变压器单元双断路器兼作母联断路器接线方式的应用

1　双母线三分段带旁路的主接线方式存在的问题　　
　　目前很多500 kV变电站的220 kV系统采用双母线三分段带旁路的主接线方式（如图1所示）。这种接线方式在500 kV变电站的实际运行中，在用旁路断路器代变压器断路器操作过程中多次发生保护误动作、运行人员误操作的事故，这主要是由于在操作中必须考虑变压器电流互感器（TA）回路、直流回路、保护出口回路和失灵保护的启动回路等回路的切换，而这些切换对运行人员以及保护装置的要求很高，特别是部分保护的切换不甚灵活，操作繁琐，无法快速操作。
　　另外代路计算时必须考虑旁路的电能，增加了计算的不准确因素。还有母联断路器出现故障或进行检修时，必须改变变电站运行方式，增加了调度的难度和操作的复杂性。

2　变压器单元双断路器兼作母联断路器的
　　接线方式用双断路器的接线方式，这样元件在双母线下同时工作，检修任一断路器均能快速操作，并可保证不停电，甚至在任一母线发生故障时，均能保证不中断对元件的供电。当然，这样每个元件增加了一个断路器。若仅变压器单元采用双断路器，并且将这双断路器作为母联断路器用时（如图2所示），旁路断路器专门用于代线路断路器，则情况又不一样了。

　　采用变压器单元双断路器兼作母联断路器的接线方式具有如下优点：
　　a）如图1和图2所示，相对于单断路器带旁路的接线方式，不会增加设备，甚至能减少隔离开关的数量；
　　b）隔离开关仅作为检修电器使用，不需考虑代路问题，简化了隔离开关的闭锁回路；
　　c）运行方式虽然灵活多样，但由于目前已广泛采用微机保护，在这些装置上增加一些附加功能是不难实现的。
　　从以上分析可以看出，变压器单元双断路器兼作母联断路器的接线方式不仅能提高供电的可靠性，而且使主接线简单明了，运行方式灵活，变压器、母联单元操作时方便，且不增加投资。
3　运行时应注意的问题
　　变压器单元双断路器兼作母联断路器的接线方式在500 k V汕头变电站得到了应用，并取得很好的运行效果，特别是在双断路器（如图3中的断路器202A和202B）、母联断路器（如图3中的断路器2012）的故障检修、设备预防性试验和继电保护检验时，都能进行安全、快速的操作。现结合运行经验，提出实际运用中应注意的问题。
3．1　适用场合
　　变压器单元双断路器兼作母联断路器的接线方式最好用于新建工程，因为扩建或改造时采用这种接线方式难度大。若首期只有一台变压器，则最好设专用母联断路器（如图3中的断路器2012），在扩建时再将其改为变压器单元的双断路器之一，以充分发挥双断路器的作用。
3．2　变压器220 k V侧电压切换问题
　　对于双母线系统上所连接的电气元件，保护和自动装置的二次电压回路必须随同主接线一起进行切换，通常通过隔离开关辅助触点来实现电压回路的自动切换。由于采用了双断路器的接线方式，为了避免两段母线TV在切换回路上的长期互联，所以不能采取隔离开关辅助触点的切换方式，应通过断路器辅助触点进行切换。为了减轻运行人员的操作工作量，避免发生误切换和忘记切换的事故，宜采用自动切换。
　　图3中的切换可以采用如下逻辑：合断路器202 A接入母线Ⅰ；分断路器202 A且合断路器202B接入母线Ⅱ；发出断路器202A分闸、合闸脉冲或者分断路器202A和202B，则闭锁距离保护。当然最可靠、最方便的办法就是仿效3／2接线方式，在图3的W处装设一组电容式电压互感器，作为变压器220 k V侧保护、测量的电压源，这样就可保证保护和测量有稳定、可靠的电压。虽然增设了设备，但由于220 kV的隔离开关比电容式电压互感器价格高，因此采用双断路器接线方式仍不会增加投资。500 kV汕头变电站后来就是采用这种方式进行改造的。
3．3　保护问题
　　双断路器兼作母联断路器的接线方式，其运行方式非常多，双断路器必须考虑如下保护问题：
　　a）短引线问题。在图3中，当2号变压器停运，隔离开关22024拉开后，若合断路器202A和202B作母联断路器用，必须闭锁2号变压器保护，同时需考虑图3中X，Y，Z三点处的故障，在此时投入短引线保护。
　　b）充电保护。由于双断路器可以作为母联断路器用，所以必须为双断路器配置充电保护。
　　c）死区保护。在图3中，断路器202A到TA之间出现故障时，属于母线Ⅰ故障、母线Ⅱ和2号变压器的区外故障，此时的故障对母线Ⅰ来说就是母差保护的死区，因此必须对此加以考虑。


　
　　d）失灵保护。双断路器失灵时，必须考虑联跳主变压器三侧断路器。
3．4　电气闭锁问题
　　图3中隔离开关22024操作回路的电气闭锁可　　以只考虑断路器202A和202B的辅助节点，以简化闭锁回路，减少操作，如图4所示。
4　结束语
　　随着电网技术的发展，运行经验的逐渐积累，以及可靠性的要求越来越高，变压器单元双断路器兼作母联断路器的接线方式将会有很大的用途。另外在新的220 k V和110 k V变电站设计中的也可考虑这种接线方式。