淺析電壓切換回路存在的隱患及應對方法

林紅瀟

（廣東電網有限責任公司陽江供電局，廣東陽江529500）

0 引言

圖2 電壓切換回路圖

在電力系統中，當主變和線路間隔掛在其中一條母線上，為了使主變和線路的保護裝置取得對應的二次電壓，需設有電壓切換回路。阻抗保護、復合電壓過流保護等都要用到二次電壓，若無法獲得或獲得錯誤的二次電壓值，會導致保護裝置誤動作，影響系統的安全運行。

電壓切換回路靠元件母線側刀閘輔助觸點來啟動，當母聯處于分開狀態且某段母線或PT停運時，同時并列會造成反充電，使PT二次回路空開跳閘、燒毀電壓切換裝置甚至導致全站保護裝置失壓，因此對電壓切換回路必須加以重視。本文針對電壓切換回路存在的安全隱患進行分析，并提出了一些工作中的應對措施。

1 原理分析

對于雙母線接線方式上連接的一次設備，當設備從一條母線倒到另一條母線上運行時，為使裝置取得的電壓與所掛母線相對應，需采用電壓切換回路完成切換功能。

下面以圖1所示的雙母線接線方式及圖2所示的JFZ-12FB型裝置電壓切換回路為例，來說明電壓切換的基本原理。

圖1 雙母線接線方式圖

圖1 是典型的雙母線接線形式，線路A通過斷路器1DL、隔離開關11G或12G連接在Ⅰ母或Ⅱ母上。Ⅰ母上接有電壓互感器11PT，Ⅱ母上接有電壓互感器12PT。在母聯斷路器2DL及隔離開關21G和22G閉合時，通過切換線路A的隔離開關11G、12G，使線路A分別接到Ⅰ母、Ⅱ母上。利用電壓切換回路，使A運行在Ⅰ母上時，A的二次裝置從11PT上取得電壓；運行在Ⅱ母上，A的二次裝置從12PT上取得電壓。

圖2為電壓切換回路的原理圖，其中1YQJF、2YQJF為普通繼電器，1YQJ1、1YQJ2、1YQJ3和2YQJ1、2YQJ2、2YQJ3為雙位置繼電器，雙位置繼電器在掉電時具有自保持功能，而普通繼電器掉電時會復歸。當A通過斷路器1DL、隔離開關11G連接至Ⅰ母時，11G輔助常開觸點11G1閉合，使繼電器1YQJF勵磁，雙位置繼電器勵磁且自保持；1YQJ1的常開觸點閉合，將Ⅰ母電壓接入保護裝置中。

當需要將A改接到Ⅱ母上運行時，在母聯斷路器及兩個隔離開關合上的狀態下，將隔離開關12G合上，則12G1閉合，此時繼電器2YQJF勵磁，雙位置繼電器2YQJ1、2YQJ2、2YQJ3勵磁且自保持，其對應的常開觸點閉合。隨后斷開Ⅰ母上的隔離開關11G，其對應的輔助常閉觸點11G2閉合，使雙位置繼電器1YQJ1、1YQJ2、1YQJ3復歸，對應的常開觸點斷開，使得Ⅱ母電壓輸入保護裝置中。當兩母的刀閘都在合位時，1YQJ1、2YQJ1均閉合，此時為PT二次并列狀態。

圖3為電壓切換的信號回路。當Ⅰ母、Ⅱ母隔離開關同時合上時，繼電器1YQJ2、2YQJ2同時動作，使Ⅰ、Ⅱ母電壓并列進入裝置，這時裝置發“切換繼電器同時動作”信號；當Ⅰ母、Ⅱ母隔離開關同時斷開時，繼電器1YQJF、2YQJF同時復歸，Ⅰ、Ⅱ母電壓均不采入裝置，此時裝置發“切換繼電器直流失壓”信號。

2 案例分析

蝶嶺站#3變中在沒有進行任何操作的情況下發出電壓切換繼電器同時動作信號，繼保人員到現場處理。對同時動作這一信號的分析如下：

圖3 電壓切換信號回路圖

（1）可能是由于隔離開關輔助常開觸點發生短接，導致電壓切換繼電器勵磁并自保持，PT二次并列，或者因為切換繼電器常開觸點故障，發出電壓切換繼電器同時動作信號。為驗證是否為電壓切換回路引起的同時動作信號，繼保人員使用萬用表量靠近負電的端子7XD6的電位，發現此處電位接近0。因在此處具有光耦作用，電位接近0 V，可屬正常。為進一步驗證，繼保人員解開到負極的線，此時，后臺仍在刷同時動作信號，從而可以判斷與切換回路及隔離開關輔助觸點無關。

（2）后經向廠家確認，同時動作到后臺的信號只有硬接點沒有軟報文，可以判斷誤發同時動作信號與測控裝置有關，繼保人員在將測控裝置重啟后，后臺不再報同時動作信號。同時，為確保信號回路能可靠報同時動作信號，繼保人員將701正電處與7XD6間用線短接，此時后臺報同時動作信號，松開后信號復歸。

3 隱患分析

根據電壓切換回路的原理圖可知，影響電壓切換回路功能的兩個主要因素為雙位置繼電器及其觸點和隔離開關輔助觸點。

3.1 雙位置繼電器

在電壓切換回路中，采用雙位置繼電器的優點是可以確保隔離開關輔助觸點接觸不良時，保護裝置不至失壓，造成誤動作。缺點是如果復歸線圈無法正確動作，引起PT二次并列（即1YQJ1、2YQJ1均處于閉合狀態），若此時一次母線不處于并列狀態，會造成運行母線向停運母線反充電。反充電原理如圖4所示（以其中一相為例），當Ⅱ母處于檢修狀態，發生PT二次并列時，Ⅰ母二次電壓經閉合的觸點1YQJ1、2YQJ1、PT接口屏、PT端子箱空開到達Ⅱ母PT二次繞組，再經由PT一次隔離開關到達Ⅱ母，發生反充電。由于母聯開關處于分位，Ⅰ母、Ⅱ母的一次側具有電壓差，從而將在反充電回路中產生較大的電流，使得PT二次空開跳閘，若無法跳閘，會使切換裝置燒毀，導致保護裝置失壓。

圖4 反充電示意圖

3.2 隔離開關輔助觸點

當將線路A從Ⅰ母轉至Ⅱ母運行時，在母聯合上的情況下，合上Ⅱ母隔離開關12G后，其對應的常開輔助觸點閉合使切換繼電器勵磁；再拉開Ⅰ母隔離開關11G，其對應輔助常閉觸點應閉合復歸該切換繼電器。但若Ⅰ母隔離開關11G的輔助常閉觸點11G2由于接觸不良等原因無法閉合，則雙位置繼電器無法復歸，會造成PT二次并列。此時如果沒有注意切換繼電器同時動作信號，直接斷開母聯斷路器2DL，將造成運行母線向停運母線反充電。當隔離開關輔助常閉觸點接觸不良或在拉開隔離開關后無法馬上到位，也會導致不能復歸切換繼電器，造成PT二次并列。

電壓切換繼電器同時動作信號采用兩個雙位置切換繼電器的常開觸點可以有效監視PT二次并列的狀態。但若采用單位置繼電器的觸點，在切換繼電器沒有復歸時，沒有發出同時動作信號，會使運行人員誤判可斷開母聯斷路器，造成反充電、失壓等后果。

4 應對措施

針對上述電壓切換回路的隱患，本文提出了相應的預防措施。

在新設備的驗收工作中，實際分合兩條母線上的隔離開關，使用萬用表的電阻檔，在匯控柜中測量接進控制電壓切換繼電器勵磁的輔助觸點位置是否正確。

在驗收過程中，要確保“電壓切換繼電器同時動作”信號回路中采用的兩個常開觸點應為雙位置繼電器的常開觸點。此外，還要對電壓切換繼電器的自保持功能進行驗證。

驗證雙位置繼電器的自保持功能，如合上Ⅰ母隔離開關后，觀察切換裝置前面切換Ⅰ母的指示燈應處于亮的狀態，然后再用萬用表的電阻檔分別量接入Ⅰ母PT電壓的切換繼電器三相輔助常開觸點應為導通狀態。拉下切換電源的空開后，用萬用表分別量三相常開觸點，此時應仍處于導通狀態。同理，驗證拉開隔離開關時，可以復歸切換繼電器。

此外，運行人員在倒母時，需要注意“電壓切換繼電器同時動作”信號的動作和復歸。以線路A從Ⅱ母倒至Ⅰ母運行為例，確保母聯在閉合狀態，合上隔離開關11G后，檢查是否發出“電壓切換繼電器同時動作”信號；拉開隔離開關12G后，檢查同時動作信號確已復歸，再斷開母聯開關及其隔離開關，然后先斷開Ⅱ母PT二次空開，再拉開12PT一次隔離開關。

5 結語

電壓切換回路正常工作與否，直接關系到保護裝置能否正確動作，影響到電力系統的安全穩定運行，應通過對新設備的驗收、周期性定檢及日常消缺工作的開展，對電壓切換裝置進行校驗和維護，保證電壓切換回路可以正常工作。本文對電壓切換回路存在的隱患及造成的后果進行論述，并提出了相應的防范措施，對于提高工作班組成員對電壓切換回路的風險意識具有一定的指導意義。

[1]鄭新才，陳國永.220 kV變電站典型二次回路詳解[M].北京：中國電力出版社，2011.

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