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摘要：当下500kV变电站的主接线主要采用3/2断路器接线方式，这种接线方式具有高灵活性、高可靠性以及方便倒闸操作的优势。但是3/2断路器接线同时也存在死区较多以及分裂困难的缺点，为此可能在没有及时切除故障的情况下导致事故扩大。文章从死区的成因入手，重点论述了其危害以及治理措施。
关键词：500kV；变电站；3/2接线；保护；死区
中图分类号：TM411+.4 文献标识码：A 文章编号：
我国电网的高速发展促进了电网对于经济型以及可靠性的要求。而当下500kV的系统电网作为基本类型在电网的规模化建设中显示了重要地位。大多的系统采用3/2接线方式，，如果采用HGIS或者GIS设备可以采用套管CT，并且由于可以在开关两侧设置配套的CT来消除保护的死区问题。但是实际中为了节约成本，在采用敞开式设备中采用了配备开关单侧流变方式，虽然简化了设计、节约了成本，但是也导致了死区的存在。为此针对死区问题进行详尽的论述并提出针对性的治理措施具有极大的现实意义。
1死區成因
在初期生产500kV3/2接线系统中，线路以及母线均使用双重配置每串在靠近母线侧电流互感器需要6个二次绕组，而位于中间的电力互感器需要8个二次绕组。但是当时限于生产工艺及技术水平，仅能提供6个二次绕组的500kV电流互感器，为此就需要四组电流互感器。而随着互感器生产工艺及技术的进步，当下已经可以生产带有8个二次绕组的电流互感器。但是由于500kV电流互感器昂贵，采用每串三组的配置方式不仅可以减少投资，同时也减少了占地面积。一般规模的变电扎为5串设计，如果每串按照3组配置就减少了5组电流互感器。下表1为两种配置方式的经济性比较：
表1 两种流变配置方式经济性比较
但是在节约投资的情况下也出现了一个问题，即对于电路互感器以及断路器之间的故障不能及时切除。例如在下图1为完整串，存在三个如上所述的区域：
图 1 死区示意图
（1）如果K1发生故障，对于L1线路保护是区外故障，对I母线室差动保护是区内故障。其中母线差动保护会导致I母线以及1DL上的所有开关跳开。而由于L1以及2DL对侧开关没有断开，为此依然可以对K1提供电流。
（2）当K2点出现故障，对于L1线路以及L2线路保护分别是区内以及区外保护。由于线路L1保护动作会使得1DL以及2DL瞬时跳开，但是由于L2以及3DL对侧开关没有断开，为此K2依然有电流经过。
（3）如果故障出现在K3，对于母线II差动保护是区内保护，而L2线路保护是区外保护。母线差动保护动作会跳开3DL以及II母线上的开关，但是由于2DL以及L2对侧开关的没有断开，为此同样可以为K3提供电流。
以上所提到的三种区域极为死区，出现于死区内的故障即为死区故障。
2死区危害
死区故障的危害主要体现在两个方面：其一是死区故障的发生点一般为近区故障，为此故障电流较大，远大于一般线路故障。为此如果没有及时切除就会对系统产生巨大的冲击，严重的影响了系统的暂态稳定。同时如果大电流长期的通过一次设备也会导致设备的动态稳定性受到很大考验。
其次在死区出现的故障影响范围一般较广，为此对系统有很大影响。
为此死区故障的危害很大，需要存在保护死区的场站，对死区进行分析，并制定死区故障预案。
3死区故障应对措施
针对于死区的治理措施有一个基本的原则，即尽量避免死区故障、缩小故障范围，并迅速切除死区故障。
3.1减小死区范围
经过科学选择电力互感器的一次绕组的引线绝缘的朝向可以使得对地闪络故障点位于线路保护区内。由于电流互感器的一次绕组的对外引线两端分别是带有小瓷套的绝缘端，另一端是和顶部等电位的非绝缘对地端。如果顶部对地放电，也即是非绝缘端对地放电。将电流互感器的一次绕组引出线的绝缘端始终朝着开关布置，则顶部对地闪络故障就位于线路的保护区内，为此线路会瞬时动作。
3.2避免死区故障发生
死区故障的发生要首先明确引发故障发生的原因，然后有针对性的制定防范措施。引发死区故障的主要原因可以分为四大类：开关外绝缘闪络、引线对地闪络、电流互感器外绝缘闪络以及人为原因。其中第一种原因导致的故障几率很小，而人为原因最可能是由于现场作业引发。针对以上不同原因进行了有针对性的防护措施
（1）定期的清理电流互感器外绝缘以及开关。尤其是对于空气质量差或者粉尘严重的地区要缩短清理周期，防止电流互感器或者开关污染导致的污闪现象。
（2）强化死区安全监护。再进行日常维护中要要求值班人员对死区进行巡视，巡视范围主要是开关与流变之间，包括之间的引线以及接头。巡视主要分为两方面：首先是进行死区的外观检查，观察是否存在污物以及引线断股现象，尤其是注意是否有异常放电现象；其次要对死区进行红外测温，重点是监测引线接头是否存在过热或者温差大的现象。
（3）规范现场作业。在四区范围内作业的吊车等作业工具要尽量的原理死区，从而有效地降低人为因素引发的故障。同时变电站运行值班人员在进行检修安全交底过程中要对死区进行明确，从而提醒检修人员注意。
3.3迅速切除死区故障
为了将死区故障的影响减至最低需要在发生死区故障之后迅速地切出故障，将完全切除时间控制在20ms之内。而这也是进行死去保护的重要出发点，一般借助于失灵保护实现。
在500kV系统3/2接线中配备有独立的开关保护，可以实现失灵、重合闸、充电以及死区保护。其保护原理主要分为两种，也就是配备独立的保护模块与不独立的保护模块，其代表性的装置分别为RCS-921A以及CSC-121A。
RCS-921A数字式断路器保护以及自动重合闸装置的功能主要为三相不一致保护、断路器失灵保护、死区保护以及充电保护、重合闸保护。在装置搜到发变三跳、三条信号或者是A、B、C三相跳闸同时动作时，如果过流元件动作就会使得所对应的断路器断开，装置受到三相KTP，此时死区保护压板投入并经过整定延时而启动死区保护。死区保护出口回路和失灵保护一致，动作后跳开相邻的开关。经过现场使用RCS-921A失灵保护，在死区出现单相或者相间故障时可以在预定的死区保护延时后，三跳本开关以及延时开关，痛恨死启动线路远方跳闸，从而迅速地切断了故障。
同样使用CSC-121A作为开关保护，虽然没有配置死区保护模块，但是由于三跳本开关以及相邻开关同步完成，为此也可以在故障出现的200ms内切除故障。总之使用独立死区保护或者装配失灵保护可以极大地减少故障切除时间，从而有效地减小了故障危害。
4结束语
由于在部分的HGIS或者是GIS变电站中不存在死区，同时死区的位置会随着电站设计的不同而变化，为此经常被人忽略，一维死去保护无关紧要。但是通过研究死区可以有效地协助值班人员在面对死去故障后进行科学、准确的判断，从而了解电站的死区风险点、规避风险、提升安全性。为此深化对于死区产生的原因、危害以及应对措施的认识具有极为重要的现实意义。
参考文献
[1] 贺家李，宋从矩．电力系统继电保护原理[M]．北京：中国电力出版社，2004．
[2] 华中工学院．电力系统继电保护原理与运行[M]．北京：电力工业出版社，1981．
[3] 辽宁省电力有限公司．电力工程师手册[M]．北京：中国电力出版社，2002．
[4] 南京南瑞集团公司．RCS一900系列高压微机线路保护装置(培训教材) [z]．
[5] 北京四方继保自动化股份有限公司．CSC～121A数字式综合重合闸及断路器辅助保护装置说明书[z].
关键词：500kV；变电站；3/2接线；保护；死区
中图分类号：TM411+.4 文献标识码：A 文章编号：
我国电网的高速发展促进了电网对于经济型以及可靠性的要求。而当下500kV的系统电网作为基本类型在电网的规模化建设中显示了重要地位。大多的系统采用3/2接线方式，，如果采用HGIS或者GIS设备可以采用套管CT，并且由于可以在开关两侧设置配套的CT来消除保护的死区问题。但是实际中为了节约成本，在采用敞开式设备中采用了配备开关单侧流变方式，虽然简化了设计、节约了成本，但是也导致了死区的存在。为此针对死区问题进行详尽的论述并提出针对性的治理措施具有极大的现实意义。
1死區成因
在初期生产500kV3/2接线系统中，线路以及母线均使用双重配置每串在靠近母线侧电流互感器需要6个二次绕组，而位于中间的电力互感器需要8个二次绕组。但是当时限于生产工艺及技术水平，仅能提供6个二次绕组的500kV电流互感器，为此就需要四组电流互感器。而随着互感器生产工艺及技术的进步，当下已经可以生产带有8个二次绕组的电流互感器。但是由于500kV电流互感器昂贵，采用每串三组的配置方式不仅可以减少投资，同时也减少了占地面积。一般规模的变电扎为5串设计，如果每串按照3组配置就减少了5组电流互感器。下表1为两种配置方式的经济性比较：
表1 两种流变配置方式经济性比较
但是在节约投资的情况下也出现了一个问题，即对于电路互感器以及断路器之间的故障不能及时切除。例如在下图1为完整串，存在三个如上所述的区域：
图 1 死区示意图
（1）如果K1发生故障，对于L1线路保护是区外故障，对I母线室差动保护是区内故障。其中母线差动保护会导致I母线以及1DL上的所有开关跳开。而由于L1以及2DL对侧开关没有断开，为此依然可以对K1提供电流。
（2）当K2点出现故障，对于L1线路以及L2线路保护分别是区内以及区外保护。由于线路L1保护动作会使得1DL以及2DL瞬时跳开，但是由于L2以及3DL对侧开关没有断开，为此K2依然有电流经过。
（3）如果故障出现在K3，对于母线II差动保护是区内保护，而L2线路保护是区外保护。母线差动保护动作会跳开3DL以及II母线上的开关，但是由于2DL以及L2对侧开关的没有断开，为此同样可以为K3提供电流。
以上所提到的三种区域极为死区，出现于死区内的故障即为死区故障。
2死区危害
死区故障的危害主要体现在两个方面：其一是死区故障的发生点一般为近区故障，为此故障电流较大，远大于一般线路故障。为此如果没有及时切除就会对系统产生巨大的冲击，严重的影响了系统的暂态稳定。同时如果大电流长期的通过一次设备也会导致设备的动态稳定性受到很大考验。
其次在死区出现的故障影响范围一般较广，为此对系统有很大影响。
为此死区故障的危害很大，需要存在保护死区的场站，对死区进行分析，并制定死区故障预案。
3死区故障应对措施
针对于死区的治理措施有一个基本的原则，即尽量避免死区故障、缩小故障范围，并迅速切除死区故障。
3.1减小死区范围
经过科学选择电力互感器的一次绕组的引线绝缘的朝向可以使得对地闪络故障点位于线路保护区内。由于电流互感器的一次绕组的对外引线两端分别是带有小瓷套的绝缘端，另一端是和顶部等电位的非绝缘对地端。如果顶部对地放电，也即是非绝缘端对地放电。将电流互感器的一次绕组引出线的绝缘端始终朝着开关布置，则顶部对地闪络故障就位于线路的保护区内，为此线路会瞬时动作。
3.2避免死区故障发生
死区故障的发生要首先明确引发故障发生的原因，然后有针对性的制定防范措施。引发死区故障的主要原因可以分为四大类：开关外绝缘闪络、引线对地闪络、电流互感器外绝缘闪络以及人为原因。其中第一种原因导致的故障几率很小，而人为原因最可能是由于现场作业引发。针对以上不同原因进行了有针对性的防护措施
（1）定期的清理电流互感器外绝缘以及开关。尤其是对于空气质量差或者粉尘严重的地区要缩短清理周期，防止电流互感器或者开关污染导致的污闪现象。
（2）强化死区安全监护。再进行日常维护中要要求值班人员对死区进行巡视，巡视范围主要是开关与流变之间，包括之间的引线以及接头。巡视主要分为两方面：首先是进行死区的外观检查，观察是否存在污物以及引线断股现象，尤其是注意是否有异常放电现象；其次要对死区进行红外测温，重点是监测引线接头是否存在过热或者温差大的现象。
（3）规范现场作业。在四区范围内作业的吊车等作业工具要尽量的原理死区，从而有效地降低人为因素引发的故障。同时变电站运行值班人员在进行检修安全交底过程中要对死区进行明确，从而提醒检修人员注意。
3.3迅速切除死区故障
为了将死区故障的影响减至最低需要在发生死区故障之后迅速地切出故障，将完全切除时间控制在20ms之内。而这也是进行死去保护的重要出发点，一般借助于失灵保护实现。
在500kV系统3/2接线中配备有独立的开关保护，可以实现失灵、重合闸、充电以及死区保护。其保护原理主要分为两种，也就是配备独立的保护模块与不独立的保护模块，其代表性的装置分别为RCS-921A以及CSC-121A。
RCS-921A数字式断路器保护以及自动重合闸装置的功能主要为三相不一致保护、断路器失灵保护、死区保护以及充电保护、重合闸保护。在装置搜到发变三跳、三条信号或者是A、B、C三相跳闸同时动作时，如果过流元件动作就会使得所对应的断路器断开，装置受到三相KTP，此时死区保护压板投入并经过整定延时而启动死区保护。死区保护出口回路和失灵保护一致，动作后跳开相邻的开关。经过现场使用RCS-921A失灵保护，在死区出现单相或者相间故障时可以在预定的死区保护延时后，三跳本开关以及延时开关，痛恨死启动线路远方跳闸，从而迅速地切断了故障。
同样使用CSC-121A作为开关保护，虽然没有配置死区保护模块，但是由于三跳本开关以及相邻开关同步完成，为此也可以在故障出现的200ms内切除故障。总之使用独立死区保护或者装配失灵保护可以极大地减少故障切除时间，从而有效地减小了故障危害。
4结束语
由于在部分的HGIS或者是GIS变电站中不存在死区，同时死区的位置会随着电站设计的不同而变化，为此经常被人忽略，一维死去保护无关紧要。但是通过研究死区可以有效地协助值班人员在面对死去故障后进行科学、准确的判断，从而了解电站的死区风险点、规避风险、提升安全性。为此深化对于死区产生的原因、危害以及应对措施的认识具有极为重要的现实意义。
参考文献
[1] 贺家李，宋从矩．电力系统继电保护原理[M]．北京：中国电力出版社，2004．
[2] 华中工学院．电力系统继电保护原理与运行[M]．北京：电力工业出版社，1981．
[3] 辽宁省电力有限公司．电力工程师手册[M]．北京：中国电力出版社，2002．
[4] 南京南瑞集团公司．RCS一900系列高压微机线路保护装置(培训教材) [z]．
[5] 北京四方继保自动化股份有限公司．CSC～121A数字式综合重合闸及断路器辅助保护装置说明书[z].