倒闸过程刀闸和辅助接点位置对母差保护的影响

倒闸过程刀闸和辅助接点位置对母差保护的影响

韩景奕 1 马乾坤 2

汇智工程科技股份有限公司天津分公司 天津市 300000¹ 深圳供电局有限公司 518001²

摘要

在倒闸过程中需要拉开、合上刀闸，在这期间刀闸与其辅助接点的位置会发生变化。母差保护正是通过刀闸的辅助接点来判别母线运行方式。如果刀闸和辅助接点位置不对应，将会使母差保护对于母线运行方式的判断产生影响，进而导致保护装置误动作。在倒闸操作中，通过对母差保护等装置的采样、告警信息的检查，能够快速判断倒闸过程中刀闸的位置和辅助接点的位置是否对应，进而确保倒闸操作的正确进行，防止出现故障后扩大跳闸范围，破坏电网稳定性。

关键词

母差保护 倒闸 位置不对应 刀闸 辅助接点

1 综述

变电站在运行过程中，由于设备检修等原因，需要进行倒闸操作。

图 1 双母线接线间隔

如图1所示，在倒闸过程中（例如将本间隔从1M倒至2M），需要先将母联开关2012合上，并将其控制回路的熔断器取下或空气开关打掉，将母联开关设置为死开关。再将2G合上，最后将1G拉开。作为1G，不论是一次设备还是其辅助接点都经历了从合到分的过程；同样地，2G的一次设备和辅助接点都经历了从分到和的过程。

如图2所示，是母差保护装置的刀闸开入回路图。对于每一个间隔，都需要同时接入这个间隔的1G和2G的常开辅助接点来判断刀闸的位置，进而在故障时候判断需要切除哪一段母线。

图 2 母线及失灵保护刀闸位置开入回路

母差保护通过差动电流来判断是否发生故障。母线上各个间隔CT的电流按照规定的正方向做相量和，得到的电流即为差动电流I_d。

其中，n为母线上连接的元件； 为母线所连的第j个间隔的电流。

母差保护由大差动元件和小差动元件构成。大差动元件由母线上除去母联和分段断路器的所有间隔电流构成，它的作用是判断是否为母线内的故障，但是不能够判断是哪一条母线的故障；小差动元件由该段母线上所有间隔电流构成，这其中就包括该段母线上的母联和分段断路器间隔的电流，它可以作为故障母线的选择元件。对于上述的双母线接线方式，当母差保护的大差动元件和小差动元件同时动作，则将相应段母线切除。

如果刀闸的一次部分发生问题分合没有到位，有可能会使差流不平衡，导致母差保护动作；如果辅助接点出现问题，则有可能在一段母线发生故障时候错误地跳开另一条正常运行的母线，扩大了跳闸范围。以1G和2G两把刀闸作为分析对象，分析在倒闸过程中刀闸拉开、合上过程中位置不对应产生的影响。在产生不对应关系之前，默认刀闸位置和辅助接点的位置都是正确的。

2 拉开1G过程分析

2.1一次机构没有到位

如图中的间隔，1G在拉开过程中，B、C相均已拉开到位，对应的常开辅助接点也成功断开，只有A相没有到位。此时保护装置会判断间隔只挂在2M上。对于B、C相，电流全部从1M经母联流入2M，不会产生差流；对于A相，电流一部分从1M经母联流入2M，经过2G流出间隔，另一部分则从1M经过没有拉开到位的1G直接流出间隔。这种情况下，大差为0不会动作，保护装置不会动作，然而小差电流会有差流产生，保护装置会告警提醒。如果此时仍然断开母联断路器2012，则会产生差流，导致差动保护动作。

图 3 A、B、C相电流分布

对于这种状况，一方面通过保护装置的告警来判断，另一方面，进入母差保护装置中的母联间隔或者故障录波装置，查看三相电流是否平衡，就能够判断出相应的刀闸是否拉开到位。如果其中某一相的电流值明显与另外两相不相等，则可以确定是这一相电流没有全部从母联流过，而是有分流。

2.2辅助接点没有到位

这种情况下，由于一次设备没有出现问题，一次电流则是全部从1M经过母联流入2M。而刀闸辅助接点还没有断开，保护装置判断刀闸仍然处于双跨阶段。如果此时出现区外故障，保护装置不会误动作；如果此时发生区内故障，如一条母线发生故障，保护装置仍然认为处于“母线互联”状态，会跳开两端母线上的所有间隔，造成跳闸范围的增大。

模拟盘的强制开关在正常情况下打在“自动”状态，此时看到1G拉开后，该间隔在模拟盘上显示挂在1M、2M的两个LED灯均亮起来，与一次的情况不符，从而发现问题。为防止发生故障误跳正常母线，可以通过模拟盘的强制开关将刀闸位置更正。待刀闸位置情况检查完毕后，再恢复至“自动”状态。

3 合上2G过程分析

3.1一次机构没有到位

合上2G过程中，如果A相没有到位，其他两相和刀闸辅助接点均到位，此时母差保护装置认为本间隔已经是刀闸双跨运行。对于一次电流来说，B、C相电流从1M一部分经过母联、2M、2G流出间隔，另一部分从1M直接经过1G间隔；而对于A相，电流只能从1M直接经过1G间隔流出间隔，没有经过2G的分流。

图 4 A、B、C相电流分布

此时的大差仍然没有差流，保护不会动作。然而在后续拉开1G的过程中，由于A相之前2G没有合到位，会出现差流，导致母差保护动作。此时仍然处于倒闸过程中，母联开关处于合位，对于BP-2C、PCS-915、CSC-105CN系列的保护，均配有“母线互联”压板，在倒闸操作前会投入。“母线互联”压板投入，会导致母差保护跳开两段母线上的所有间隔。

这种情况下，应该在合上2G后立即进入母差保护装置中的母联间隔，或者故障录波装置，查看三相电流是否平衡，来判断是否有电流经过刀闸分流，进而判断刀闸位置是否正确。

3.2 辅助接点没有到位

此时2G三相均已合上，然而2G的辅助接点仍然断开，没有闭合。如果运行人员没有投入“母线互联”压板，则此时保护装置也没有判断为刀闸双跨的状态，仍然认为是1G处于合位，2G处于分位，装置挂在1M上。如果此时任何一条母线发生故障，仍然计算小差选择母线切除，母联由于在倒闸操作过程中控制电源打掉无法跳开，会导致失灵保护动作跳开母线，延长了故障切除的时间。

如果这种情况下仍然拉开1G，该支路将没有刀闸位置状态。对于BP-2C、PCS-915的保护，装置能够记忆刀闸原来的位置，并根据电流分布情况纠正刀闸的位置不会影响保护装置的正确动作。装置会发“刀闸位置异常”信号，提醒运行人员检查相应刀闸及辅助接点。

4 防范倒闸过程中刀闸与辅助接点位置不对应的措施

在日常的定检和倒闸过程中，应时刻关注母差保护装置和模拟盘的开入量、刀闸位置，是否和当前的运行方式一致。并且，要通过故障录波装置、操作箱、后台等多方面共同确认。