问题 探讨 ［］ 电 工 技 术 杂 志 ，０ １ ７ ：１４ ． ４ 短 Ｊ． ２ ０ （ ）４ —２
路器 保护 及短 引线 保护 更换 工程 。变 电站一 次 系
＿ ———————一 ］
Ｉ 线 母
１
一
统 图如 图 １ 此 次 工 程 共 进行 ３个 断 路 器 的 相关 ， 保 护更换 。 由于原 断 路器保 护屏 是断 路器保 护 、 短 引线保 护 、 作箱 集 中组 屏 ， 以此 次工 程连 同断 操 所
天， 工作 完 毕后将 ＱＦ３断路 器和线 路 ２投 入运行
（ ２断路 器 暂 不 投 运 ， 属 于工 作 范 围） 再 将 ＱＦ 仍 ， ＱＦ １断 路 器 退 出运 行 ， 作 完 毕后 将 ＱＦ ， 工 １ ＱＦ２
断路 器一起 投 入运行 。
２ 施 工 方Βιβλιοθήκη 案 Ｉ 母线 Ｉ换 的一 次设备 充 电时 投入 充 电保 护 ， 当线路 停运 而站 ｒ成 串运 行 时投入短 引线保 护 。 ｈ
１ 基 本 情 况
』
根 据 国家 电网公 司 ２ ０ｋ 断路 器保 护 及 短 ２ Ｖ 引线 保 护 的 反措 要 求 ， 变 电站 进 行 ２ ０ｋ 断 某 ２ Ｖ
500kV变电站3／2接线的保护死区分析
目 ５０Ｖ变电站内的主接线通常采用 ３２ 前， ｋ ０ ／ 断路 全停 ， ５０ Ｖ系统安全稳定运行是极其不利的。 对 ０ｋ 器 接线方式 ， 这种接线方式供 电可靠性高 、 运行调度灵 活、 倒闸操作方便， 但是 ３２断路器接线也存在分裂困 ／ 难， 保护死区较多的缺点， 一旦死区故障， 如果保护装 置不能瞬时切除故障， 就可能造成故障范围扩大， 甚至 导致 ５０Ｖ系统全停 ， ０ｋ 影响整个系统 的安全稳定 运行 。 下面结合贵州电网内某 ５０Ｖ变电站 ３２ ０ｋ ／ 断路器接线 保护 的实际配置就这一问题进行 讨论 。
内故障， 是 Ｉ母线母差保护动作跳开 ５ １ 但 Ｉ ０３断路
器后 ， 障并 没有被 完全 隔离 ， 故 该点 对于 出线保 护来
说属于区外故障， 保护不动作 ， 出线 １ 出线 ２ Ｉ 、 、 母线 （Ｉ Ｉ母线母差保护动作跳开 Ｉ母线上所有断路器 ， Ｉ 其它串通过本 串联络断路器与 Ｉ 沟通 ） 母 上所有元 件继续 向故障点提供短路电流， 此时如果没有一个 快速保 护来 切除 出线 １ 侧 断路器 及 ５ １ 对 ０２断路 器 ， 则该故障只能依靠与故障点有直接电器连接的所有 元 件对 侧 的后备 保 护 动作 来 切 除 。这 样一 来 ， 仅 不 故障切除时间延长 ， 且有可能造成站 内５ ０ Ｖ系统 ０ｋ
・
电流互感器 Ｔ Ａ仍然检测 到有故 障电流存在 ， 或者 保护动作断路器拒动 ， 故障 电流仍然存 在。这两个 条件同时满足 ， 失灵保护才能动作 ， 那么死 区故障到
底有什 么特 点 ？还是 以 图 １中 Ｆ 点故 障为 例 ， 母 １ Ｉ Ｉ 线母 差保 护动作 跳 开 ５ １ ０ ３断路 器 的 同时启 动 ５ １ ０３ 断路 器失 灵保 护 ， 时 ５ １ 此 ０３断路 器 虽 已 跳开 ， 因 但
500kV变电站3_2接线T区短引线保护方案探讨_李旭
第37卷第18期电力系统保护与控制Vol.37 No.18 2009年9月16日 Power System Protection and Control Sep. 16, 2009 500 kV变电站3/2接线T区短引线保护方案探讨李 旭，雷振锋，樊占峰，李宝伟（许继电气公司技术中心，河南 许昌 461000）摘要：针对500 kV变电站3/2接线方式下采用GIS组合电器时，为了防止GIS T区母管发生永久故障时线路保护重合于故障引起GIS母管的再次受损，通常采用出线配置CT线路保护动作范围不包含GIS串内CT与出线CT之间故障的方式来实现，因而针对GIS串内CT与出线CT之间T区故障需考虑配置完备的保护方案；本方案采用三端差动保护方案完成线路投入运行方式下T区故障的保护，采用两端差动保护方案完成对线路退出运行方式下线路隔刀及3/2串内CT之间故障的保护，采用配置过电流原理的线末保护完成对线路退出运行方式下线路隔刀及出线CT之间故障的保护；本方案已在500 kV变电站成熟应用，具有广泛推广的现实意义。
关键词: 3/2接线；短引线保护；T区差动保护Discussion on 3/2 connection T wiring short-lead zone protection scheme in 500 kV substationLI Xu, LEI Zhen-feng, FAN Zhan-feng, LI Bao-wei（Technology Center, XJ Electric Company, Xuchang 461000,China）Abstract: When GIS switchgear used in 500kV substation with the configuration of the 3/2 CT connection mode, for preventing from GIS main pipe derided once again by line relay reclosing on permanent fault on GIS T zone main pipe，the scheme that line relay acting range of line configure CT does not contain GIS string inside CT and CT lines between the T zone，then according to T zone fault in GIS string inside CT and CT lines between the T zone，the complete protection scheme needs to be configured. The paper puts forward a scheme for using three-terminal differential relay to protect the T zone fault with line put into running, and using two-terminal differential relay to protect the fault between line isolator and 3/2 string inside CT with line quit running, and using terminal line protection with over-current relay to protect the fault between line isolator and CT lines between the T zone with line quit running. The scheme has been maturity applied in 500kV substation, so it can be extended widely.Key words: 3/2 connection; protection of short-lead; T differential protection zone中图分类号： TM77 文献标识码：B 文章编号： 1674-3415(2009)18-0102-030 引言500 kV变电站广泛采用3/2接线方式，在出线配置隔离刀闸的方式下通常配置短引线保护。
断路器保护有这些知识
断路器保护有这些知识断路器保护主要包括：断路器失灵保护、自动重合闸、充电保护、死区保护、三相不一致保护和瞬时跟跳.本文主要讨论3/2接线方式下的断路器保护.一、断路器保护装置的配置一般在双母线、单母线接线方式中,输电线路保护要发跳闸命令时只跳线路本端的一个断路器,重合闸自然也只重合这一个断路器,所以重合闸按保护配置是合理的.在3/2接线方式中把失灵保护、自动重合闸、三相不一致保护、死区保护和充电保护做在一个装置内,这个装置即称为断路器保护.二、断路器失灵保护断路器失灵保护是指故障电气设备的继电保护动作发出跳闸命令而断路器拒动时,利用故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成对断路器失灵的判别,能够以较短的时限切除同一厂站内其他有关的断路器,使停电范围限制在最小,从而保证整个电网的稳定运行,避免造成发电机、变压器等故障元件的严重烧损和电网的崩溃瓦解事故.一般在220kV及以上断路器上配置断路器失灵保护功能,部分重要的110kV 断路器也会配置失灵功能.以下详细分析：3/2接线方式下的断路器失灵保护.如图1所示,在3/2接线方式下,如果在线路2发生短路,线路保护跳开5021和5022断路器.假如5021断路器失灵,为了短路点的熄弧,5021断路器的失灵保护应将500kVⅠ母上所有的断路器图中5011、5031断路器都跳开.图1 500kV变电站3/2接线方式简图如果在500kVⅠ母上发生短路,母线保护动作跳母线上所有断路器.假如5021断路器失灵,5021断路器的失灵保护应将5022断路器跳开,并发远方跳闸命令跳线路2对侧的断路器.如连接元件是变压器,则跳开变压器各侧断路器所以边断路器的失灵保护动作后应该跳开边断路器所在母线上的所有断路器和中断路器并启动远方跳闸功能跳与边断路器相连的线路对侧断路器或跳变压器各侧断路器.如果在线路2上发生短路,线路保护跳5011和5021两个断路器.假如5022断路器失灵,5022断路器的失灵保护应将5023断路器跳开,并发远方跳闸命令跳2号主变各侧断路器,这样短路点才能熄弧.所以中断路器的失灵保护动作后应该跳开它两侧的两个边断路器,并启动远方跳闸功能跳与中断路器相连的线路对侧断路器或跳变压器各侧断路器.图2 失灵保护动作原理图如果上述失灵保护不起动远方跳闸功能,则利用线路的后备保护虽然可以切除对侧断路器,但将加长故障切除时间.而且中断路器失灵保护基本上都具有失灵动作起动远方跳闸功能.双母线接线方式下的断路器失灵动作过程就不再赘述,要比3/2接线方式简单点.三、关于自动重合闸1、自动重合闸顺序的要求在图1中,如果线路2发生短路,线路2的保护动作跳开5021和5022断路器,重合闸自然也要合这两个断路器.考虑有可能重合于永久性故障线路上,为减少冲击,这两个断路器不应该同时重合.所以存在一个先重合哪一个的顺序问题.究竟是先合边断路器还是中间断路器呢如果先合中间断路器5022,而又是重合于永久性故障上,线路保护再去跳5022断路器.万一此时5022断路器失灵,5022中间断路器的失灵保护再将5023断路器跳开,并发远跳跳开2号主变各侧断路器如果线路则跳对侧断路器,这将影响连接元件2号主变或线路的工作,所以不能先重合中间断路器.如果先合边断路器5021,也重合于永久性故障上,线路保护再去跳5021断路器.万一此时5021断路器失灵,5021断路器失灵保护跳开Ⅰ母上所有边断路器,并发送远跳跳开线路2的对侧的断路器,线路2的连接元件或其他元件工作不受影响.所以,当线路保护跳开两个断路器后,应先合边断路器,等边断路器重合成功后,再合中断路器,此时中断路器肯定合于完好线路.如果边断路器重合不成功,合于故障线路,保护再次将边断路器跳开,此时中断路器就不再重合.2、重合闸的启动及方式整定重合闸有两种方式启动：位置不对应启动和外部跳闸启动.外部跳闸启动指的是线路保护动作发跳闸命令同时启动重合闸.o 位置不对应启动分为：单相偷跳启动和三相偷跳启动.o 保护跳闸启动分为：单相跳闸启动和三相跳闸启动.关于重合闸的整定方式,可根据需要选用：单相重合闸、三相重合闸、综合重合闸和重合闸停用四种方式中的一种.既可用屏上的切换开关也可用定值单中的控制字来选择重合闸方式.3、重合闸检查方式重合闸检查方式：当线路三相跳闸需要三相重合时可采用下面三种方法.§检同期方式：线路,同期电压都大于40V,再满足线路电压和同期电压中的同名相电压的相位差在定值整定的范围内.§检无压方式：检查线路或同期电压小于30V,同时相应的TV没有断线.§无检定方式：不作任何检查,时间到了就发合闸命令.4、关于先合和后合重合闸先合断路器合于故障,后合断路器不再合闸.在3/2接线方式下对于边断路器和中断路器的重合闸存在先合和后合的问题.我们在前面谈到失灵问题时,已经提到过.下面作简要说明：先合重合闸可经较短延时发出一次合闸脉冲.在先合重合闸启动时,输出的开关量接点作为后合重合闸的“闭锁先合”的开关量输入.当后合重合闸接收到“闭锁先合”输入接点闭合的信息后,它的重合闸将经较长延时发合闸脉冲.后合重合闸只有在“闭锁先合”开入量有输入时才真正以较长延时发合闸脉冲.图3 先合重合闸和后合重合闸配合图先合重合闸：“投先合”——软压板、硬压板短延时重合闸整定时间,约后合重合闸：“闭锁先合”开入“后合固定”控制字长延时重合闸整定时间后合重合延时,约四、充电保护当用本装置所在的断路器对母线等元件充电而合于故障元件上时,有充电保护作为此种情况下的保护.充电保护由按相构成的两段两时限相过流和一段零序过流组成,电流取自本断路器的TA.当充电保护投入时,相应段的相电流元件动作经相应整定延时后充电保护动作出口跳本断路器.充电保护动作后,起动失灵保护,再经失灵保护延时出口跳其他断路器.此外,失灵保护、死区保护、不一致保护、充电保护动作均闭锁重合闸.充电保护仅在线路变压器充电时投入,充电正常后立即退出.五、死区保护死区产生原因：在断路器和电流互感器之间发生短路时,很多情况下保护动作后故障并不能切除.死区的简单说明：如下K1处故障,在I母母线保护区内,但I母保护动作跳开含1DL所有I母断路器后,故障点仍在系统中,此类故障即为死区故障.死区配置的意义：考虑到站内发生的此类死区故障,电流一般较大,对系统影响也较大,虽可靠失灵来切除,但失灵保护动作一般要经较长的延时,所以专设了比失灵保护动作快的死区保护.图4 死区原因示意图死区保护的投入：在失灵保护投入的基础上,死区保护控制字也投入死区保护功能才起作用.死区保护的动作：三相跳闸信号例如：发变三跳、线路三跳、或A、B、C 三个分相跳闸同时动作＋三相跳位TWJ信号＋死区电流动作,经死区延时起动死区保护.死区保护的出口：和断路器失灵保护的出口一致,即边断路器的失灵出口跳哪些断路器,则边断路器死区出口就跳哪些断路器.这就是死区保护依附于失灵保护压板的原因,死区保护也可理解为一种另类的判据不同,延时不同失灵保护.六、三相不一致保护三相不一致的由来：分相操作的断路器,由于设备质量和操作等原因,运行中可能出现三相断路器动作不一致最终导致只有一相或者两相跳开,处于非全相的异常状态.三相不一致的危害：当系统处于非全相运行状态时,系统中出现的负序、零序等分量对电气设备产生一定危害,同时也影响系统保护装置的正确动作,所以电力系统不允许长时间地非全相运行.在线路重合不成功,则系统进入非全相运行时将无其它保护可以消除这种故障,所以在分相操作的断路器安装有非全相保护三相不一致保护,当系统出现非全相达到一定时间就跳开其他相.三相不一致的实现：消除三相不一致的异常状态的保护功能,在高压或超高压等级系统中,一般都放入断路器本体中实现,但是也有放入断路器保护中实现的或者线路保护中.不一致保护在断路器本体中,国网十八项反措要求：220kV及以上电压等级的断路器均应配置断路器本体三相位置不一致保护.既在断路器单相跳开后,如果重合闸动作,断路器由于压力、机械、二次回路等原因,没有重合成功,必须在内跳开三相,并且不再重合,以保证系统的安全.图5 三相不一致保护逻辑图当断路器中没有三相不一致保护时,可以安装独立的三相不一致保护装置.独立的三相不一致保护除了用断路器辅助触点或位置接点构成判断三相不一致的起动回路外,还可以用零序电流与负序电流闭锁回路,用以提高该回路的可靠性.三相不一致保护的投入：在三相不一致保护软压板和硬压板都投入时控制字,三相不一致保护功能才起作用.三相不一致的起动：三相跳位开入不一致＋跳位相无流.三相不一致保护的动作：不一致经零序开放控制字投入,不一致起动经不一致零序电流判据动作,然后经不一致延时出口跳本断路器三相.不一致经负序开放控制字投入,不一致起动经不一致负序电流判据动作,然后经不一致延时出口跳本断路器三相.以上两个控制字都退出时,三相不一致起动后经不一致延时出口跳本断路器三相.三相不一致保护动作不起动失灵,同时闭锁重合闸.三相不一致保护的闭锁：断路器处于三相不一致状态12秒,发位置不一致告警,并闭锁三相不一致保护.三相不一致保护的时间继电器的整定原则：继电保护装置的三相不一致保护延时定值要能躲过重合闸的动作时间.七、瞬时跟跳该回路由用户决定是否投入.瞬时跟跳分为：单相跟跳、两相跳闸联跳三相和三相跟跳.这三个回路出口后再跳一次本断路器,只有起动元件动作情况下上述三个回路才能发跳闸命令.·单相跟跳：收到线路保护来的Ta、Tb、Tc单相跳闸信号,并且相应相的高定值电流元件动作,瞬时分相跳闸.·两相跳闸联跳三相：收到而且仅收到线路保护来的两相跳闸信号,并且任一相的高定值电流元件动作,经15ms延时联跳三相.·三相跟跳：收到三相跳闸信号,并且任一相的高定值电流元件动作,瞬时三相跳闸出口.八、交流电压断线判断交流电压断线判断的判据为：保护不启动,且三相电压向量和大于12V,延时发TV短线异常信号.TV断线时,将低功率因素元件退出,将检同期和检无压重合功能退出,其他功能正常.当三相线路电压恢复正常10s后自动恢复正常运行.九、跳闸位置异常告警当TWJ动作且该相线路有电流,或三相的TWJ位置不一致时经10S延时报TWJ 异常.。
二分之三接线断路器保护培训资料
断路器保护概述断路器保护主要包括:断路器失灵保护、自动重合闸、充电保护、死区保护、三相不一致保护和瞬时跟跳。
本文主要讨论3/2接线方式下的断路器保护。
（一）断路器保护装置的配置一般在双母线、单母线接线方式中，输电线路保护要发跳闸命令时只跳线路本端的一个断路器，重合闸自然也只重合这一个断路器，所以重合闸按保护配置是合理的。
在3/2接线方式中把失灵保护、自动重合闸、三相不一致保护、死区保护和充电保护做在一个装置内，这个装置即称为断路器保护。
（二）断路器失灵保护断路器失灵保护是指故障电气设备的继电保护动作发出跳闸命令而断路器拒动时，利用故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成对断路器失灵的判别，能够以较短的时限切除同一厂站内其他有关的断路器，使停电范围限制在最小，从而保证整个电网的稳定运行，避免造成发电机、变压器等故障元件的严重烧损和电网的崩溃瓦解事故。
一般在220kV及以上断路器上配置断路器失灵保护功能，部分重要的110kV断路器也会配置失灵功能。
以下详细分析：3/2接线方式下的断路器失灵保护。
如图1所示，在3/2接线方式下，如果在线路2发生短路，线路保护跳开5021和5022断路器。
假如5021断路器失灵，为了短路点的熄弧，5021断路器的失灵保护应将500kV Ⅰ母上所有的断路器（图中5011、5031断路器）都跳开。
图1 500kV变电站3/2接线方式简图如果在500kVⅠ母上发生短路，母线保护动作跳母线上所有断路器。
假如5021断路器失灵，5021断路器的失灵保护应将5022断路器跳开，并发远方跳闸命令跳线路2对侧的断路器。
（如连接元件是变压器，则跳开变压器各侧断路器）所以边断路器的失灵保护动作后应该跳开边断路器所在母线上的所有断路器和中断路器并启动远方跳闸功能跳与边断路器相连的线路对侧断路器（或跳变压器各侧断路器）。
如果在线路2上发生短路，线路保护跳5011和5021两个断路器。
假如5022断路器失灵，5022断路器的失灵保护应将5023断路器跳开，并发远方跳闸命令跳2号主变各侧断路器，这样短路点才能熄弧。
变电站3 2接线方式
1.名词解释元件：两台断路器之间的引出线(线路或者变压器)，称为元件。
完整串：用3台断路器把2个元件连接在两条母线之间，称为一个完整串。
不完整串：如果用2台断路器把1个元件连接在两条母线之间，称为一个不完整串。
线路串：在一个完整串中，2个元件都是线路，称为线路串。
线路变压器串：在一个完整串中，一个元件是线路，另一个元件是变压器，称为线路变压器串。
2.3/2断路器接线方式的优缺点1)优点运行调度灵活---正常运行时两条母线和全部断路器全部投入运行，形成多环路供电方式。
倒闸操作方便---隔离开关一般仅作检修用，避免了双母线接线时用隔离开关进行倒母线的操作。
当一条母线停电时，回路不需要切换，任何一台断路器检修各回路仍按原方式运行，也不需要切换。
【运行规程4.4.2规定：电网正常时，220kV及以下隔离开关可以拉、合3/2接线的母线环流（需具备3串运行）。
】运行可靠性高---每一回路由两台断路器供电，合环运行时，发生母线故障或单个断路器故障退出运行，都不会导致出线停电。
对于完整串，即使是双母线故障，也可保证出线与系统最低限度的连接。
2)缺点投资费用大，保护及二次回路接线复杂。
3.CT的配置及电流回路1)电流互感器的配置3/2断路器接线采用敞开式断路器时，每串只需配置3组CT。
靠母线侧的CT有6个二次绕组，中间的CT有7个二次绕组。
具体配置如下图所示。
这样的CT配置存在一个问题：保护在断路器和CT之间存在死区，发生故障时不能瞬间切除。
这一问题的存在可分为母线侧断路器与CT之间故障、中间断路器与CT之间故障两种情况来讨论，见下图。
当故障发生在K1或K3点时，故障点处于线路保护区外、母差保护区内，母差保护动作跳开边开关，但此时故障并未消除。
由于采用3/2断路器接线，母差保护动作不能使线路高频保护停信，使线路对侧断路器瞬时跳闸，同时，由于在线路L1的保护区外，中开关也不能瞬时跳闸。
因此，当故障发生在K1或K3点时，要靠线路对侧保护二段带时限切除，后果是延长了故障切除时间，对系统稳定不利。
500kV变电站3／2接线保护死区分析
500kV变电站3/2接线保护死区分析摘要：当下500kV变电站的主接线主要采用3/2断路器接线方式，这种接线方式具有高灵活性、高可靠性以及方便倒闸操作的优势。
但是3/2断路器接线同时也存在死区较多以及分裂困难的缺点，为此可能在没有及时切除故障的情况下导致事故扩大。
文章从死区的成因入手，重点论述了其危害以及治理措施。
关键词：500kV；变电站；3/2接线；保护；死区我国电网的高速发展促进了电网对于经济型以及可靠性的要求。
而当下500kV的系统电网作为基本类型在电网的规模化建设中显示了重要地位。
大多的系统采用3/2接线方式，，如果采用HGIS或者GIS设备可以采用套管CT，并且由于可以在开关两侧设置配套的CT来消除保护的死区问题。
但是实际中为了节约成本，在采用敞开式设备中采用了配备开关单侧流变方式，虽然简化了设计、节约了成本，但是也导致了死区的存在。
为此针对死区问题进行详尽的论述并提出针对性的治理措施具有极大的现实意义。
1死区成因在初期生产500kV3/2接线系统中，线路以及母线均使用双重配置每串在靠近母线侧电流互感器需要6个二次绕组，而位于中间的电力互感器需要8个二次绕组。
但是当时限于生产工艺及技术水平，仅能提供6个二次绕组的500kV电流互感器，为此就需要四组电流互感器。
而随着互感器生产工艺及技术的进步，当下已经可以生产带有8个二次绕组的电流互感器。
但是由于500kV电流互感器昂贵，采用每串三组的配置方式不仅可以减少投资，同时也减少了占地面积。
一般规模的变电扎为5串设计，如果每串按照3组配置就减少了5组电流互感器。
下表1为两种配置方式的经济性比较：表1 两种流变配置方式经济性比较但是在节约投资的情况下也出现了一个问题，即对于电路互感器以及断路器之间的故障不能及时切除。
例如在下图1为完整串，存在三个如上所述的区域：图 1 死区示意图（1）如果K1发生故障，对于L1线路保护是区外故障，对I母线室差动保护是区内故障。
二分之三接线方式之断路器失灵保护及其重合闸
2.保护交流接线的设计
每串配置三组 CT
3.死区分析
线路 L1 的 保护
线路 L2 的 保护
甲
QF1
L1 一组 CT的两个二次线圈 QF2
L2
QF3
乙
3.死区分析
K1、K2 短路时的动作情况
K1故障L1保护动作，跳QF1 QF2故障切除
QF1
线路 L1 的 保护
QF2 线路 L2 的 保护
K2故障L2保护动作，跳QF2 QF3故障切除
3/2主接线断路器失灵及重合闸
一 引言 二 220kV及以上电气主接线 三 3/2断路器保护 四 3/2断路器的重合闸 五 练习题
一 引言
我司海外项目电压等级较高，电气主 接线复杂，保护配置难度很大。深入分析 3/2断路器主接线，分析保护原理，制订 正确的保护配置方案。
330kV ～500kV线路，一般情况下应采 用单相重合闸。 3/2断路器主接线，合于 故障后，重合闸顺序不正确将导致停电范 围扩大，且重合闸闭锁条件较多。电气二 次设计时应给予足够重视。
?K5故障L2保护动作，跳QF2 QF3 故障不能切除
?L1的保护不会动作
线路
L1 的
?QF2的失灵保护动作，跳QF1和 保护
L1线路对侧断路器—
此时切除时间长
远方断路器可靠动作的风险大
线路
? 扩大事故！此串三个断路器
L2 的 保护
全跳了
QF1
K5 QF2
QF3
甲
K1 L1
L2 K
乙
每串配置 4组CT
TA1 线路保护：
TA1、TA3、TV3 1DL边断路器保护：
TA1、UA、UB 、UC 接线 路电压TV3。UM接母线电压 TV1 2DL中断路器保护： TA2或TA3、 UA、UB 、 UC 接线路电压接TV3（或 TV4）、UM接TV4（或TV3）
电气3／2接线概述
3／2接线特点：500KV变电所在高压系统中一般担负汇集电能、重新分配负荷、输送功率等多重任务.因此它是高压输电系统中的重要地位非常关键。
目前我国500KV变电所电气主接线一般采用双母线四分段带旁路和3／2断路器的接线方式。
3／2断路器接线方式的运行优点日渐凸现,所以,现在用3／2接线方式的多。
————--—--——-------—--———---—---—--1、主要运行方式：1）、正常运行方式。
两组母线同时运行，所有断路器和隔离开关均合上；2）、线路停电，断路器并串运行方式。
线路停电时，考虑到供电的可靠性，常常将检修线路的断路器合上，将检修线路的线路侧隔离开关拉开;3)、断路器检修时运行方式，任何一台断路器检修,可以仅将该断路器及两侧隔离开关拉开；4）、母线检修时的运行方式。
断开母线断路器及其两侧隔离开关.这种方式相当于单母线允许，运行可靠性低，所以应尽量的缩短单母线运行时间.-———-—-——--—-—--—-——-—-—-——--——----2、3/2断路器主接线的优缺点：1）、优点：A、供电可靠性高。
每一回路有两台断路器供电，发生母线故障或断路器故障时不会导致出线停电；B、运行调度灵活。
正常运行时两组母线和所有断路器都投入工作，从而形成多环路供电方式；C、倒闸操作方便,特别是对于母线停电的操作,不需要像双母线接线方式时进行到负荷倒排操作,所以操作较简单.但是检修断路器或检修母线或检修线路,只要涉及断路器检修,就要注意二次回路的切换（主要是重合闸先投压板和失灵启动母差、失灵启动其它线路、失灵启动远跳等压板的投退）.2)、缺点:二次接线复杂.特别是CT配置比较多。
在重叠区故障,保护动作繁杂。
再者,与双母线相比，运行经验还不够丰富。
目前看来，最大的缺点是造成整个系统全部接死,无法分裂运行。
由于现在系统短路电流超标，经常需要母线分列运行。
对于双母线接线方式就容易实现，而2/3接线方式就无法实现。
关于500KV3-2接线非正常运行方式的探讨
关于500KV3-2接线非正常运行方式的探讨1 3/２接线方式介绍1.1 3/２接线方式：有两组母线，每一回路经一台断路器接至一组母线，两个回路间有一台断路器联络，组成一个“串”电路，每回进出线都与两台断路器相连，而同一“串”支路的两条进出线共用三台断路器。
3/２接线正常运行方式：两组母线同时工作，所有断路器均闭合，各“串”之间闭环运行。
1.2 3/２接线的特点优点：⑴具有高度供电可靠性：母线或任一断路器故障均不会导致出线停电。
⑵运行方式灵活：任一断路器检修只需拉开其两侧的隔离开关；任一组母线检修只需拉开该母线侧的断路器及其两侧的隔离开关，这种情况仍相当于单母线接线。
缺点：二次接线和继电保护比较复杂，操作较繁琐，建设投资较大。
每串的布置原则：为提高运行可靠性，防止同名回路（两台变压器或两回供电线路）同时停电，一般采用交替布置的原则，即重要的同名回路交替接入不同侧母线；同名回路接到不同的串上；把电源与引出线接到同一串上。
2 特殊运行方式下中断路器与边断路器重合闸的配合如下图：当变电站只有两串运行时，主变发生故障，保护动作跳开1QF和2QF两个断路器后，两串变为开环运行，若此时线路2又发生故障，保护跳开4QF和5QF后重合，4QF先重，5QF后重，但因此时Ⅰ组母线已经失压，故即使线路故障是永久性故障4QF断路器也能重合成功，切除故障只能靠后重的5QF保护动作重新跳开4QF 和5QF，这样5QF就再次切断故障电流，为避免这种情况发生，可将线路2的重合闸方式设为检母无压线有压方式或检同期方式(后合重合闸经线路有压控制字置1)，使对侧合上后再重合。
同样，如上图，当4QF检修时，线路2只由5QF供电，此时对线路2来说，5QF重合闸应由后重改为先重，但改为先重后又与线路3的边断路器先重，中断路器后重相矛盾，为解决这一矛盾，应将线路3的边断路器重合闸方式改为后重，中断路器改为先重。
但该运行方式存在一个问题，如果本侧为送电侧，则当线路3发生永久性故障，5QF和6QF跳开后，5QF因无电源重合成功，6QF重合时有可能重合于故障，为避免这种情况发生，可将线路3的重合闸方式设为检同期方式，使对侧合上后再重合。
变电站二分之三断路器接线方式运行分析
工程科技与产业发展科技经济导刊 2016.34期变电站二分之三断路器接线方式运行分析李天骄（襄阳市第五中学 湖北 襄阳 441057）1 概述220kV配电装置接线，常用的是双母线分段带旁路接线方式。
在襄阳公司220KV米庄变电站首次采用了3/2接线方式。
3/2断路器接线的二次线设计与双母线接线相比，在保护配置与操作处理等方面有诸多不同之处。
3/2断路器接线的一般形式如下。
为了讨论问题方便，约定：两条母线分别称为Ⅰ母线和Ⅱ母线，从Ⅰ母线到Ⅱ母线断路器的符号依次编为01、02、03，两台断路器之间的引出线，或是线路或是变压器，统称为元件；有两个元件用三台断路器连接在Ⅰ、Ⅱ母线之间的，我们称为是一个完整串；如果一个元件用两台断路器连接在Ⅰ、Ⅱ母线之间的，称为不完整串；两个元件都是线路的，称为线路串；在一个完整串中一个元件是线路，另一个元件是变压器的，称为线路变压器串。
2 安装单位的划分在3/2断路器接线情况下，一个完整串中包括三台断路器和二个元件，每个元件和二台断路器相联系；中间断路器又和二个元件相联系、元件和断路器之间的关系比较复杂，不是—一对应的关系，因此必须合理地划分安装单位，目前常用的划分方法是每一个完整串共划分为五个安装单位，即三台断路器各为一个安装单位，每个元件为一个安装单位，断路器安装单位包括断路器的测控回路、重合闸、有关的操作继电器和断路器回路的测量等。
元件安装单位包括本元件的继电保护、和元件的测控、信号回路等。
重合闸按单元配置，每台断路器配一套重合闸。
各安装单位都有独立的直流电源空气开关。
经综自改造后，每串断路器公用一个测控单元，每串两元件公用一个测控单元。
主变元件为单独测控单元。
3 电流回路本站采用敞开式断路器接线，每串只需配置三组电流互感器。
断路器每个元件的测量测控与双母线接线相同，但元件的测控测量需接入两台电流互感器测量线圈输出的和电流回路，用来监视线路或主变压器回路的电流；同时在每台断路器回路也装设三相电流表，用来监视断路器回路的电流，以及各串间电流分配情况。
500kV变电站“和电流”回路的分析与研究
500kV变电站“和电流”回路的分析与研究摘要：由于500kV变电站采用3/2接线方式，每个出线或元件从两个断路器之间馈出，其保护采集两个断路器的电流互感器的二次“和电流”，而在这种“和电流”回路上，出现多点接地现象使二次电流分流，进而导致正常运行的保护装置误动的风险较高。
本文对500kV变电站3/2接线方式的“和电流”回路进行分析，并对该电流回路上可能导致保护装置误动的情况开展深入研究。
关键词：3/2接线方式、二次电流回路、和电流、保护误动0.引言在电力系统中，二次电流是继电保护装置用于判断其保护范围内是否存在故障所采集的电气量之一。
准确采集二次电流是继电保护装置正确动作于故障的重要前提。
而500kV变电站的3/2接线方式决定了二次“和电流”回路的复杂性，但也增加了在电流回路上出现分流或者多点接地的风险，在近几年的电网运行中，曾出现多次因“和电流”回路上的误碰、误短等而导致正常运行的保护装置误动的案例。
本文将从500kV变电站的3/2接线方式切入，剖析“和电流”回路及其风险点，结合事故案例分析，指出避免“和电流”回路问题导致保护误动的措施，为变电站日常运维工作提出有利建议。
1.“和电流”回路“和电流”回路是相对于常见的110kV、220kV线路或主变的CT回路与保护装置配置而言的，在单母分段接线、双母线接线、双母线带旁路接线等接线方式中，保护装置的二次电流均只是采自该间隔断路器的电流互感器，即一组二次电流回路进入保护装置。
而在500kV变电站中，接线形式为3/2接线方式，即2条母线之间3个断路器串联，形成一串，也称为完整串[1]。
在完整串中从相邻的2个开关之间引出元件，即3个开关供两个元件，中开关作为共用。
每套出线元件保护均采用两台电流互感器的二次和电流。
而在中开关检修的时候，该串出线元件可不停电，但由于存在共用中开关电流互感器的二次“和电流”回路，因此在运行间隔保护二次电流回路上出问题而导致误动的风险较高。
500kV变电站3／2接线方式线路重合闸问题探讨
检修或退 出时 ， 由于先合重合 闸发 不出“ 闭锁先合” 信号 ， 后合 重合 闸将在 “ 重合 闸整 定时 间” 动作， 避 免后 合重 合闸作 出不
必要 的延 时 ， 尽量保证系统 的稳定性 。
２ 重 合 闸 的检 定 方 式
３ ／ ２接线方式下线路 故 障时要 断开 ２台开关 ， 在 重合 时 ， 为减少开关动作 次数 ， 缩 短永久 性故 障 的切除 时间及 故 障对 系统造成 的冲击 ， 一般规定在保 护动作跳开 两开关后 ， 其 中一 台开关 的重合 闸应 先重合 ， 另 一台 开关 的重合 闸经一 定延 时 （ 躲 重合闸后加速动作时 间不 得少 于 ３ ０ ０ ｍ ｓ ） 后 再重合 。为 简 化３ ／ ２ 接线 开关重合 闸的配合 问题 ， 将 取消重 合 闸优 先 回路 。 以５ ０ ０ ｋ Ｖ仓颉 变电站为例 ， 该站 ５ ０ ０ ｋ Ｖ重合 闸就是 靠时 间整 定配合的 ， 即开关跳闸后两开关 的重合 闸同时启 动。以５ ０ ０ ｋ Ｖ 洹仓线 为例 ， 边开关仓 ５ ０ ３ ３单相 重合 闸时 间整定 为 ０ ． ７ Ｓ ， 中 开关仓 ５ ０ ３ ２单相重合闸时间整定为 ０ ． ７ Ｓ ， 并带 ０ ． ３ Ｓ 延时 。
在装置整组复归后返 回。先合重合 闸的“ 闭锁先合 ” 输 出接点
３ ／ ２接线 的复杂性 主要体 现在 断路 器保护 及 自动装 置 的 配合上 ， 我国 ３ ／ ２接线 的断路 器保 护及 自动装 置 基本 都是 按 断路器配置 。随着超高压 、 大电 网的不 断发展 ， 系 统的稳定 问
路保护与断路器保护可 能是不 同厂家产 品 ， 原理 也不尽 相 同， 因此 ， 重合 闸配合仍 然是 一个 较为复 杂 的问题 。下 面 就重合 闸专项问题 以及保护配合情况逐一论述 。
500kV3_2开关接线方式倒闸操作分析
500kV 3/2开关接线方式倒闸操作分析发布时间：2021-08-23T11:20:33.730Z 来源：《当代电力文化》2021年12期作者：李鹏[导读] 3/2开关接线方式在500kV变电站中的应用较多,此类接线方式在实际落实中,具备灵活调度、可靠性高的优势李鹏国网山西省电力公司检修分公司山西省太原市摘要:3/2开关接线方式在500kV变电站中的应用较多,此类接线方式在实际落实中,具备灵活调度、可靠性高的优势。
但由于3/2开关接线方式在运行中,管控设备较多,涉及了母线以及众多支线线路的管控,所以关于其倒闸操作的执行,则引起了作业人员以及研究人员的注意。
如何有效的进行此类接线方式下的倒闸操作,并且确保电气设备以及线路的安全性。
成为当前研究人员以及维护人员,长期研究的课题。
本文简要分析500kV3/2开关接线方式倒闸操作,以期能为我国电力企业此类技术发展提供参考。
关键词:500kV；3/2开关接线方式；倒闸操作；分析社会经济在发展中,电能对于人们的生产生活产生了极大的影响,500 kV变电站作为主要的电力工程之一对于区域经济的稳定发展以及用电户的稳定用存在较大的影响。
其中500kV变电站中3/2开关接线方式倒闸操作现状,如何有效的发挥3/2开关接线方式的运行效果,并且促进电能的应用质量,引起了广泛的关注。
笔者简要分析当前500kV3/2开关接线方式倒闸操作。
13/2开关接线方式的特点500kV3/2开关接线方式在运行中存在较多运行特点,主要依据其运行现状进行分类,主要呈现运行特点为:常规运行方式、特殊运行方式、供电可靠性高、二次回路设计复杂。
此类运行特点的出现对于电力企业的发展造成了双面的影响,其中包括对经济方面及电能供应稳定性方面的影响。
1.1 常规运行方式电网在运行中,由若干支线以及少量母线构成。
母线在电能传输中,分散出若干支线线路,以此构建形成电网系统。
500kV3/2开关接线方式在运行中设备或线路的开关设施及控制系统运行良好。
二分之三接线方式之断路器失灵保护及其重合闸.ppt
4.断路器失灵保护
（4）为什么要配置断路器保护
2）缩短故障切除时间 断路器失灵保护能解决的问题是缩短故障切除的时间并在
一定程度上减少停电范围。为此加断路器失灵保护，来缩短故 障切除时间并减少停电范围。断路器动作及返回时间均为20ms
4.断路器失灵保护
（4）为什么要配置断
路器保护
4G
3）失灵保护应该按断路器设置
在双母线、单母线接线方式中， I母 如果断路器失灵，失灵保护应 II母 1TV
2DL
该跳开失灵断路器所在母线上
的所有断路器，其跳闸对象与
2TV 1G
2G
母线保护跳闸对象完全致，
5G
也就是说双母线接线失灵保护 与母差保护跳闸出口相同，可
1DL 线
以与母差做在一起，先跳母联 断路器，再跳母线上所有元件。
2.保护交流接线的设计
2）4CT接线 母线I差动保护：
TA1 线路保护：
TA1、TA3、TV3 1DL边断路器保护：
TA1、UA、UB 、UC 接线 路电压TV3。UM接母线电压 TV1 2DL中断路器保护： TA2或TA3、 UA、UB 、 UC 接线路电压接TV3（或 TV4）、UM接TV4（或TV3）
跳掉。
此处有两套保护快慢竞
争。也有风险
线路
L2的
K6故障，类似分析
保护
QF1
K5 QF2
K6
QF3
甲
L1
L2
乙
3.死区分析
每串配置4组CT
实际设计中 ： 在3/2接线串中加装第四组CT通常 要做风险评估和经济性比较，并要考 虑故障切除时间对系统稳定性的影响。 超高压系统对故障切除时间有一定的要 求。如西北330系统要求100ms切除故障。
一起断路器失灵保护存在的问题及对策
一起断路器失灵保护存在的问题及对策熊泽群;彭明智;张海峰【摘要】在超高压电网中，断路器失灵保护作为一种近后备保护，对电网的安全稳定运行有着重要的意义。
文章从失灵保护的设计规范入手，结合失灵保护在实际运行中的几个问题展开讨论，详细分析了500 kV楚城变电站主变中压侧断路器失灵保护存在的问题，并对此提出了改进措施。
通过实验验证了措施的正确性，有效地保障了超高压变电站的安全稳定运行，对其他断路器失灵保护类似问题的解决，具有一定的参考价值。
%In the extra high voltage power network, the circuit breaker failure protection as a short-range backup protection has an important significance to the safe and stable operation of the power grid. In this paper, from the design specifications of failure protection, combined with failure protection to discuss some problems in actual operation, the problems existing in the main transformer medium voltage circuit breaker failure protection of 500kV Chucheng substation are analyzed in detail, and the improvement measures are put forward. The experimental results verify the correctness of the countermeasure, to effec-tively guarantee the safe and stable operation of EHV substation, having a certain reference value to solve similar problems of circuit breaker failure protection.【期刊名称】《安徽电气工程职业技术学院学报》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】4页(P12-15)【关键词】超高压电网;失灵保护;启动量;灵敏度;复合电压【作者】熊泽群;彭明智;张海峰【作者单位】国网安徽省电力公司检修公司，安徽合肥 230061;国网安徽省电力公司检修公司，安徽合肥 230061;国网安徽省电力公司检修公司，安徽合肥230061【正文语种】中文【中图分类】TM7620 引言在我国220kV及以上电压等级的超高压电网中，线路保护采用近后备方式，对于分相操作的断路器，存在单相拒动失灵的可能性。
电气3／2接线概述
精心整理3／2接线特点：500KV变电所在高压系统中一般担负汇集电能、重新分配负荷、输送功率等多重任务。
因此它是高压输电系统中的重要地位非常关键。
目前我国500KV变电所电气主接线一般采用双母线四分段带旁路和3／2断路器的接线方式。
3／2断路器接线方式的运行优点日渐凸现，所以，现在用3／2接线方式的多。
----------------------------------1、主要运行方式：---------------------------------------综上所述，3／2断路器接线方式的利大于弊。
针对这种接线方式的弊端，我们可以在继电保护选用上下功夫，在满足选择性、快速性、灵敏性、可靠性的基础上，提高继电保护动作的精度，简化范围配置，实现单一保护，避免重复性。
---------------------------------------二、倒闸操作顺序的分析：?我们之所以要讨论倒闸操作的顺序问题，因在电力系统操作中，由于刀闸的操作顺序造成的带负荷拉合闸事故是几种常见的恶性误操作事故之一。
所以我们一定要按照部颁规定和主管单位的规定执行，以确保倒闸操作的正确。
即使是操作中发生事故，也要把事故影响限制在最下范围。
1、???带负荷拉合刀闸的危害和防误措施C、线路或主变运行，母线侧断路器转入检修的操作。
如带负荷拉闸事故发生在线路或主变侧，两侧断路器跳闸，造成线路或主变停电，影响系统安全运行。
如带负荷拉闸事故发生在母线侧，母线上所有断路器跳闸，切除故障点，不影响线路及主变正常运行。
所以应按照断路器（开关）－—母线侧隔离开关（刀闸）－—线路或主变侧隔离开关（刀闸）的顺序依次操作。
送电操作应与上述相反的顺序进行。
D、线路或主变停电时，断路器合环运行的操作。
如带负荷合闸事故发生在短引线侧，两侧断路器跳闸切除故障，不影响系统安全运行。
如发生带负荷合闸事故发生在母线侧，造成母线无电压，此时变为单母线运行方式，运行的可靠性降低。
二分之三主接线保护介绍
RCS-925A过电压保护及故障起动装置
•
应用及功能 本装置作为辅助保护装置，可实现过电压 起动远跳；具有就地判别功能的收信直跳和 过压保护。
收信工作逻辑
• 收信工作逻辑有“二取二”和“二取一”判断逻辑。“二取二”方式，指通道一 和通道二都收信，置收信动作标志。“二取一”方式，指通道一与通道二其中之 一收信，置收信动作标志。
变压器
母线 II
发电厂侧
变电站侧
当线路发生瞬时性单相接地故障,当两侧断路器单相跳开后,断路 器重合顺序为变电站侧1DL-发电厂侧3DL-变电站侧2DL-发电厂 侧4DL。
永久性单相故障线路两侧重合顺序
母线 1
3DL 1DL
母线 1
4DL
2DL
母线 II
变压器
母线 II
发电厂侧
变电站侧
当线路发生永久性单相接地故障,当两侧断路器单相跳开后,变电 站侧1DL断路器首先重合，合于故障保护动作跳变电站侧断路 器。发电厂侧无重合机会，由非全相保护跳开。
3/2主接线保护原理介绍
3/2接线方式
变电站2 11DL
L3
12DL Ⅰ 1DL 4DL 5DL 6DL 2DL 电抗器 L2线 3DL Ⅱ 22DL 变电站3 23DL 变电站1 21DL L1线 电抗器 远跳通道
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讨论3/2接线方式下的断路器保护
断路器保护主要包括:断路器失灵保护、自动重合闸、充电保护、死区保护、三相不一致保护和瞬时跟跳。
本文主要讨论3/2接线方式下的断路器保护。
一、断路器保护装置的配置
一般在双母线、单母线接线方式中，输电线路保护要发跳闸命令时只跳线路本端的一个断路器，重合闸自然也只重合这一个断路器，所以重合闸按保护配置是合理的。
在3/2接线方式中把失灵保护、自动重合闸、三相不一致保护、死区保护和充电保护做在一个装置内，这个装置即称为断路器保护。
二、断路器失灵保护
断路器失灵保护是指故障电气设备的继电保护动作发出跳闸命令而断路器拒动时，利用故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成对断路器失灵的判别，能够以较短的时限切除同一厂站内其他有关的断路器，使停电范围限制在最小，从而保证整个电网的稳定运行，避免造成发电机、变压器等故障元件的严重烧损和电网的崩溃瓦解事故。
一般在220kV及以上断路器上配置断路器失灵保护功能，部分重要的110kV断路器也会配置失灵功能。
以下详细分析：3/2接线方式下的断路器失灵保护。
如图1所示，在3/2接线方式下，如果在线路2发生短路，线路保护跳开5021和5022断路器。
假如5021断路器失灵，为了短路点的熄弧，5021断路器的失灵保护应将500kVⅠ母上所有的断路器（图中5011、5031断路器）都跳开。
图1 500kV变电站3/2接线方式简图
如果在500kVⅠ母上发生短路，母线保护动作跳母线上所有断路器。
假如5021断路器失灵，5021断路器的失灵保护应将5022断路器跳开，并发远方跳闸命令跳线路2对侧的断路器。
（如连接元件是变压器，则跳开变压器各侧断路器）
所以边断路器的失灵保护动作后应该跳开边断路器所在母线上的所有断路器和中断路器并启动远方跳闸功能跳与边断路器相连的线路对侧断路器（或跳变压器各侧断路器）。