元件:兩臺(tái)斷路器之間的引出線(線路或者變壓器),稱為元件。
完整串:用3臺(tái)斷路器把2個(gè)元件連接在兩條母線之間,稱為一個(gè)完整串。
不完整串:如果用2臺(tái)斷路器把1個(gè)元件連接在兩條母線之間,稱為一個(gè)不完整串。
線路串:在一個(gè)完整串中,2個(gè)元件都是線路,稱為線路串。
線路變壓器串:在一個(gè)完整串中,一個(gè)元件是線路,另一個(gè)元件是變壓器,稱為線路變壓器串。
3/2斷路器接線方式的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
運(yùn)行調(diào)度靈活---正常運(yùn)行時(shí)兩條母線和全部斷路器全部投入運(yùn)行,形成多環(huán)路 供電方式。
倒閘操作方便---隔離開關(guān)一般僅作檢修用,避免了雙母線接線時(shí)用隔離開關(guān)進(jìn)行倒母線的操作。當(dāng)一條母線停電時(shí),回路不需要切換,任何一臺(tái)斷路器檢修各回路仍按原方式運(yùn)行,也不需要切換。【運(yùn)行規(guī)程4.4.2規(guī)定:電網(wǎng)正常時(shí),220kV及以下隔離開關(guān)可以拉、合 3/2接線的母線環(huán)流(需具備3串運(yùn)行)。】
運(yùn)行可靠性高---每一回路由兩臺(tái)斷路器供電,合環(huán)運(yùn)行時(shí),發(fā)生母線故障或單個(gè)斷路器故障退出運(yùn)行,都不會(huì)導(dǎo)致出線停電。對(duì)于完整串,即使是雙母線故障,也可保證出線與系統(tǒng)最低限度的連接。
缺點(diǎn)
投資費(fèi)用大,保護(hù)及二次回路接線復(fù)雜。
CT的配置及電流回路
1、電流互感器的配置
3/2斷路器接線采用敞開式斷路器時(shí),每串只需配置3組CT。靠母線側(cè)的CT有6個(gè)二次繞組,中間的CT有7個(gè)二次繞組。具體配置如下圖所示。


當(dāng)故障發(fā)生在K2點(diǎn)時(shí),對(duì)于線路L2屬于內(nèi)部故障,而對(duì)于線路L1屬于外部故障,當(dāng)L2保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作跳開2212和2213后,故障并沒有消除,需靠2212失靈保護(hù)動(dòng)作斷開2211和線路L1對(duì)側(cè)的開關(guān),才最后切除故障,其后果與前一種相同。
在220kV系統(tǒng)中發(fā)生這種故障,其后果相當(dāng)嚴(yán)重。但仔細(xì)分析,發(fā)生這種故障的機(jī)率是極少的。另外,也可在設(shè)計(jì)上采用相應(yīng)措施,將這種故障機(jī)率減到最小。現(xiàn)以K1點(diǎn)故障為例加以說明。K1點(diǎn)故障有3種可能:斷路器外絕緣閃絡(luò)、引線對(duì)地閃絡(luò)、CT外絕緣閃絡(luò),見下圖。

引線對(duì)地閃絡(luò)相當(dāng)于空氣間隙擊穿,機(jī)率極小。
CT外絕緣閃絡(luò),往往是CT的頭部對(duì)地放電。
CT一次繞組對(duì)外的引線,一端是帶小瓷套的絕緣端,另一端是與頭部等電位的非絕緣端。當(dāng)CT的頭部對(duì)地放電時(shí),實(shí)際上是非絕緣端對(duì)地短路,如果正確地選擇CT一次繞組引出線絕緣端的朝向,就可以使這種對(duì)地閃絡(luò)故障點(diǎn)位于線路保護(hù)區(qū)內(nèi)。
實(shí)際上只要將CT一次繞組引出線的絕緣端始終朝著斷路器布置,則CT頭部對(duì)地閃絡(luò)故障就位于線路保護(hù)區(qū)內(nèi),由線路保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作,跳開1DL、2DL切除故障,既不會(huì)延遲切除故障,也不會(huì)擴(kuò)大事故。

在3/2斷路器接線中,每個(gè)元件的測(cè)量裝置需接入相鄰的兩臺(tái)CT測(cè)量用線圈的和電流回路,線路保護(hù)要接入相鄰的兩臺(tái)CT保護(hù)用線圈的和電流回路,見下圖。

從CT引到端子箱,在端子箱內(nèi)接成和電流,然后引到保護(hù)盤、電度表盤和測(cè)控裝置等,這樣接線可以節(jié)省電纜,但在保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時(shí),CT的負(fù)擔(dān)較重。
從CT引到端子箱,再?gòu)亩俗酉湟奖Wo(hù)盤、電度表盤和測(cè)控裝置,然后在屏上接成和電流,這樣接線比較費(fèi)電纜,但在保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時(shí),CT的負(fù)擔(dān)較輕,同時(shí)也便于加裝隔離措施。
從CT引到端子箱,再?gòu)亩俗酉湟奖Wo(hù)盤、電度表盤和測(cè)控裝置,然后在屏上接成和電流,這樣接線比較費(fèi)電纜,但在保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時(shí),CT的負(fù)擔(dān)較輕,同時(shí)也便于加裝隔離措施。
2212、2213:
從CT引到2212端子箱和2213端子箱,再引到2213斷路器及短引線保護(hù)屏,在斷路器及短引線保護(hù)屏接成和電流。
變壓器差動(dòng)保護(hù)不能直接接入和電流回路,要將相鄰的兩臺(tái)CT保護(hù)用線圈分別接入差動(dòng)繼電器的制動(dòng)繞組,這樣接線的優(yōu)點(diǎn)是故障點(diǎn)發(fā)生在變壓器高壓側(cè)的差動(dòng)保護(hù)范圍之外時(shí),流入差動(dòng)繼電器制動(dòng)繞組的電流大,能有效防止外部故障時(shí)差動(dòng)繼電器誤動(dòng)作。
在有些設(shè)計(jì)中,為了簡(jiǎn)化接線,讓短引線保護(hù)和失靈保護(hù)共用一套CT線圈。
變電站短引線和失靈保護(hù)各用一套CT線圈。6、7串有單獨(dú)的短引線保護(hù)盤。其他串的短引線保護(hù)和斷路器保護(hù)集合在一塊屏里。
變壓器差動(dòng)保護(hù)不能直接接入和電流回路,要將相鄰的兩臺(tái)CT保護(hù)用線圈分別接入差動(dòng)繼電器的制動(dòng)繞組,這樣接線的優(yōu)點(diǎn)是故障點(diǎn)發(fā)生在變壓器高壓側(cè)的差動(dòng)保護(hù)范圍之外時(shí),流入差動(dòng)繼電器制動(dòng)繞組的電流大,能有效防止外部故障時(shí)差動(dòng)繼電器誤動(dòng)作。
在有些設(shè)計(jì)中,為了簡(jiǎn)化接線,讓短引線保護(hù)和失靈保護(hù)共用一套CT線圈。
變電站短引線和失靈保護(hù)各用一套CT線圈。6、7串有單獨(dú)的短引線保護(hù)盤。其他串的短引線保護(hù)和斷路器保護(hù)集合在一塊屏里。
3、CT的配置和電流接線方式對(duì)測(cè)量和保護(hù)的影響
對(duì)測(cè)量回路的影響
正常運(yùn)行時(shí),對(duì)測(cè)量回路沒任何影響。當(dāng)一個(gè)元件相鄰的兩個(gè)斷路器之一斷開時(shí),與之對(duì)應(yīng)的CT一次側(cè)無電流,但二次側(cè)仍并聯(lián)在CT的和回路中,也就是說它變成了同回路中另一臺(tái)CT的負(fù)載。此時(shí),在與斷開斷路器對(duì)應(yīng)的CT中流有勵(lì)磁阻抗電流,我們稱之為汲出電流。顯然,由于汲出電流的存在,增大了測(cè)量回路的誤差,但由于正常運(yùn)行時(shí),CT鐵心不飽和,其勵(lì)磁阻抗很大(一般在幾千歐姆), 因此,汲出電流很小,引起的誤差可以忽略不計(jì)。
對(duì)保護(hù)的影響
在一次系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),CT的一次側(cè)往往流過很大的短路電流,在這種情況下,CT的鐵芯容易飽和,使勵(lì)磁阻抗下降,汲出電流增大,尤其是對(duì)于閉合鐵芯的CT更為嚴(yán)重。這有可能引起保護(hù)裝置拒動(dòng)或非選擇動(dòng)作,所以在計(jì)算保護(hù)動(dòng)作定值時(shí)要考慮到汲出電流的影響。
PT的配置及電壓回路
3/2斷路器接線的PT配置的一般原則如下:
每回線路配置三相PT,作為保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量和同期裝置 等使用。
母線一般只需裝設(shè)單相PT。
3/2斷路器接線中每個(gè)元件的保護(hù)電壓回路一般不考慮接母線PT,其主要原因如下:
如接母線PT,需經(jīng)電壓切換回路才能接到保護(hù)裝置,與雙母線接線時(shí)電壓切換回路不同,此時(shí),切換回路要串入有關(guān)的斷路器和刀閘的輔助接點(diǎn),接線復(fù)雜,可靠性低;
當(dāng)母線停電,母線側(cè)斷路器斷開時(shí),元件不應(yīng)停電,但因母線側(cè)斷路器斷開,相應(yīng)的切換回路也斷開了,有可能使線路保護(hù)失去電壓,造成阻抗繼電器誤動(dòng)。
母線一般只需裝設(shè)單相PT。
3/2斷路器接線中每個(gè)元件的保護(hù)電壓回路一般不考慮接母線PT,其主要原因如下:
如接母線PT,需經(jīng)電壓切換回路才能接到保護(hù)裝置,與雙母線接線時(shí)電壓切換回路不同,此時(shí),切換回路要串入有關(guān)的斷路器和刀閘的輔助接點(diǎn),接線復(fù)雜,可靠性低;
當(dāng)母線停電,母線側(cè)斷路器斷開時(shí),元件不應(yīng)停電,但因母線側(cè)斷路器斷開,相應(yīng)的切換回路也斷開了,有可能使線路保護(hù)失去電壓,造成阻抗繼電器誤動(dòng)。
控制回路的特點(diǎn)
3/2斷路器接線中,每個(gè)完整串的邊開關(guān)控制回路只與一個(gè)元件的保護(hù)和重合閘回路有聯(lián)系,而中開關(guān)控制回路與兩個(gè)元件的保護(hù)和重合閘回路都有聯(lián)系,接線比較復(fù)雜。中開關(guān)控制回路主要特點(diǎn)如下:
(1)在合閘回路中,兩個(gè)元件重合閘出口繼電器的接點(diǎn)均需接到中開關(guān)的合閘回路;
(2)兩個(gè)元件的保護(hù)三相跳閘和單相跳閘出口均需接到中開關(guān)的三相跳閘和單相跳閘回路;
(3)中開關(guān)的閉鎖重合閘回路需要接到兩個(gè)元件的重合閘回路;
(4)兩個(gè)元件的重合閘回路均需要用到中開關(guān)的合閘或跳閘位置繼電器接點(diǎn),所以,要求中開關(guān)的跳、合閘位置繼電器能有多個(gè)接點(diǎn)輸出。
(2)兩個(gè)元件的保護(hù)三相跳閘和單相跳閘出口均需接到中開關(guān)的三相跳閘和單相跳閘回路;
(3)中開關(guān)的閉鎖重合閘回路需要接到兩個(gè)元件的重合閘回路;
(4)兩個(gè)元件的重合閘回路均需要用到中開關(guān)的合閘或跳閘位置繼電器接點(diǎn),所以,要求中開關(guān)的跳、合閘位置繼電器能有多個(gè)接點(diǎn)輸出。
3/2斷路器接線保護(hù)
3/2斷路器接線的斷路器失靈保護(hù)
3/2斷路器接線中的斷路器失靈保護(hù)與雙母線接線的斷路器失靈保護(hù)相比有以下特點(diǎn):
1、為判別斷路器拒動(dòng),需要在每臺(tái)斷路器的CT回路中裝設(shè)電流判別元件。這是因?yàn)殡娏髋袆e元件如果裝在和電流回路,則不能判別是哪臺(tái)斷路器拒動(dòng)。所以,3/2斷路器接線中的斷路器失靈保護(hù)的元器件數(shù)量較多。
2、每一元件(線路或變壓器)的保護(hù)出口接點(diǎn),需和兩個(gè)斷路器的電流判別元件相連,而中開關(guān)的電流判別元件又需要和完整串中的兩個(gè)元件(線路或變壓器)的保護(hù)出口接點(diǎn)相連,這種互相聯(lián)系,使得失靈保護(hù)的啟動(dòng)回路難以實(shí)現(xiàn)單元化。
3、當(dāng)失靈保護(hù)的判別元件與接和電流保護(hù)共用CT時(shí),為了滿足暫態(tài)特性要求,需采用鐵芯帶間隙的CT。如前所述,由于考慮汲出電流的影響,使電流判別元件的定值提高,其靈敏度有所降低。
4、靠近兩母線側(cè)的斷路器失靈保護(hù)應(yīng)啟動(dòng)各自母線保護(hù)出口繼電器,使該母線上的所有斷路器跳閘,并使中間斷路器也跳閘。中間斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作后應(yīng)使靠近兩母線側(cè)的斷路器跳閘,并均應(yīng)啟動(dòng)兩套遠(yuǎn)方跳閘發(fā)信裝置,遠(yuǎn)跳線路對(duì)側(cè)斷路器。
5、在線路變壓器串中,當(dāng)變壓器內(nèi)部故障,中開關(guān)拒動(dòng)時(shí),除了跳開另一元件(線路)的邊開關(guān)外,還需通過遠(yuǎn)方跳閘裝置,跳開線路對(duì)側(cè)的開關(guān)。所以,3/2斷路器接線中的斷路器失靈保護(hù)需要有遠(yuǎn)方跳閘裝置配合。
6、3/2斷路器接線中的斷路器失靈保護(hù)的構(gòu)成方式有兩種,即集中式和分散式。集中式將一個(gè)配電裝置的失靈保護(hù)集中在幾面屏上,構(gòu)成專用失靈保護(hù)屏;分散式即每臺(tái)斷路器設(shè)置一套失靈保護(hù),分別裝在每臺(tái)斷路器保護(hù)單元中。
遠(yuǎn)方跳閘裝置
2、每一元件(線路或變壓器)的保護(hù)出口接點(diǎn),需和兩個(gè)斷路器的電流判別元件相連,而中開關(guān)的電流判別元件又需要和完整串中的兩個(gè)元件(線路或變壓器)的保護(hù)出口接點(diǎn)相連,這種互相聯(lián)系,使得失靈保護(hù)的啟動(dòng)回路難以實(shí)現(xiàn)單元化。
3、當(dāng)失靈保護(hù)的判別元件與接和電流保護(hù)共用CT時(shí),為了滿足暫態(tài)特性要求,需采用鐵芯帶間隙的CT。如前所述,由于考慮汲出電流的影響,使電流判別元件的定值提高,其靈敏度有所降低。
4、靠近兩母線側(cè)的斷路器失靈保護(hù)應(yīng)啟動(dòng)各自母線保護(hù)出口繼電器,使該母線上的所有斷路器跳閘,并使中間斷路器也跳閘。中間斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作后應(yīng)使靠近兩母線側(cè)的斷路器跳閘,并均應(yīng)啟動(dòng)兩套遠(yuǎn)方跳閘發(fā)信裝置,遠(yuǎn)跳線路對(duì)側(cè)斷路器。
5、在線路變壓器串中,當(dāng)變壓器內(nèi)部故障,中開關(guān)拒動(dòng)時(shí),除了跳開另一元件(線路)的邊開關(guān)外,還需通過遠(yuǎn)方跳閘裝置,跳開線路對(duì)側(cè)的開關(guān)。所以,3/2斷路器接線中的斷路器失靈保護(hù)需要有遠(yuǎn)方跳閘裝置配合。
6、3/2斷路器接線中的斷路器失靈保護(hù)的構(gòu)成方式有兩種,即集中式和分散式。集中式將一個(gè)配電裝置的失靈保護(hù)集中在幾面屏上,構(gòu)成專用失靈保護(hù)屏;分散式即每臺(tái)斷路器設(shè)置一套失靈保護(hù),分別裝在每臺(tái)斷路器保護(hù)單元中。
遠(yuǎn)方跳閘裝置
我們以一個(gè)完整串中的兩個(gè)元件都是線路的情況,舉例說明3/2斷路器接線方式設(shè)置遠(yuǎn)方跳閘裝置的必要性。見下圖。

遠(yuǎn)方跳閘裝置是直接發(fā)跳閘命令的,為了提高跳閘的可靠性,目前采用下列方式:
(1)不通過就地故障判別元件,選用“二取二”瞬時(shí)跳閘方式。
所謂“二取二”方式是指:使用兩套遠(yuǎn)方收發(fā)信設(shè)備,兩個(gè)通道,兩個(gè)不同的工作頻率。只有當(dāng)這兩套裝置同時(shí)動(dòng)作發(fā)出跳閘命令時(shí),才允許對(duì)端斷路器跳閘。本端只裝發(fā)信裝置,對(duì)端只裝收信裝置。
(2)收信裝置端增加就地故障判別元件控制的“二取一”延時(shí)跳閘方式。即兩套遠(yuǎn)方跳閘收信裝置中任一套收到跳閘命令后,需經(jīng)故障判別元件判斷確實(shí)存在故障,才允許延時(shí)跳閘。
所謂“二取二”方式是指:使用兩套遠(yuǎn)方收發(fā)信設(shè)備,兩個(gè)通道,兩個(gè)不同的工作頻率。只有當(dāng)這兩套裝置同時(shí)動(dòng)作發(fā)出跳閘命令時(shí),才允許對(duì)端斷路器跳閘。本端只裝發(fā)信裝置,對(duì)端只裝收信裝置。
(2)收信裝置端增加就地故障判別元件控制的“二取一”延時(shí)跳閘方式。即兩套遠(yuǎn)方跳閘收信裝置中任一套收到跳閘命令后,需經(jīng)故障判別元件判斷確實(shí)存在故障,才允許延時(shí)跳閘。
短引線保護(hù)
短引線保護(hù)是3/2斷路器接線方式所特需的。當(dāng)串中的元件(線路或變壓器)停電,對(duì)應(yīng)的-2刀閘拉著,該串?dāng)嗦菲魅员A暨\(yùn)行時(shí),為保證該元件(線路或變壓器)對(duì)應(yīng)的兩CT之間的短引線發(fā)生故障時(shí)能夠快速切除,需裝設(shè)短引線保護(hù)。短引線保護(hù)為簡(jiǎn)單式三相電流差動(dòng)保護(hù)。
當(dāng)線路正常運(yùn)行時(shí),該保護(hù)退出運(yùn)行(功能壓板和跳閘出口壓板均退出,同時(shí),由對(duì)應(yīng)的-2刀閘輔助接點(diǎn)從裝置內(nèi)部將該保護(hù)退出)。
當(dāng)串中的元件(線路或變壓器)停電,對(duì)應(yīng)的-2刀閘拉著,該串?dāng)嗦菲魅员A暨\(yùn)行時(shí),運(yùn)行人員應(yīng)將短引線保護(hù)投入運(yùn)行。
自動(dòng)重合閘
綜合重合閘的運(yùn)行方式:
(1)綜合重合閘方式:?jiǎn)蜗喙收咸_單相后單相重合,重合在永久性故障上跳開三相;相間故障跳開三相后三相重合,重合在永久性故障上再跳開三相。
(2)三相重合閘方式:任何類型故障均跳開三相,三相重合(檢查同期或無電壓),重合在永久性故障上時(shí)再跳開三相。
(3)單相重合閘方式:?jiǎn)蜗喙收咸_單相,單相重合,重合在永久性故障上后跳開三相,相間故障跳開三相后不再重合。
(4)停用:任何故障跳三相,不重合。
(2)三相重合閘方式:任何類型故障均跳開三相,三相重合(檢查同期或無電壓),重合在永久性故障上時(shí)再跳開三相。
(3)單相重合閘方式:?jiǎn)蜗喙收咸_單相,單相重合,重合在永久性故障上后跳開三相,相間故障跳開三相后不再重合。
(4)停用:任何故障跳三相,不重合。
500kV和220kV線路都裝有綜合重合閘裝置。在3/2斷路器接線情況下,線路故障時(shí),要跳開相鄰的兩臺(tái)斷路器,在重合時(shí),為了減少斷路器動(dòng)作次數(shù),縮短永久性故障切除時(shí)間,在故障跳閘后,一般采用先后合閘方式進(jìn)行重合。即先重合邊開關(guān),如此時(shí)故障已經(jīng)消除(瞬時(shí)性故障),經(jīng)一定延時(shí)后,再合上中開關(guān)。如果是永久性故障,則邊開關(guān)重合不成功,閉鎖中開關(guān)重合。對(duì)應(yīng)的線路保護(hù)動(dòng)作,并同時(shí)向兩臺(tái)斷路器發(fā)出跳閘命令,并不再重合。
如果邊開關(guān)重合閘拒動(dòng),中開關(guān)仍能重合。
為什么先重合邊開關(guān),后重合中開關(guān)?
防止重合遇故障,對(duì)本串的另外一條出現(xiàn)或變壓器造成再次沖擊。
