变电所一台半断路器接线电流互感器的配置

摘 要：当前在变电所（站）及发电厂采用二分之三接线方式进行电气主接线时，电流互感器的配置对系统安全运行会产生不同影响，进而带来不同程度的安全隐患。作者通过分析一台半断路器接线方式的优缺点，以及电流互感器的配置，对采用敞开式断路器配置存在的问题及解决办法进行了相关探讨。

关键词：一台半断路器；二分之三接线；电流互感器；配置

1 一台半断路器接线

近年来，为了适应经济发展的需要，我国已经相继建成许多大规模的区域性电网，如果其中的发电厂及变电所（站）发生停电事故，将会严重威胁到整个电力系统的安全稳定，为了预防停电（断电）事故的发生，在330kV及以上的电压系统中，一台半断路器及接线方式普遍得到广泛应用。

一台半断路器接线也称为二分之三接线，因为其各个回路都由一台断路器直接与一组母线相接，任意两个回路之间设置一络断路器，而公用三台断路器，故称为二分之三接线，这种接线方式与常规方式相比具有如下优点：

（1）运行灵活，操作方便

当对其中任意一个开关或设备进行检修时，只需要拉开相应的开关（关闭闸门）即可，并不影响系统其余部分的正常送电与保护，操作方便，大大减少了误操作发生的概率。相反，在常规接线方式下，如需进行检修，则必须带路，而对母联开关进行检修则更加麻烦，必须保证单母线运行才能进行检修，操作繁琐而复杂。

（2）供电可靠性、安全性增加

在切除故障的过程中，如果任何一台断路器拒动，则只要多切除一条引出线或一台主变便可切除整个故障，保证其他线路、主变及发电机照常运行，大大提高了供电的可靠性。相反在常规接线方式下，如若一条旁路主接线出现故障，且开关拒动情况下，失灵保护将跳开所有开关，引发整个系统故障。

在两台断路器同时运行情况下，如果发生故障，则两侧开关会同时跳开，在断路器拒绝重合或重合失败情况下，则后重合的断路器便会及时补救，保证正常供电。而在常规接线方式下，重合闸的拒动及重合失败均会影响正常供电。可见，与常规接线方式相比，二分之三接线将大大提高供电的可靠性与安全性。

一台半断路器接线具有许多优点，接线方式也得到较为广泛的应用，但是其接线电流互感器所隐含的如缺少交叉配置等缺陷也日益显露出来。如图1中500kV变电所断路器套管电流互感器的电流采样没有交叉，则没有任何主保护对断路器本体提供保护，故而当断路器出现故障时，母差保护与线路主保护都不会发挥应有的作用，而任由事故扩大。根据作者多年从事相关工作的经验，及对多个类似变电所一台半断路器接线的电流互感器配置通过检查足以发现，互感器的接线存在诸如图1所示的死区，在此背景下，作者通过深入研究电流互感器的配置，对其正确配置提出了完善思路。

2 电流互感器的配置

在无主保护情况下高压电网没法运行，即使电流互感器本身出现故障也必须要求通过提供主保护及失灵保护，尽快切断故障以保证电网恢复正常、安全运行，在此过程中必须保证主保护用电流互感器的配置相互交叉。

2.1 边断路器主保护用电流互感器没有交叉

间隔1主保护和500kVⅠ母保护所采用的电流互感器没有交叉，而继电保护用互感器之间也没有交叉，如若发生故障，在主保护与失灵保护缺失的情况下，会导致事故的扩大，如图2所示。500kVⅠ母保护退出运行后，原先的死区范围会扩展到第一组与第三组电流互感器之间，进而间隔保护失灵后，死区范围将进一步扩展到第二组与第四组电流互感器。

2.2 中断路器主保护用电流互感器没有交叉

间隔1与间隔2主保护之间的电流互感器完全没有交叉，如若发生故障，则主保护与失灵保护都无法发挥应有的隔离与阻截作用，无法控制事故的扩大。随着间隔2所提供的保护退出运行，则死区范围会进一步扩展到第一组与第三组电流互感器，同样情况紧接着发生在第二组与第四组电流互感器之间。

3 采用敞开式断路器配置存在的问题及解决办法

在敞开式断路器情况下，每一条线路配置三组电流互感器，但是断路器与电流互感器之间的故障无法瞬间排除的隐患仍然存在，这一问题可以进一步细分为母线侧断路器与电流互感器之间，以及中间断路器和电流互感器之间两种情况。

第一种情况下，故障点位于线路保护区范围外，而在两侧母线差动保护发挥作用的保护区内，母线差动保护启动，但是并不会彻底消除故障，只会延长故障消除的时间，对电流互感器及整个系统的运行极为不利，会扩大跳闸事故发生的范围。

第二种情况下，故障点是否位于线路保护区范围外是相对的，当保护动作瞬时跳开后故障并未彻底排除，只有当失灵保护开始发挥作用并断开对侧断路器，才能真正消除故障。当这种故障发生在220kV～500kV系统时，后果十分严重，但是这只是理论上的分析，而实际中通过采用相应的设计，出现这种情况的可能性几乎为零。

（1）断路器的外绝缘闪络

断路器外绝缘闪络将导致断路器故障，这一故障无法通过电流互感器位置的变换消除，而只能依靠断路器失灵保护动作予以切除。引线对地闪络发生的概率极低，而电流互感器外绝缘闪络也属于经常发生的故障，电流互感器一端为绝缘段，另一端则为非绝缘端，而此类故障常常由于电流互感器非绝缘端对地放电引发，这种故障完全可以通过正确选择电流互感器绝缘段的朝向，从而将闪络故障点纳入线路保护区域内，并保证线路保护瞬时动作而加以解决。

（2）倒闸操作顺序

由于倒闸的操作顺序不当进而引发带负荷拉合闸事故的发生是电力系统中常见的误操作事故，为防止此类事故的发生必须严格按照相关规定及倒闸操作顺序执行，即使发生倒闸操作事故，也能将事故影响控制在可控范围内。

（3）带负荷拉合倒闸的危害及防误措施

隔离开关的保护作用仅限于建立起可靠的绝缘间隔，并保证设备与检修人员的安全，而不具备切断电流的能力，故而在出现带负荷拉合闸故障时，拉弧所形成的导电通道将造成操作人员人身安全与设备安全的潜在危险，更有甚者会威胁整个电网的安全稳定。为避免此类隐患事故的发生，必须严格按照电业安全操作规程进行操作，包括填写操作票、模拟操作、操作监护、拉闸操作等作业顺序必须严格按照规范执行，高压电缆设备必须按要求加装防误操作的闭锁装置。

按照《电力安全工作规程》相关规定，停电拉闸的正确操作顺序为“断路器（开关）负荷侧隔离开关（倒闸）母线侧隔离开关（倒闸）”，而送操作正好相反。按照该项规定，二分之三断路器接线仍具有重要意义，按照该接线特点，线路或变压器与母线相比作用更为重要，所以必须详细研究断路器两侧隔离开关发生带负荷拉合倒闸事故对系统稳定性的各种可能影响，以便确定正确的拉闸顺序。总之，采用敞开式二分之三断路器进行接线，并在每串线路配备三组电流互感器或采用罐式断路器，在500kV母线测断路器配置六个套管电流互感器，便可杜绝上述故障的发生。

参考文献

[1]赵武志，林虎.一个半断路器接线的继电保护用电流互感器配置分析[J].贵州电力技术，2008（6）：12-14.

[2]付胜明.电气主接线采用3/2接线时电流互感器配置方案探讨[J].电力建设，2008（7）：29-31.