35KV分段自切保護原理分析及校驗注意事項

摘 要：自切保護也稱備自投，是110kv以下電網減小停電面積主要方法。本文簡單總結了35KV分段自切保護的作用、基本要求，閉鎖回路和低壓起動回路原理及構成，校驗過程中安措的注意事項。

關鍵詞：閉鎖回路 低壓起動 后加速 安措注意事項

中圖分類號：TM7文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）09（b）-0090-02

1 概述

自切保護又稱作備用電源自動投入簡稱備自投。自切的目的就是當工作電源因故障或失電被斷開以后，能自動而迅速地將備用電源投入工作或將用戶切換到備用電源上去，從而使用戶不至于被停電。自切保護成功動作，能大大減少用戶停電時間，提高電力系統的穩定性和可靠性。

1.1 自切裝置投入方式

一般自切投入方式可分為以下四種：

（1）線路自投

（2）變壓器自投

（3）線路變壓器綜合自投

（4）母聯（或分段）開關自投

本文介紹上面所列自投方式中的第四種：母聯（或分段）開關自投。

如圖1所示，分段母線上是由彼此獨立運行的變壓器（或電源線路）供電，正常情況下，I段母線和II段母線分別由1號主變和2號主變供電，母聯（或分段）開關打開。1號主變發生故障，則由繼電保護動作，將1號主變開關1DL打開，然后自切裝置動作將母聯（或分段）開關DL投入，使接在I段母線上的用戶由2號主變供電。反之，當2號主變發生故障，則斷開2DL，同時投入分段開關DL，使II段母線上的用戶由1號主變供電。

1.2 明備用和暗備用

根據一次電源設備運行方式，可將電源備用方式分為明備用與暗備用兩種情況。

在正常運行情況下母線元件靠工作電源送電，工作電源故障時，自切動作使處于熱備用或充電狀態的另一條電源線路（或主變）恢復對失電母線送電的方式，稱之為明備用。例如圖2：正常情況下，I母和II母分別由T1和T2供電，T3備用。當T1故障時，繼電保護動作斷開1DL和2DL，然后自切動作將3DL和4DL迅速合閘，使接在I母上的元件由備用變壓器重新得到供電。這是變壓器自投方式的一種，同時也屬于明備用方式。

在正常情況下兩路（或多路）工作電源對各自母線元件送電，當一路工作電源故障時，自切動作使處于熱備用狀態的母聯（或分段）開關恢復對失電母線送電的方式，稱之為暗備用方式。圖1即為暗備用方式，兩路電源（線路或主變）通過母聯（或分段）實現互為備用。

暗備用方式要考慮主變容量的問題。正常運行時每臺主變各送一段母線，當一臺主變故障自切動作后，則無故障主變需要送兩段母線，顯然暗備用的每個工作電源的總容量在設計中應該按照兩個分段母線上通過的總負荷來考慮。為了不使主變過負荷運行，當兩臺主變的負荷超過額定負荷的70%時，應向調度要求停用自切。由于明備用方式的備用電源正常運行時是不投入的，僅僅作為備用，因此不存在此問題。

1.3 自切裝置投入的基本要求

（1）母線的失電，且在備用電源有電時，自切裝置必須起動。

以圖1為例，使I段母線失去電壓的原因主要有以下幾種。

1）1號主變故障。

2）I段母線上的出線發生故障，而出線的繼電保護或斷路器拒動。

3）1號主變斷路器DL誤跳或人為地被誤拉開。

4）1號主變上級電源斷路器跳閘，使1號主變失電，I段母線跟著失壓。

（2）當備用電源無電壓時，自切裝置不應動作，因為動作是沒有效果的。

（3）為了防止發生工作電源故障后，把備用電源投入送故障設備而擴大事故的情況自切裝置應判明在工作電源確已斷開后，再將備用電源投入。

（4）自切裝置應該保證停電時間最短，使電動機的自起動容易些。

（5）自切裝置只應動作一次，以免在母線或引出線上發生持續性故障時，備用電源被多次投入到故障元件上去，造成更嚴重的事故。

（6）若自切動作后投在故障點上，則要求它能夠快速、有選擇性地將投入的備用電源斷開，以保證無故障設備能繼續運行。

（7）當反映電壓的一、二次元件有故障（如壓變的熔絲熔斷、二次電壓小開關跳閘）時，自切裝置不應誤動。

2 自切保護的原理

自切回路基本可分為三個部分：閉鎖回路，低壓啟動，后加速回路。

2.1 閉鎖回路

假設變電站使用的單母線分段接線方式，則自切閉鎖回路是由各段母線的壓變閘刀副接點IG（IIG）和壓變二次電壓小開關IZKK（IIZKK）串聯，來起動各自的閉鎖中間繼電器1BZJ和2BZJ。1BZJ和2BZJ的常開接點和自切保護電壓小開關OF接點（1ZKK、2ZKK）串接在自切低壓起動回路中，構成公用起動控制回路。這樣就可以防止在運行中因誤拉PT閘刀或者PT二次電壓小開關跳閘以及誤拉自切保護屏后的自切保護電壓小開關等原因引起的自切保護誤動作。

2.2 低壓起動回路

2.2.1 自切起動條件

（1）自切沒有停用，即QK的位置不在停用狀態。

根據QK的位置自切保護可以有四種狀態：有I切II、II切I、雙切和停用這四種。其中，I切II和II切I屬于單相自切方式。I切II就是指當I母失電，將切換到II母電壓，II母失電時不切I母；II切I與之相反；雙切就是任意一條母線失電自切裝置都能起動；停用就是任意一條母線失電自切裝置都不動作。

（2）一條母線失壓。

（3）另一條母線有壓，且送該母線的主變開關在合閘位置。

（4）自切沒有被閉鎖。

2.2.2 低壓起動回路

（1）交流電壓回路

分段自切電壓回路：I母和II母的交流電壓回路相似，AB相間和BC相間分別接有低壓繼電器1YJ和2YJ，用來判斷該母線失電，AC相間接一個過壓繼電器3YJ，以此判斷該母線有壓。7YJ、8YJ、9YJ都是低壓繼電器，用于后加速保護回路，這三個繼電器也可接在II母電壓回路中監視II母電壓，作用是一樣的。

（2）低壓起動回路

低壓起動回路分為兩臺主變的低壓起動回路，兩個低壓起動回路受公用啟動回路控制。每個回路包括兩個低壓繼電器1YJ、2YJ（4YJ、5YJ），一個過壓繼電器6YJ（3YJ），一個時間繼電器1SJ（2SJ）以及中間繼電器1ZJ（2ZJ）。正常運行情況下，I母和II母均有正常運行情況下，I母和II母均有電壓，低壓繼電器的接點打開，過壓繼電器的接點閉合，為起動做好準備。1號主變和2號主變自切電源監視燈7XD及8XD常亮。

下面分析一下當I母失電時自切的動作過程：當某種原因導致I母失電時，低壓繼電器1YJ和2YJ失電，其接點閉合，2號主變正常運行，II母有電，因此2號主變的過壓繼電器其常開接點閉合，于是1號主變自切低壓起動回路溝通，起動時間繼電器1SJ。1SJ接點延時閉合去起動中間繼電器1ZJ。1ZJ動作后，1ZJ的兩副常開接點，一副用于接通1號主變開關跳閘回路；其另一副常開接點在確認T1已經跳閘的情況下，去起動中間繼電器6ZJ。6ZJ動作后，其接點瞬時閉合延時打開，去起動分段開關DL的合閘線圈，使DL合上。

2.3 自切后加速回路

當自切合閘于故障時將由后加速保護跳分段開關來隔離故障。其7YJ、8YJ、9YJ是監視母線失壓的自切后加速低壓繼電器。1號主變跳閘后起動后加速開放繼電器4ZJ，其常開接點瞬時動作，在分段開關合上后，延時0.8～1s打開。當自切合于故障時，7YJ、8YJ、9YJ動作去起動中間繼電器3ZJ，同時分段過流繼電器1LJ、2LJ動作，后加速時間繼電器3SJ起動。3SJ的接點延時閉合去起動5ZJ，5ZJ的常開接點閉合去跳分段開關。

另外，35kV系統一般都是經小電阻接地的系統，反應單相或兩相故障時零流繼電器LJ0和零壓繼電器YJ0也能起動3SJ去跳分段開關。也就是說低壓過流保護和零壓零流保護是并的關系，都能起動后加速。3SJ的延時一般設為0.2～0.3s，主要是考慮到合閘后，聯絡線上將會有瞬時涌流及零序電流增大的現象，為了不讓分段開關誤動跳閘所以設置短時延時避開這一現象。

2.4 后加速閉鎖自切

自切后加速動作說明自切合于故障，分段開關跳開后自切又滿足了起動的條件，為了不讓系統再次受到故障的沖擊，所以后加速必須閉鎖自切。如圖7所示，將5ZJ的常閉接點串接于分段開關合閘回路中，后加速動作后5ZJ的常閉接點打開將分段合閘回路斷開，從而起到了閉鎖自切的作用。

2.5 母差閉鎖自切

母差動作意味著母線上確實有故障，此時若讓自切動作無疑也是多余的，因此母差保護動作也要閉鎖自切。其動作邏輯和自切后加速回路一致。

由于5ZJ可通過自身的常開接點自保持，因此無論是母差閉鎖自切還是后加速閉鎖自切，都是永久性的。母差保護的復歸不會解除該閉鎖，必須手動解除，來確保安全。

2.6 自切閉鎖母差

自切裝置動作后，將合上分段開關。開關在合閘過程中會對I母產生一個涌流，如果此時母差不退出運行的話，這個合閘涌流可能會被判為不平衡電流而使母差保護動作。顯然，此時的母差動作是不必要的。

自切起動后，6ZJ串在母差回路里的常閉接點打開，斷開了母差回路從而起到閉鎖母差的作用。

在自切過程中，失壓母線未恢復前，母差一直被閉鎖，當失壓母線電壓恢復后，經延時0.8～1s后開放母差保護。自切后加速動作后，則母差保護被長期閉鎖，直到自切停用。

3 自切校驗心得

校驗自切是工作中經常遇到的，自然會有很多注意事項防止校驗中的疏忽大意造成事故的發生。下面列出一些比較常見的注意事項。

3.1 將N600挑開，并包起

在校驗過程中應該挑開N600，因為N600是保護電壓的零相，與其連著的是壓變小母線，因為所有保護用的保護電壓都是從壓變取，如果校驗工程中，沒有挑開N600，萬一工作中的疏忽，將電壓通入到N600中去，就等于將保護電壓的零相電壓太高，從而使得保護電壓發生變化，這樣自然會使其他使用這個壓變電壓的保護誤動作，造成事故，所以N600要挑開，包起防止其他保護誤動。

3.2 校驗工作開始前拉開保護電壓小開關

原因有兩個：首先在閉鎖回路中串入了電壓小開關的接點，拉開電壓小開關就等于閉鎖了自切，從而防止了自切在校驗中誤動，如果自切電壓小開關采用熔絲，則必須采用銅絲，目的也是防止熔絲熔斷造成自切誤動作。第二個就是防止在校驗時電壓反通入到壓變側，造成電壓小母線上電壓的變化，從而引起其他保護的誤動。

3.3 在自切閉鎖母差回路上要短接接點

因為當自切動作后就判定為不是母線上故障，所以母差不能動作，自然自切要閉鎖母差，當我們校驗自切的時候，自切是被停用的，但是母差仍然運行，如果校驗的時候，發出了閉鎖母差的信號，將母差閉鎖，但是正當此時母線上有故障，母差需要動作，母差卻被閉鎖，造成拒動，擴大了事故范圍，這是不可取的。閉鎖母差是通過一付常閉節點6ZJ來實現，所以只要短接這付6ZJ的接點就能防止母差被閉鎖。

3.4 母差閉鎖自切的壓板要拿掉并包起

在保護中，如果母線故障則母差保護會動作，進行保護，這時就算自切動作也沒有作用，所以母差動作的時候要閉鎖自切。實現這個功能的是從母差I和母差II過來有兩塊壓板用來接通5ZJ，從而保證DL在分閘位置。如果母差閉鎖了自切，那我們校驗整組的時候，再怎么都不校驗不出來。所以要將壓板取下并用膠布抱起壓板端子，以防母差閉鎖自切。

3.5 閉鎖回路中的聯閉鎖要試驗清楚

閉鎖回路是由壓變一、二次側閘刀、電壓小開關等副接點組成，對自切保護進行閉鎖，在校驗的時候一定要將每個聯閉鎖都試驗到，方法就是檢測閉鎖回路的兩端，然后依次拉開每一個副接點，每一個接點都應該能夠使閉鎖回路斷開。這樣才能防止自切誤動作。

4 結語

自切的成功可減少負荷的損失，提高供電的可靠性，但是誤動的后果也很嚴重，可能將故障擴大到正常母線上。目前，公司已經逐步采用微機型的自切來取代電磁型的自切，降低自切誤動以及拒動的可能性。

參考文獻

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