10kV变配电站进线与母联分段断路器控制连锁有关问题分析

10kV变配电站进线与母联分段断路器控制连锁有关问题分

析

变配电站进线与母联分段断路器控制连锁有关问题分析

工业与民用建筑10kV变配电站一次系统主接线大部分都采用单母线。有两路电源进线时采用单母线分段接线。

1 运行方式

1.1有两路电源进线单母线分段的10kv变配电站有三种运行方式，同时也就有三种备有电源互投方式。第一种运行方式为母线分段断路器常合，1号电源进线为主供电源，2号电源进线为备用电源。备用电源互投方式为线路备自投，即主供电源断电后，备用电源自动投入；需要来电自恢复时，主供电源来电后，如果备用电源在运行，先断开备用电源后，再合上主供电源。

1.2 第2种运行方式为母线分段断路器常合，2号电源进线为主供电源，1号电源进线为备用电源。备用电源互投方式仍然为线路备自投，动作过程与第一种运行方式相同。

1.3 第三种运行方式为母线分段断路器常分，两路电源进线均为主供电源，备用电源互投方式为母联备自投，即任一路电源进线断电后，分段断路器自动合闸；需要来电自恢复时，断电电源进线再来电，先断开母线分段断路器后，断电电源进线再合上。

2 连锁要求

2.1 有两路电源进线单相线分段的10kv变配电所，两路电源进线和母线

分段三个断路器只允许同时有两个合闸，不允许出现三个断路器同时合闸。

2.2 10kV变配电所设计时，断路器的遮断器容量按照最大一路电源进线的短路电流来选择，如果出现两路电源进线和母线分段三个断路器同时合闸，两路电源进线并列运行，短路电流就要增加，发生短路事故后，如果短路电流大于断路器的遮断容量，断路器就会因不能及时切断短路事故而造成越级跳闸。

2.3 两路电源并列运行时，对上一级变电站的继电保护运行方式也会产生影响，当一路电源进线发生短路事故时，如果事故点距上一级变电站很近，上一级变电站出线电流速断保护跳闸，此时由于10kV变配电站母线分段与另一路进线断路器都处于合闸状态。短路事故仍然存在，但事故点比较远时，10kV变配电站进线一般没有方向保护，电流速断保护不能可靠动作，继电保护的选择就会被破坏，事故切除时间就会加长，严重时对电力系统运行稳定性也会造成影响。

2.4 电源进线断路器与计量柜以及隔离柜之间也要求有连锁，手车式计量柜没有在运行位置，或固定式计量柜的隔离刀闸没有合上时，电源进线断路器不允许合闸，其目的是避免在电源进线断路器合闸后，再推进计量柜的小车，或再合计量柜的隔离刀闸，容易造成带负荷推进手车或合隔离刀闸。

2.5 母线分段断路器与隔离柜之间也应有连锁，也是为防止带负荷推进手车或合隔离刀闸。

2.6 有些审图单位提出在手车式计量柜手车拉出，以及固定式计量柜的

隔离刀闸拉开时，应将电源进线断路器自动跳开。设计时就需要将手车式计量柜手车运行位置限位开关。或固定式计量柜的隔离刀闸的常闭接点，并在电源进线断路器的跳闸回路。这样不仅增加了跳闸回路接线，也不一定能起到放止带负荷拉手车式计量柜手车，或带负荷拉固定式计量柜的隔离刀闸的作用。因为在拉开手车式计量柜手车，或固定式计量柜的隔离刀闸时，主回路比其辅助接点要先动作。

3 连锁要求的实现

3.1 电源进线（QF1与QF2）与母线分段（QF3）三个断路器之间的连锁，母线分段断路器连锁比较简单，连锁接线方案见图一。只要将两路电源进线断路器的辅助接点，按照图一方式串接在母线分段断路器的合闸回路中就可以了。图一中（一）为先将QF1与QF2的常开与常闭辅助接点串联，再并联后串接在母线分段断路器的合闸回路。这样在两路电源进线都处于合闸状态时，母线分段断路器就无法合闸，两路电源进线（QF1与QF2）只有在一路合闸，另一路分闸时，母线分段断路器就才能合闸，从而起到连锁作用。

仔细分析发现，此种连锁方案每路电源进线断路器都需要两对辅助接点，外部控制电缆需要三芯。而且在两路电源进线（QF1与QF2）都为分闸时，母线分段断路器就不能合闸。对运行没有影响，但母线分段断路器在作保护试验时就必须将一路电源进线先合上。

如果采用图一中（二）连锁方案，两路电源进线（QF1与QF2）只要有一路为分闸，一路为合闸，或两路均为分闸时，母线分段断路器才能合

闸。对运行没有影响，在作保护试验时也不需要将一路电源进线先合上，而且每路电源进线断路器只需要一对辅助接点，外部控制电缆也只需要两芯。

3.2 电源进线与母线分段断路器三个断路器之间的连锁接线方案见图二。图二中（一）为先将第二路电源进线QF2与母线分段QF3断路器的常开与常闭辅助接点串联，再并联后串接在第一路电源进线QF1断路器的合闸回路。图二中（二）为先将第一路电源进线QF2与母线分段QF3断路器的常开与常闭接点串联，再并联后串接在第二路电源进线QF1断路器的合闸回路。这样在对侧电源进线与母线分段断路器都处于合闸状态时，就无法合闸，二者只有在一路合闸，另一路分闸时，本侧电源进线才能合闸，从而起到连锁作用。

仔细分析发现，此种连锁方案每路电源进线与母线分段断路器都需要两对辅助接点，外部控制电缆需要三芯。而且在对侧电源进线与母线分段断路器都为分闸时，本侧电源进线就不能合闸。如果需要本侧电源进线只对本段母线供电，就需要将对侧电源进线断路器的常开接点临时短接，在作保护试验时也必须将母线分段断路器或对侧电源进线先合上。如果采用图三中连锁方案，只将对侧电源进线与母线分段断路器的常闭辅助接点并联后，再串接在本侧电源进线断路器的合闸回路。图三中（一）串接在1号电源进线断路器的合闸回路，图三中（二）串接在2号电源进线断路器的合闸回路。

图三连锁方案，对侧电源进线与母线分段断路器只要有一路为分闸，一

路为合闸，或两路均为分闸时，本侧电源进线段断路器才能合闸，对运行没有影响。如果需要本侧电源进线只对本段母线供电，不再需要将对侧电源进线断路器的常开接点临时短接，作保护试验时也可以不将母线分段断路器或对侧电源进线先合上。而且每路电源进线与母线分段断路器只需要一对辅助接点，外部控制电缆也只需要两芯。

3.3 对于特别重要的用户，10kV变配电站有三路电源供电。其中两路为主供电源同时供电，第三路为备用电源。单线系统图见图四。此时10kV 变配电站仍然采用单母线分段接线。第三路备用电源进线断路器也可以采用隔离开关，减少一级保护配合。运行方式为两路主供电源同时运行，第三路备用电源进线两个联络断路器均为分闸。

备自投方式为：两路为主供电源有一路断电分闸后，第三路备用电源进线有电时，相应一路联络断路器自动合闸。主供电源来电后，相应一路联络断路器断路器自动分闸后，主供电源再合闸。两路为主供电源有一路断电分闸后，第三路备用电源进线无电时，两路联络断路器断路器同时自动合闸。主供电源来电后，两路联络断路器断路器自动分闸后，主供电源再合闸。

两路为主供电源与两路联络断路器（QF1，QF2，QF31，QF32）连锁方式为：QF1与QF2合闸后，QF31与QF32不能合闸。QF1或QF2为分闸时，QF31或QF32才能合闸。QF31或QF32为合闸时，QF1或QF2不能合闸。

断路器之间的连锁见图五～六。图五为串接在1＃电源进线断路器