變壓器單元雙斷路器兼作母聯斷路器接線方式的應用

1　雙母線三分段帶旁路的主接線方式存在的問題　　
　　目前很多500 kV變電站的220 kV係統采用雙母線三分段帶旁路的主接線方式（如圖1所示）。這種接線方式在500 kV變電站的實際運行中，在用旁路斷路器代變壓器斷路器操作過程中多次發生保護誤動作、運行人員誤操作的事故，這主要是由於在操作中必須考慮變壓器電流互感器（TA）回路、直流回路、保護出口回路和失靈保護的啟動回路等回路的切換，而這些切換對運行人員以及保護裝置的要求很高，特別是部分保護的切換不甚靈活，操作繁瑣，無法快速操作。
　　另外代路計算時必須考慮旁路的電能，增加了計算的不準確因素。還有母聯斷路器出現故障或進行檢修時，必須改變變電站運行方式，增加了調度的難度和操作的複雜性。

2　變壓器單元雙斷路器兼作母聯斷路器的
　　接線方式用雙斷路器的接線方式，這樣元件在雙母線下同時工作，檢修任一斷路器均能快速操作，並可保證不停電，甚至在任一母線發生故障時，均能保證不中斷對元件的供電。當然，這樣每個元件增加了一個斷路器。若僅變壓器單元采用雙斷路器，並且將這雙斷路器作為母聯斷路器用時（如圖2所示），旁路斷路器專門用於代線路斷路器，則情況又不一樣了。

　　采用變壓器單元雙斷路器兼作母聯斷路器的接線方式具有如下優點：
　　a）如圖1和圖2所示，相對於單斷路器帶旁路的接線方式，不會增加設備，甚至能減少隔離開關的數量；
　　b）隔離開關僅作為檢修電器使用，不需考慮代路問題，簡化了隔離開關的閉鎖回路；
　　c）運行方式雖然靈活多樣，但由於目前已廣泛采用微機保護，在這些裝置上增加一些附加功能是不難實現的。
　　從以上分析可以看出，變壓器單元雙斷路器兼作母聯斷路器的接線方式不僅能提高供電的可靠性，而且使主接線簡單明了，運行方式靈活，變壓器、母聯單元操作時方便，且不增加投資。
3　運行時應注意的問題
　　變壓器單元雙斷路器兼作母聯斷路器的接線方式在500 k V汕頭變電站得到了應用，並取得很好的運行效果，特別是在雙斷路器（如圖3中的斷路器202A和202B）、母聯斷路器（如圖3中的斷路器2012）的故障檢修、設備預防性試驗和繼電保護檢驗時，都能進行安全、快速的操作。現結合運行經驗，提出實際運用中應注意的問題。
3．1　適用場合
　　變壓器單元雙斷路器兼作母聯斷路器的接線方式最好用於新建工程，因為擴建或改造時采用這種接線方式難度大。若首期隻有一台變壓器，則最好設專用母聯斷路器（如圖3中的斷路器2012），在擴建時再將其改為變壓器單元的雙斷路器之一，以充分發揮雙斷路器的作用。
3．2　變壓器220 k V側電壓切換問題
　　對於雙母線係統上所連接的電氣元件，保護和自動裝置的二次電壓回路必須隨同主接線一起進行切換，通常通過隔離開關輔助觸點來實現電壓回路的自動切換。由於采用了雙斷路器的接線方式，為了避免兩段母線TV在切換回路上的長期互聯，所以不能采取隔離開關輔助觸點的切換方式，應通過斷路器輔助觸點進行切換。為了減輕運行人員的操作工作量，避免發生誤切換和忘記切換的事故，宜采用自動切換。
　　圖3中的切換可以采用如下邏輯：合斷路器202 A接入母線Ⅰ；分斷路器202 A且合斷路器202B接入母線Ⅱ；發出斷路器202A分閘、合閘脈衝或者分斷路器202A和202B，則閉鎖距離保護。當然最可靠、最方便的辦法就是仿效3／2接線方式，在圖3的W處裝設一組電容式電壓互感器，作為變壓器220 k V側保護、測量的電壓源，這樣就可保證保護和測量有穩定、可靠的電壓。雖然增設了設備，但由於220 kV的隔離開關比電容式電壓互感器價格高，因此采用雙斷路器接線方式仍不會增加投資。500 kV汕頭變電站後來就是采用這種方式進行改造的。
3．3　保護問題
　　雙斷路器兼作母聯斷路器的接線方式，其運行方式非常多，雙斷路器必須考慮如下保護問題：
　　a）短引線問題。在圖3中，當2號變壓器停運，隔離開關22024拉開後，若合斷路器202A和202B作母聯斷路器用，必須閉鎖2號變壓器保護，同時需考慮圖3中X，Y，Z三點處的故障，在此時投入短引線保護。
　　b）充電保護。由於雙斷路器可以作為母聯斷路器用，所以必須為雙斷路器配置充電保護。
　　c）死區保護。在圖3中，斷路器202A到TA之間出現故障時，屬於母線Ⅰ故障、母線Ⅱ和2號變壓器的區外故障，此時的故障對母線Ⅰ來說就是母差保護的死區，因此必須對此加以考慮。



　　d）失靈保護。雙斷路器失靈時，必須考慮聯跳主變壓器三側斷路器。
3．4　電氣閉鎖問題
　　圖3中隔離開關22024操作回路的電氣閉鎖可　　以隻考慮斷路器202A和202B的輔助節點，以簡化閉鎖回路，減少操作，如圖4所示。
4　結束語
　　隨著電網技術的發展，運行經驗的逐漸積累，以及可靠性的要求越來越高，變壓器單元雙斷路器兼作母聯斷路器的接線方式將會有很大的用途。另外在新的220 k V和110 k V變電站設計中的也可考慮這種接線方式。