500 kV線路保護中“TWJ”與“斷路器位置切換開關”的關系

許寅卿

(國網上海市電力公司檢修公司，上海 200063)

大部分500 kV變電站采用3/2接線方式，其具有運行靈活、可靠、操作檢修方便等優點。同樣其也有費用高，保護配合復雜的缺點[1-2]。特別是在涉及斷路器的檢修時，需要配合切換對應的“斷路器位置切換開關”。部分運維人員和繼保人員對于“斷路器位置切換開關”的作用不是很清楚，會在倒閘操作或檢修時發生誤切、漏切甚至隨意切換的情況，對線路安全運行帶來極大的風險。本文詳細分析“斷路器位置切換開關”的原理和誤切的危害。

1 “TWJ”在保護中的作用

TWJ主要作用就是提供斷路器位置指示，一般為常閉接點并接入合閘回路中。當斷路器處于合閘位置時常閉接點打開，TWJ=0代表斷路器在合位(TWJ=1代表斷路器在分位)。在500 kV線路保護中TWJ開入主要應用于四個方面。

(1)光纖縱差保護中用于“允許發信”。TWJ發允許信號示意圖如圖1所示。當M側斷路器處于三相分閘狀態時，線路發生短路故障，M側的所有線路保護啟動元件都不會動作，因此M側無法向N側發允許信號從而導致N側的電流縱差拒動。此時采用當M側斷路器三相TWJ=1時發允許信號的措施后，對側縱差保護就可以正確動作切除故障了。

圖1 TWJ發允許信號示意圖

(2) 線路保護用來監視“跳位開入”是否正常和TV是否正常。當線路正常運行時線路保護采集到有線路電流但跳位動作(TWJ=1)，經過約10 s延時會報出“跳位開入異常”或“TWJ異常”的信號。當保護采集到線路TV三相無壓且線路無電流時(正常是對側空充本側線路的狀態下出現)，通過判斷TWJ的狀態決定是否發出“TV斷線”信號。當TWJ為0時延時1.25 s發出報警，當TWJ為1時不發報警[3-4]。

(3) 判斷線路是否非全相運行。當線路斷路器無論是手動或保護動作使得斷路器分閘，只要不是斷路器三相同時合位，即為非全相運行狀態。當單相跳閘固定動作或單相TWJ動作且線路無流，經30 ms延時后置非全相狀態；當三相跳閘固定動作或三相TWJ動作且線路無流，經30 ms延時后置非全相狀態，若有流或三相TWJ返回后開放保護合于故障200 ms。

(4) 影響啟動過電壓保護發遠跳的功能。一般500 kV線路保護都會配有過電壓保護的功能，當本側線路過電壓元件動作經延時跳開本側斷路器，如保護配置中“過電壓啟動遠跳”和“遠跳經跳位閉鎖”的控制字都為1時，本側所有斷路器的TWJ均動作(TWJ=1)且無流時向對側發送遠跳命令。

2 “斷路器位置切換開關”的作用

“斷路器位置切換開關”也叫“斷路器狀態切換開關”或“開關付節點切換開關”，其主要作用便是在線路保護中提供斷路器位置的開入量[5]。其形式一般有三種(根據保護廠家不同)：兩個斷路器各有一個獨立切換開關；兩個斷路器合用一個切換開關；用硬壓板的形式。本文用第一種形式舉例說明。典型3/2接線線路保護TWJ輸入回路示意圖如圖2所示。兩個斷路器分別設置“中斷路器位置切換開關1QK”，“邊斷路器位置切換開關2QK”。每個切換開關都有“開關運行(正常)”和“中(邊)開關檢修”兩個位置，其與對應的TWJ相并聯。

圖2 典型3/2接線線路保護TWJ輸入回路示意圖

當邊開關與中開關的“斷路器位置切換開關”都切在“正常”位置時，接點1～12全部斷開，此時只有當此線路對應的邊斷路器與中斷路器全部在分閘位置時才能給線路保護置TWJ=1的開入量；當邊開關切到“邊開關檢修”的位置時，接點1-2、5-6、9-10全部接通(相當于邊斷路器的輔助接點TWJ1全部短接)，只要判定中斷路器在分閘位置，邊斷路器位置不需要判定就給線路保護置TWJ=1的開入量；同樣當中開關切到“中開關檢修”的位置時，接點3-4、7-8、11-12全部接通(相當于中斷路器的輔助接點TWJ2全部短接)，只要判定邊斷路器在分閘位置，中斷路器位置不需要判定就給線路保護置TWJ=1的開入量。

3 “斷路器位置切換開關”誤切的影響

500 kV線路正常運行或檢修時，線路對應的中斷路器與邊斷路器實際的一次設備狀態應當與“斷路器位置切換開關”的切換位置完全一致。如出現兩者不一致的情況將會產生嚴重的隱患。以圖3接線為例，采用的是兩個斷路器各有一個獨立切換開關的模式，分析“斷路器位置切換開關”誤切的影響。

圖3 500 kV線路接線示意圖

(1) 線路1運行，A站邊開關5011，中開關5012均在運行狀態，邊、中開關的“斷路器位置切換開關”都誤切在“開關檢修”狀態。

1)此時線路1正常運行的同時，線路保護采集到線路有電流，由于邊、中開關的“斷路器位置切換開關”都切在“開關檢修”狀態就會置TWJ=1，經過約10 s延時后線路1保護會報出“跳位開入異常”或“TWJ異常”的信號，影響保護對斷路器實際位置的判斷。

2)此時線路1保護TWJ=1且線路處于正常負荷狀態滿足無流條件，延時30 ms保護置線路處于非全相狀態。如這時線路發生短路故障，滿足有流條件，線路保護開放后加速功能直接三跳線路1邊開關5011和中開關5012。最為嚴重的后果可能造成停電范圍擴大，比如A站線路1的相鄰線路故障，導致線路1負荷電流增加到達本線路有流的判斷定值，則保護后加速會誤跳線路1的邊斷路器和中斷路器。

3)由于線路1保護TWJ=1一直保持著，當線路1產生過電壓時，存在斷路器5011和5012未全部跳開而誤發遠跳命令給對側線路的情況。

(2) 線路1運行，邊、中斷路器某一個檢修另一個運行，但檢修斷路器的“斷路器位置切換開關”誤放在“開關運行”位置。以斷路器5011運行，斷路器5012檢修為例，此時斷路器5012的線路保護跳閘出口壓板，母差跳閘出口壓板都已停用，當檢修工作中需要將斷路器5012合上，有可能出現如下情況。

1)如此時需要將線路1斷路器5011斷開，同時對側B站線路1斷路器5022和5023未全部斷開，線路1還處于空充狀態。若這時線路1發生短路故障，A站側線路1縱聯保護已經無法檢測到故障電流導致保護無法啟動且線路保護TWJ=0無法向對側發送允許信號。雖然B站線路1縱聯保護檢測到故障電流滿足啟動條件，但是因收不到A站的允許信號使得縱聯保護拒動。只能靠B站線路1后備保護動作切除故障，導致延長故障切除時間。

2)當線路1產生過電壓時，過電壓保護跳開斷路器5011，由于斷路器5012不會跳閘，因此線路保護TWJ=0無法向對側發遠眺信號。

(3) 線路1運行，邊、中斷路器某一臺檢修另一個運行，但運行斷路器的“斷路器位置切換開關”誤放在“開關檢修”位置。以斷路器5011運行，斷路器5012檢修為例。斷路器5012檢修已退出線路保護TWJ回路，對于線路1就是單斷路器運行狀態，誤切運行斷路器5011“斷路器位置切換開關”的影響與(1)的情況相同。

(4) 線路1運行，邊、中開關均在運行狀態，其中某個“斷路器位置切換開關”都誤切在“開關檢修”狀態。以斷路器5011運行，其“斷路器位置切換開關”都誤切在“開關檢修”狀態為例，在這個狀態下由于線路保護TWJ=0未動作，對保護無影響。如果此時需要將斷路器5012停役，其“斷路器位置切換開關”切在“開關檢修”，此時線路狀態與(3)一致則造成影響也一樣。

(5) A站邊開關5011，中開關5012均在檢修狀態，邊、中開關的“斷路器位置切換開關”都誤切在“開關運行”狀態。此時若因檢修需要將斷路器5011,5012同時合上，線路保護TWJ將復位(TWJ=0)且保護采集線路無電流將會發送“TV斷線”的信號。

4 結語

通過“斷路器位置切換開關”給與線路保護一個斷路器位置開入節點，有且僅有邊斷路器、中斷路器都在分位時線路保護TWJ才置1。本文分析了幾種“斷路器位置切換開關”誤切的方式所帶來的嚴重后果，警示日后在3/2接線的倒閘操作過程中一定要正確并且及切換“斷路器位置切換開關”。同時在斷路器檢修，繼保試驗時不能隨意切換“斷路器位置切換開關”，以免造成保護誤發信或誤動作。