论文部分内容阅读
【摘 要】 沟通三跳功能在系统特殊运行方式下直跳三相断路器，迅速隔离故障点，并在一定程度上起到预防断路器非全相运行的作用，是确保电力系统安全稳定运行的一项重要功能。本文从沟通三跳的功能着手，分析了其与闭锁重合闸功能在不同保护配置情况下的不同作用，并对几种典型的沟通三跳功能设计方法进行比较分析，针对其设计缺点缺点提出了改进方案。
【关键词】 重合闸；沟通三跳；保护；断路器
一.概述
继电保护作为电网安全控制的重要部分，在输电网中占有举足轻重的作用。重合闸及“沟通三跳”作为继电保护功能的一部分，使各种故障对电网的影响降到最低，充分确保了电网的安全稳定。重合闸功能使断路器在瞬时性故障情况下迅速重合，避免了故障对电网安全及负荷输送的影响；沟通三跳功能在重合闸功能“失效”的情况下，闭锁重合闸，迅速跳开三相断路器，彻底隔离故障点。从这方面而言，重合闸及“沟通三跳”功能相辅相成，配合密切。然而，在实际电力生产中，由于运行操作人员甚至专业维护人员对“闭锁重合闸”及“沟通三跳”压板在功能认识上的误差以及以上功能的实现回路差异等原因，导致压板、功能投退错误，包括宁夏电网在内，多次出现与以上两功能相关的事故，对继电保护的可靠性及电网安全构成严重威胁。以下，我们就闭锁重合闸及沟通三跳功能使用中常见的问题及实现方法做以简单介绍。
二.沟通三跳与闭锁重合闸功能的作用及相互关系
1、使用线路保护装置中重合闸功能时：
（1）沟通三跳：在220kV及以上双套配置的线路保护装置中，存在一套重合闸停用，另一套重合闸在单重方式下运行的方式，这时不应该三跳。所以，部分保护装置，在重合闸停运时仅闭锁停运的重合闸，沟通三跳回路并不接通，断路器不会三跳。如重合闸全停时，为了让保护装置在任何故障时都三跳，就必须投入“沟通三跳”压板。也就是说，线路保护屏上的“沟通三跳”压板，其作用是在线路重合闸停用时合上，达到任何故障三跳且闭锁重合闸的功能。
（2）闭锁重合闸：220kV线路保护采用两套线路保护的重合闸功能时，部分装置中“闭锁重合闸”是去闭锁另一套重合闸，即在该套重合闸动作后，利用其重合闸继电器接点串接本屏“闭锁重合闸”压板，开出到另一套线路保护的闭锁重合闸，给另一套线路保护装置重合闸放电，达到两套线路保护重合闸只发一次重合闸脉冲、重合一次的目的。
2、使用斷路器辅助保护的重合闸功能时：
（1）沟通三跳：在部分220kV线路及3/2主接线方式下按断路器配置断路器辅助保护的线路，采用断路器保护装置的重合闸功能时，闭锁重合闸、沟通三跳功能在断路器辅助保护装置中实现，退出重合闸即可实现沟通三跳。此时线路保护装置上的沟通三跳压板作用为：（1）在断路器保护重合闸退出时投入该压板，能在任何故障状态下短接选相元件，直接实现三跳，但是它不对重合闸进行放电。（2）在断路器辅助保护重合闸退出时投入该压板，可以给断路器辅助保护的自动重合闸一个闭锁重合的外部开入，从而实现闭锁重合闸、沟通三跳的功能。
（2）闭锁重合闸：在部分220kV线路及3/2主接线方式下按断路器配置断路器辅助保护的线路，线路保护中“闭锁重合闸”压板是指由于线路保护中的一些保护（例如控制字中投入永跳功能）动作不应启动重合闸，所以这些保护动作的继电器接点串接该压板，开出至断路器辅助保护柜，对重合闸进行放电，实现闭锁重合闸的功能。
三、实现沟通三跳的几种方法比较及改进措施
1、常见三种沟通三跳的实现方式
（1）方式一：线路保护动作接点串接沟通三跳接点至操作箱TJR回路。
（2）方式二：在操作箱A、B、C相分别跳闸出口处通过沟通三跳接点GST1、GST2并接。
（3）方式三：共用线路保护的保护动作接点，此接点开入至断路器辅助保护，由断路器辅助保护判断是否满足沟通三跳的条件，条件满足则由断路器辅助保护发出三相跳闸令。
沟通三跳接点GST在以下几种情况下动作：①重合闸未充满电且未充电够三跳控制字投入；②重合闸为三重方式；③重合闸为停用方式；
④重合闸装置故障；⑤重合闸装置电源消失等。
2、三种沟通三跳方式的比较
方式一：实现的原理简单、清晰；缺点是需要提供线路保护的动作接点，敷设屏间电缆、回路复杂，对于3/2等接线方式尤为突出。
方式二：不受断路器保护装置异常及装置电源消失的影响，不需敷设屏间电缆；但是此设计在在沟通三跳情况下存在以下缺陷：①由于其他原因导致断路器三相位置不一致时，因GST接点将三相跳闸线圈并接在一起，合闸位置继电器（HWJ）不能正确反映断路器实际位置。例如图二中B、C相断路器被跳开，A相断路器未被跳开导致三相位置不一致时，HWJa、HWJb、HWJc将通过GST接点及断路器常开接点DLa继续励磁，监控屏将显示断路器三相位置均为合闸位置。②发生单相接地故障时，由线路保护装置开入的单相跳闸接点TJa、TJb、TJc中的一个要承受三倍的跳闸冲击电流，这无疑将造成接点损坏。现场应用时应避免此项方案。
方式三：此方式与方式一在本质上的区别，是加入了电流量启动和线路有流的判据。那么，沟通三跳功能是否需要电流判据？答案是否定的。下面我们举例说明：在线路送电过程中，重合闸应在停用位置（方式一中GST接点闭合、方式三中与门条件4满足），当M侧（电源侧）断路器合于单相故障线路时，M、N两侧线路保护单相保护动作（方式一BDJ闭合、方式三中与门条件三满足），此时正确的动作结果应该是M、N两侧均沟通三跳。很明显，方式一可正确动作，但是方式三却仍需电流判据（方式三中与门条件1和2）。也就是说，如果此时N侧断路器感受不到故障电流或者N侧向故障点提供的短路电流很小，则N侧不会沟通三跳。显然，在此种情况下对于N侧，方式三的动作结果是错误的。改进方案一：送电前将三相跳闸方式投入，送电正常后再退出。改进方案二：取消方式三中与门条件1和2的电流判别元件。
四.结束语
本文只针对部分典型设计方案对沟通三跳功能做了简要的介绍，但是其功能的实现，与保护装置逻辑、二次回路设计、装置之间的配合密切关联，实现方式也不尽相同。设计人员须针对不同厂家、不同原理的装置，认真分析装置逻辑，正确设计二次回路，确保电网的安全稳定运行。
参考文献：
[1]贺家礼、宋从矩电力系统继电保护原理中国电力出版社
[2]王梅义等高压电网继电保护运行技术水利电力出版社
[3]国家电网继电保护培训教材
[4]南京南瑞继保电气有限责任公司培训手册
【关键词】 重合闸；沟通三跳；保护；断路器
一.概述
继电保护作为电网安全控制的重要部分，在输电网中占有举足轻重的作用。重合闸及“沟通三跳”作为继电保护功能的一部分，使各种故障对电网的影响降到最低，充分确保了电网的安全稳定。重合闸功能使断路器在瞬时性故障情况下迅速重合，避免了故障对电网安全及负荷输送的影响；沟通三跳功能在重合闸功能“失效”的情况下，闭锁重合闸，迅速跳开三相断路器，彻底隔离故障点。从这方面而言，重合闸及“沟通三跳”功能相辅相成，配合密切。然而，在实际电力生产中，由于运行操作人员甚至专业维护人员对“闭锁重合闸”及“沟通三跳”压板在功能认识上的误差以及以上功能的实现回路差异等原因，导致压板、功能投退错误，包括宁夏电网在内，多次出现与以上两功能相关的事故，对继电保护的可靠性及电网安全构成严重威胁。以下，我们就闭锁重合闸及沟通三跳功能使用中常见的问题及实现方法做以简单介绍。
二.沟通三跳与闭锁重合闸功能的作用及相互关系
1、使用线路保护装置中重合闸功能时：
（1）沟通三跳：在220kV及以上双套配置的线路保护装置中，存在一套重合闸停用，另一套重合闸在单重方式下运行的方式，这时不应该三跳。所以，部分保护装置，在重合闸停运时仅闭锁停运的重合闸，沟通三跳回路并不接通，断路器不会三跳。如重合闸全停时，为了让保护装置在任何故障时都三跳，就必须投入“沟通三跳”压板。也就是说，线路保护屏上的“沟通三跳”压板，其作用是在线路重合闸停用时合上，达到任何故障三跳且闭锁重合闸的功能。
（2）闭锁重合闸：220kV线路保护采用两套线路保护的重合闸功能时，部分装置中“闭锁重合闸”是去闭锁另一套重合闸，即在该套重合闸动作后，利用其重合闸继电器接点串接本屏“闭锁重合闸”压板，开出到另一套线路保护的闭锁重合闸，给另一套线路保护装置重合闸放电，达到两套线路保护重合闸只发一次重合闸脉冲、重合一次的目的。
2、使用斷路器辅助保护的重合闸功能时：
（1）沟通三跳：在部分220kV线路及3/2主接线方式下按断路器配置断路器辅助保护的线路，采用断路器保护装置的重合闸功能时，闭锁重合闸、沟通三跳功能在断路器辅助保护装置中实现，退出重合闸即可实现沟通三跳。此时线路保护装置上的沟通三跳压板作用为：（1）在断路器保护重合闸退出时投入该压板，能在任何故障状态下短接选相元件，直接实现三跳，但是它不对重合闸进行放电。（2）在断路器辅助保护重合闸退出时投入该压板，可以给断路器辅助保护的自动重合闸一个闭锁重合的外部开入，从而实现闭锁重合闸、沟通三跳的功能。
（2）闭锁重合闸：在部分220kV线路及3/2主接线方式下按断路器配置断路器辅助保护的线路，线路保护中“闭锁重合闸”压板是指由于线路保护中的一些保护（例如控制字中投入永跳功能）动作不应启动重合闸，所以这些保护动作的继电器接点串接该压板，开出至断路器辅助保护柜，对重合闸进行放电，实现闭锁重合闸的功能。
三、实现沟通三跳的几种方法比较及改进措施
1、常见三种沟通三跳的实现方式
（1）方式一：线路保护动作接点串接沟通三跳接点至操作箱TJR回路。
（2）方式二：在操作箱A、B、C相分别跳闸出口处通过沟通三跳接点GST1、GST2并接。
（3）方式三：共用线路保护的保护动作接点，此接点开入至断路器辅助保护，由断路器辅助保护判断是否满足沟通三跳的条件，条件满足则由断路器辅助保护发出三相跳闸令。
沟通三跳接点GST在以下几种情况下动作：①重合闸未充满电且未充电够三跳控制字投入；②重合闸为三重方式；③重合闸为停用方式；
④重合闸装置故障；⑤重合闸装置电源消失等。
2、三种沟通三跳方式的比较
方式一：实现的原理简单、清晰；缺点是需要提供线路保护的动作接点，敷设屏间电缆、回路复杂，对于3/2等接线方式尤为突出。
方式二：不受断路器保护装置异常及装置电源消失的影响，不需敷设屏间电缆；但是此设计在在沟通三跳情况下存在以下缺陷：①由于其他原因导致断路器三相位置不一致时，因GST接点将三相跳闸线圈并接在一起，合闸位置继电器（HWJ）不能正确反映断路器实际位置。例如图二中B、C相断路器被跳开，A相断路器未被跳开导致三相位置不一致时，HWJa、HWJb、HWJc将通过GST接点及断路器常开接点DLa继续励磁，监控屏将显示断路器三相位置均为合闸位置。②发生单相接地故障时，由线路保护装置开入的单相跳闸接点TJa、TJb、TJc中的一个要承受三倍的跳闸冲击电流，这无疑将造成接点损坏。现场应用时应避免此项方案。
方式三：此方式与方式一在本质上的区别，是加入了电流量启动和线路有流的判据。那么，沟通三跳功能是否需要电流判据？答案是否定的。下面我们举例说明：在线路送电过程中，重合闸应在停用位置（方式一中GST接点闭合、方式三中与门条件4满足），当M侧（电源侧）断路器合于单相故障线路时，M、N两侧线路保护单相保护动作（方式一BDJ闭合、方式三中与门条件三满足），此时正确的动作结果应该是M、N两侧均沟通三跳。很明显，方式一可正确动作，但是方式三却仍需电流判据（方式三中与门条件1和2）。也就是说，如果此时N侧断路器感受不到故障电流或者N侧向故障点提供的短路电流很小，则N侧不会沟通三跳。显然，在此种情况下对于N侧，方式三的动作结果是错误的。改进方案一：送电前将三相跳闸方式投入，送电正常后再退出。改进方案二：取消方式三中与门条件1和2的电流判别元件。
四.结束语
本文只针对部分典型设计方案对沟通三跳功能做了简要的介绍，但是其功能的实现，与保护装置逻辑、二次回路设计、装置之间的配合密切关联，实现方式也不尽相同。设计人员须针对不同厂家、不同原理的装置，认真分析装置逻辑，正确设计二次回路，确保电网的安全稳定运行。
参考文献：
[1]贺家礼、宋从矩电力系统继电保护原理中国电力出版社
[2]王梅义等高压电网继电保护运行技术水利电力出版社
[3]国家电网继电保护培训教材
[4]南京南瑞继保电气有限责任公司培训手册