一台半断路器主接线的运行实践.doc

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全国火电大机组（300MW级）竞赛第三十五届年会论文集 电气

一台半断路器主接线的运行实践

孙钟顺

（渭河发电有限公司，陕西　咸阳　712085）

摘要:

大型发电厂和重要的变电站都普遍采用一台半断路器的主接线，尽管人们对这种接线方式所具有的高度可靠性和操作的简便性已成共识，但是在运行中随时可能遇到的断路器故障、元件跳闸和母线停运等变异工况时，潜在的连切元件等威胁安全运行的一些复杂问题就可能显现出来。

通过分析和总结发生过的事例，充分地认识并梳理这些问题，对灵活地运用一台半断路器接线特点，合理安排运行方式，有效地防范和正确处理事故是很必要的。

关键词：

主接线运行　一台半断路器

0　引言

发电厂和变电站的电气主接线是连接电厂与电网，电网与用户的重要枢纽，也是保证电力系统安全稳定运行的重要环节。

在常见的几种电气主接线形式中，由于一台半断路器接线（见图1）具有高度的可靠性、方式的灵活性和操作的简便性在电力系统中已经占据了重要位置，目前包括三峡在内的大型电站和一些重要的变电站都普遍采用一台半断路器的电气主接线。

一台半断路器接线在断路器全运行的标准方式下，抵御事故的能力是很强的。

但是在实际运行中会遇到接入元件的跳闸、母线停运、断路器拒动和故障检修等问题，这些问题的复杂性和一台半断路器接线潜在的连切元件等变化性的问题有时就显现出来，如果经验不足，没有把超前的认识体现在严谨的操作程序和细致的事故防范中就可能难以有效地避免事故发生，甚至造成设备损坏。

尤其是发电厂的升压站，由于其自身的特点出现故障的几率要大于变电站。

一台半断路器接线的发电厂曾因断路器的故障造成主设备严重损坏并对电力系统造成影响的事故不止一次发生。

因此有必要结合实际对一台半断路器接线进行全面地分析和梳理，以便更有效地发挥这种主接线的优越性，保证电力系统安全稳定地运行。

图1一台半断路器典型接线

1　一台半断路器接线的母线是限制事故的屏障

一台半断路器接线中的母线与双母线接线中的母线相比，有很大的不同。

其一，它没有显著的汇集和分配电能的功能，只是连通各串的断路器形成多环的供电通道；其二，一台半断路器接线中的两条母线相互独立，互不影响，没有双母接线的固定与非固定联接方式之分，减少了一次和二次之间方式对应的复杂性；其三，运行中一台半断路器接线的母线可随时快捷停运，甚至两条母线均停也能保证发变组和线路的运行，基本上不存在全站失电的可能。

双母接线的母线停运要经过烦琐的接入元件的转移操作，母线跳闸就失去了“半壁江山”，两条母线均停就意味着全站失电。

一台半断路器接线的母线停运不影响接入元件正常运行的这一特点，使母线在运行中常常起到限制事故扩大的屏障作用。

在发电机并网、线路充电以及实现线路重合闸等有风险的操作时，首先操作母线侧断路器，如果遇到短路故障且断路器拒分时，就可以利用失灵启动母差保护限制事故扩大。

另外在发电机解列操作时，如果发生母线侧断路器拒动，也可以利用停运母线的方法对故障断路器进行快速隔离。

某电厂曾几次在发电机停机解列时遇到出口断路器因内部拉杆断等问题一相拒分，失灵保护不完善未启动的事故，由于对这种事故有防范准备并执行了操作时先断开中间断路器，确证三相电流回零后再断开母线侧断路器的程序规定，对遇到的中间断路器一相拒分时，从容地进行了处理，而对母线侧断路器一相拒分时，则迅速停运母线进行隔离。

事后经抽发电机转子进行检查未发现设备有明显损坏迹象。

因此对一台半断路器接线注意把握背靠母线进行一些有风险的操作是必要的。

在一台半断路器接线的实际运行中，母线自身发生故障的几率极小，母差保护的可靠性也很高，母线因此而停运的情况很少发生。

但是母线需要定期进行一些维护和清扫的工作。

一台半断路器接线的一条母线停运后，实际上成为放射状的链式，突出的问题是当靠运行母线一侧的接入元件跳闸时会造成连切的后果，使事故扩大。

就在这种一条母线停运的情况下，甚至锅炉制粉系统的原因就诱发过这样的事例，在机组跳闸的同时连切了接在同串中的一条直馈线路造成一定影响。

因此，在母线停运检修前，即要考虑天气情况，也要考虑当时运行机组的设备健康情况，要尽量避免在运行机组的保护回路进行工作，防止保护的误动。

2　一台半断路器接线的母线侧断路器停运需防范的问题

一台半断路器接线中任一台靠母线侧断路器的停运，都会产生安全隐患，主要是同串中另一侧的接入元件跳闸时会造成连切的问题。

那么停运的断路器是发变组侧的还是线路侧的，需防范的问题有所不同。

当发变组出线靠母线一侧的断路器停运检修时，要注意考虑接于同串中的线路跳闸连切发变组后带来的几个问题：

（1）这时实际上是发变组解列出口快速甩负荷至带厂用电运行的FCB（FastCutBack）工况。

由于转速的飞升，励磁调节装置的惯性，有可能发生瞬间发电机过电压。

因此在断路器检修期间应考虑同串中的发电机无功不宜带的太高；

（2）发变组被连切后带自身厂用电运行时已成孤立系统，要注意调正频率和电压的稳定，需要进行厂用电切换操作时必须采用联动切换法，此时严禁采用并列法切换厂用电。

由于习惯性操作在这种情况下就发生过厂用电系统非同期并列的问题；（3）线路跳闸发变组被连切后，要先加运线路，发变组才能参照线路侧电压用中间断路器进行并网操作。

如果线路和检修中的断路器一时都难以恢复而发变组又要并网时，就要拉开故障线路的出线刀闸，并停运故障线路侧的母线，然后采用被切发变组向该母线充电或零起升压，用其它串的断路器进行并网操作。

这种非常规的并机方法实际就遇到过，如果没有事前的考虑很难及时顺利地去应对。

当输出线路靠母线侧断路器停运检修时需考虑：

（1）注意将重合闸时间由母线侧断路器先重改投至中间断路器先重；

（2）与出线接在同串中的发变组跳闸连切该线路后，注意解决好发变组不并网或不拉开发变组出线刀闸，线路不能加运的问题。

3　一台半断路器接线的中间断路器的问题

曾有人总结一台半断路器接线的特点为“不怕误跳，就怕不跳”。

的确故障情况下的断路器拒动，有着扩大事故的危害。

但是实际上母线侧断路器拒动时，可通过失灵启动母差保护实现对故障的隔离，不影响发变组或线路的运行。

断路器拒动造成事故扩大的问题，主要表现在起联络作用的中间断路器上，即任一接入元件发生故障时，中间断路器的拒动就会造成切除同串中另一正常运行元件的后果。

因此应该把防止中间断路器拒动作为重点考虑，在遇到控制回路异常，操作气压低等可能闭锁跳闸的问题时，提前断开该中间断路器，防止发生故障时该断路器拒动造成事故扩大。

中间断路器的另一个特点是能将一台半断路器接线的所有接入元件及母线对称地进行分隔。

利用这一特点，在系统发生故障的情况下，为保护装置选择故障区域，限制事故进一步扩大提供了条件。

例如：

作为发变组和主系统后备保护的阻抗保护和主变高压侧零序保护，就可以把动作的第一时限作用于所有中间断路器跳闸进行故障区域分隔，这与双母接线中同样的保护第一时限作用于母联断路器跳闸的效果是相同的。

第二时限再切除故障，不至于造成全站失电的严重后果。

4　一台半断路器接线的串数及交叉接线问题

一台半断路器接线的优点在三串以上才能体现出来。

两串运行时，由于母线上没有接入的元件，母线侧的两台断路器可等效地看成一台。

因此两串运行实际上是四角形接线方式。

在这种方式下，任一台断路器停运后的解环都会感到不安全。

尤其是在汽轮机组冲动到并网的数小时暖机过程中，为满足控制转速的要求，必须断开发变组出线的两台断路器的情况下，一旦非相邻的接入元件跳闸就会造成全站瓦解。

一台半断路器接线两串运行的情况，一般在电厂机组没有全部投产的过渡期间可能遇到。

一台半断路器接线在接入元件时将发变组分开布置在各串中，并且线路和发变组的引接位置相互错开，这样有利于提高运行的可靠性，在遇到连切元件或主接线被分割等情况时，不至于发生连切同名元件的问题。

对变电站还应注意同名线路不宜接在同一串的问题，这不仅是防止被连切，还曾发生过接在同一串中的两条同名一、二回线路，由于靠母线侧断路器停运检修，另一母线侧断路器“偷跳”时，当时尽管中间断路器在运行状态，但实际已造成两条重载线路无法输送负荷的事故。

5　利用一台半断路器接线实现方式切机

发电厂在线路停运或检修等情况下，有时会遇到运行的重载线路一旦跳闸，使负荷的输送发生转移，可能造成运行的其它出线或系统的某些设备过载损坏的问题。

为了即保证电力系统和设备的安全又能满足系统用电，电网调度可能被迫做出在运行线路跳闸的同时连切运行机组的方式安排。

一台半断路器接线为满足这种需要提供了条件。

这种利用一次方式在线路跳闸的同时连切发变组的方案是通过停运断路器来实现的，由于方案很多，安排停运哪些断路器即能满足线路跳闸时连切机组的安全要求，方式上又相对可靠一些，避免派生意外事故也是一个应该注意的问题。

简单稳妥的方案是把与防跳线路接在同串中的发变组靠母线侧的断路器停运，可实现该线路跳闸时连切一台发变组的目的。

采用其它的一次方式切机方案时，要考虑发变组跳闸的几率往往大于线路，注意防止发变组或非防范线路跳闸时相互连切，造成意外事故并可能扩大的问题。

6　结束语

一台半断路器接线在实际运行中遇到的问题是多种多样的，梳理出各种情况下可能遇到的问题，有利于熟练地应对和防范各类事故，更有效地发挥出一台半断路器接线的灵活性的特点，满足电力系统安全稳定运行的需要。

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