浅析刀闸与辅助接点位置不对应对电压切换回路的影响
220kV升压站倒闸过程中刀闸无法操作故障分析
２０２３ ０５／２２０ｋＶ升压站倒闸过程中刀闸无法操作故障分析王衔鑫（国能江油热电有限公司）摘 要：随着经济的快速发展及用电负荷的增加，电力系统中供电设备也逐年增多，特别是输变电设备，其运行的稳定性和可靠性尤为重要。
为了保证设备的可靠运行以及电网的安全稳定，需要对设备进行定期和不定期的检查维护。
为了避免因故障引起的电网的设备损坏及安全事故，需要对设备进行定期和不定期的检修。
而在检修前后的倒闸操作和修后的安全措施恢复过程中，设备的缺陷故障率很高，操作风险很大，本文针对某２２０ｋＶ升压站倒闸过程中，刀闸无法操作的故障进行了详细分析。
关键词：电力行业；操作问题；处理措施；升压站０ 引言随着我国电力系统的快速发展，变配电系统也变得越来越复杂。
本文主要介绍了２２０ｋＶ升压站在倒闸操作过程中，出现的刀闸无法操作故障现象。
２２０ｋＶ升压站的电气设备有很多，本文所述实例系统接线为双母线带旁路，这种方式具有结构简单、操作方便等优点，但是由于这种方式的控制操作由很多继电器、接触器等电气元器件相互配合，故障率相对较高，如不及时处理将影响倒闸操作进度，严重情况下会影响系统的稳定运行。
１ 故障情况为了提升设备的可靠性和稳定性，２０１０年我厂对网控２２０ｋＶ升压站的一批老旧刀闸及刀闸控制柜进行改造升级，２６１２刀闸也在其中，整体故障情况如图所示。
改造完成后，在对改造设备进行安全措施恢复的倒闸操作过程中，当合上２６１２刀闸时，发现２６１２刀闸无反应，电脑显示屏上显示该刀闸仍处在断开位置，闭锁控制回路，导致操作无法继续进行。
经过检查发现，刀闸机构内辅助接点传动轴切换不同步，导致刀闸辅助接点闭合不到位，而现场操作人员又未认真检查刀闸辅助接点的变位情况。
检修人员将２６１２刀闸辅助接点整体更换，并修复机构传动轴后刀闸恢复正常。
通过对该实例的分析研究发现，刀闸与辅助接点位置不对应的原因有两个：（１）检修维护不到位；（２）辅助开关质量不良及二次回路存在问题。
电压切换回路隐患分析及其改进措施
电压切换回路隐患分析及其改进措施肖硕霜;修荣堃;党政;晋龙兴【摘要】电压切换回路中刀闸辅助接点异常是使得线路或变压器保护不能采到母线电压而误动的主要原因.本文通过分析一起因刀闸常闭辅助接点粘连引起保护误动的事件,总结了现有电压切换回路存在问题,并提出了现有改进方案存在的隐患.本文提出了可避免保护失压的三种方案,并对其中可彻底消除隐患的微机化改造方案设计了具体的实现逻辑.【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】4页(P90-93)【关键词】电压切换;二次异常并列;辅助接点【作者】肖硕霜;修荣堃;党政;晋龙兴【作者单位】深圳供电局有限公司,广东深圳 518000;深圳供电局有限公司,广东深圳 518000;深圳供电局有限公司,广东深圳 518000;深圳供电局有限公司,广东深圳518000【正文语种】中文继电保护装置的正确动作与母线电压密切相关。
双母线接线中，变压器保护和线路保护利用电压切换回路取得其所挂母线的二次电压。
当完成倒母线操作后，若电压切换回路中的辅助接点异常或继电器故障，可能使得两条母线的二次电压回路误并列。
此时，若两条母线之间存在电压差，PT二次回路中形成的环流使得PT二次空气开关跳闸，造成保护装置不能取到母线电压，引起保护误动。
进一步地，若PT二次空开未成功跳闸，将烧毁操作箱插件，误起动失灵保护，使得事故扩大。
因此，分析电压切换回路存在的安全隐患并进行改进具有至关重要的意义[1-2]。
2014年05月19日，某220kV变电站的甲线发生AB相间瞬时故障。
故障前该站的运行方式，如图1所示。
220kV线路故障时，110kV 111PT与112PT二次电压空开跳闸，致使110kV线路保护及主变变中后备保护误动作。
经调查，该站110kV 111PT与112PT二次电压空开跳闸是由于电压切换回路二次误并列造成的。
图2所示#2主变保护变中开关的电压切换回路中1YQJ1-1YQJ4和2YQJ1-2YQJ4为双位置继电器，其励磁需各自母线刀闸的常开接点闭合，常闭接点断开；复归则反之。
电压切换回路异常导致的变电站全停事故分析
电压切换回路异常导致的变电站全停事故分析本文主要通过解析电压切换回路原理，分析了一起由刀闸辅助触点引起电压切换回路故障，导致变电站全停的事故。
通过分析事故现象及事故原因，总结了变电运行中如何避免此类事故的发生，对变电运行工作具有较强的现实指导意义。
0 引言目前，变电站220kV系统母线接线一般采用双母线接线法[1]，主变压器和线路运行在一条母线上。
为了使主变和线路在不同情况下都能取得相对应母线的电压，在操作箱中都设置电压切换回路。
电压切换回路的基本原理是通过刀闸辅助触点判断主变或线路所挂母线，从而实现电压切换。
辅助触点的可靠性是保证电压切换正常的关键，如果电压切换回路故障，导致PT二次并列后二次反送电，可能造成开关跳闸等事故[2-3]。
本文通过分析一起由辅助触点异常引起的切换回路故障，导致变电站全停的事故，对事故的原因进行探讨，得出一些改进建议和运维经验，对日常变电站的运行维护具有较高的指导意义。
1 电压切换回路原理电压切换回路一般采用刀闸辅助触点和双位置电压切换继电器配合实现，如图1所示。
图1 电压切换回路原理图（1）若线路挂在I母运行，则1YQJ-1YQJ7继电器动作，2YQJ1-2YQJ7继电器不动作，图2中的1YQJ5-1YQJ7闭合，I母电压接入各保护装置。
（2）若线路挂在II母运行，则2YQJ-2YQJ7继电器动作，1YQJ1-1YQJ7继电器不动作，图2中的2YQJ5-2YQJ7闭合，II母电压接入各保护装置。
（3）如在倒母线过程中线路双跨I母和II母，则图2中1YQJ5-1YQJ7和2YQJ5-2YQJ7继电器均动作，二次电压并列，此时报“切换继电器同时动作”信号。
（4）若刀闸辅助触点故障，I母和II母双位置继电器同时动作或同时不动作，则报“切换继电器同时动作”或“经断路器辅助接点至PT失压”信号，如图3所示。
图2 电压切换回路接线路图3 电压切换回路信号图2 事故分析图4 事故前变电站运行方式2.1事故经过（1）事故前，220kV某变由220kV甲Ⅰ回254断路器和甲Ⅱ回线253断路器主供220kVⅠ段母线；220kV乙Ⅱ回线251断路器热备用；220kV乙Ⅰ回线252断路器处于检修状态；220kV#1、#2主变压器上220kVⅠ段母线运行，220kV母联212断路器处于合位。
隔离开关辅助接点切换不良的危害
隔离开关辅助接点切换不良的危害作者：王建东陈敏来源：《中国科技纵横》2013年第18期【摘要】保护装置的电压量经过隔离开关辅助接点供给，电流回路是经过隔离开关辅助接点状态开入量引入，因此，隔离开关辅助接点是否正确动作，直接影响保护装置的选择性、可靠性、灵敏性和快速性。
本文针对辅助接点切换不良现象，分析可能产生的危害，并提出有效的防范措施【关键词】辅助接点切换危害措施每个回路的保护、仪表、自动装置的二次电压，都是由母线电压互感器并经过自身的母线隔离开关辅助触点供给。
辅助接点位置状态作为开关量引入装置内部，形成母线运行方式，用于切换差流回路和出口回路，从而辅助接点辅助接点开关量输入回路的可靠性也就制约了母差保护的可靠性和选择性。
辅助接点辅助接点切换不良主要有两种情况，一是辅助接点接触不良：辅助接点主触点已闭合，而辅助接点读入位置为断开；二是辅助接点粘连：辅助接点主触点已断开，而辅助接点读入位置为闭合。
1 辅助接点切换不良对母差保护的影响对于存在倒闸操作的双母线，差动保护使用大差比率差动元件作为区内故障判别元件；使用小差比率差动元件作为故障母线选择元件。
即有大差比率元件是否动作，区分母线区外故障与母线区内故障；当大差比率元件动作时，根据各连接元件的辅助接点位置开入计算出两条母线的小差电流，构成小差比率差动元件，最后由小差比率元件是否动作决定故障发生在哪一段母线。
微机母线差动保护装置中各连接元件三相电流和辅助接点位置都已转换成为数字量，由程序流程来实现保护动作逻辑（大差、小差保护范围如图1所示）。
我站220kV主接线采用双母线接线，双套母线保护分别采用RCS-915AS和BP-2P型微机母线保护装置。
双母线运行时，各连接元件在系统运行中需要经常在两条母线上切换，母差保护需要正确跟随母线运行方式的变化，才能保证母线保护的正确动作，也就是说正确识别母线运行方式直接影响到母线保护动作的正确性，BP-2B和RCS-915AS母线差动保护装置均利用辅助接点辅助触点判别母线运行方式，因此辅助接点辅助触点的可靠性就直接影响到保护的安全运行情况。
一起隔离开关辅助接点转换不到位引起母线电压互感器二次失压的分析与处理
一起隔离开关辅助接点转换不到位引起母线电压互感器二次失压的分析与处理作者：官学彪来源：《中国科技博览》2014年第33期[摘要]电压互感器二次回路接线的合理与可靠是继电保护及安全自动装置正确工作，电能计量和电气测量准确不可缺少的条件。
电压互感器二次回路接线应与一次电气系统运行方式保持一致，当一次运行方式改变时，二次交流电压回路要随之改变，确保二次交流电压能正确反映一次系统的运行状况。
[关键词]电压切换辅助接点母线PT 二次失压中图分类号：TM8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0275-02前言对于一次主接线方式为双母线接线方式时，线路或主变保护应配备I、II母电压切换装置，接在双母线上的线路或主变通过本间隔母线侧隔离开关的操作，切换隔离开关的辅助接点，可以通过电压切换装置将本间隔电压切换在I母电压互感器运行或切换在II母电压互感器运行。
当接在I母运行时，其电压回路必须接在I母电压互感器的二次回路中，当接在II母运行时，其电压回路必须接在II母电压互感器二次回路中。
线路或主变保护通过采集1G和2G的位置来判断该间隔是在I母运行还是在II母运行，实现了母线二次电压的自动切换功能。
1 事故经过2010年4月18日22时35分，某110kV变电站在110kV II 母母线处检修的倒闸操作过程中，现场运行人员按照调令将110kV所有间隔全部通过倒闸操作运行于110kV I母，110kV II 母母线空载运行。
当断开100母联断路器时，全站110kV I母PT二次失压，110kV线路保护装置均报“PT失压”信号。
经现场检查发现110kV I母PT端子箱PT保护、计量二次空开跳闸，在110kV I母PT端子箱测量空开上侧保护和计量绕组二次电压三相均为60V，PT二次电压幅值正常。
保护人员对现场的运行方式进行分析，初步判断造成110kV I母PT二次失压的原因为：110kV I、II母母线PT二次电压存在强制并列。
刀闸辅助触点异常对母差保护的影响
刀闸辅助触点异常对母差保护的影响母差保护装置是迅速、正确切除母线故障的重要手段，是保证电网安全稳定运行的重要系统设备，它的拒动或误动将给电力系统带来严重危害[1]。
220kV 变电站目前最典型的主接线方式是双母线接线。
随着电网的不断扩大，运行方式频繁变化，各连接元件需经常在两段母线间切换。
要保证正确动作，母差保护就必须能够正确跟随母线运行方式的变化，因此微机母差保护引入刀闸辅助触点，用来判别母线上各元件的连接位置。
由于机械特性、接线工艺、外部环境等原因，刀闸辅助触点异常时有发生，从而造成母差保护开入异常，可能影响母差保护的正确动作，因此需立即处理。
标签：刀闸辅助;触点;母差保护为保证母差保护动作的正确性，必须保证母差保护能正确识别当前母线运行方式。
不论是集成电路型母差保护还是微机型母差保护，都是通过引入母线刀闸辅助触点来判别母线运行方式，由微机切换内部的差流回路及跳闸出口回路。
因此，母线刀闸辅助触点及其引入环节是否正确关系着母差保护能否正确动作。
1 刀闸辅助触点异常造成母差保护开入异常告警的原因刀闸辅助触点异常主要有：刀闸辅助触点接触不良，刀闸辅助触点粘连，一次刀闸未分合到位。
这些异常会造成母差保护判开入异常发告警信号。
1.1 刀闸辅助触点接触不良及处理方法正常运行中，220kV双母线接线方式下的各间隔挂I段母线运行或挂II段母线运行，若运行中母差保护突然开入异常告警，且某间隔的两把刀闸辅助触点均无开入，则可判断该间隔正常运行时刀闸辅助触点损坏，或刀闸辅助触点相关二次接线松动。
处理方法是先核对该间隔实际一次设备运行情况，确认该间隔1G、2G的实际分合位置;然后利用母差保护屏上模拟盘强制功能或母差保护运行方式设置，恢复保护与系统的对应关系，将模拟盘上或运行方式中该刀闸强制置合位;随后采用等电位法，利用万用表直流电压档，沿着刀闸辅助触点二次回路电缆，测量刀闸开入触点两端的电位;待检查出错的刀闸辅助触点相关回路或更换刀闸辅助触点后，再取消强制功能，恢复自动识别运行状态。
一起带旁路的主变保护电压切换回路异常的分析
一起带旁路的主变保护电压切换回路异常的分析【摘要】电压切换装置在电力系统的保护、测量、计量等二次设备中应用得很广泛，其设计合理性、回路正确性、可靠性影响到电力系统的安全稳定运行，本文通过对一起带旁路的主变保护电压切换回路在操作时所出现的异常进行分析，剖析了该装置电压切换回路设计存在的问题，提出改进建议，提高了电压切换回路的可靠性。
【关键词】带旁路;主变保护;电压切换;刀闸辅助接点;双位置继电器在双母线带旁母接线的220kV、110kV主变保护设备上，电压切换装置是一个很普遍使用的设备，它利用主变间隔的母线刀闸、主变刀闸及主变旁路刀闸的接点引入回路，使到主变所挂的母线段与相应保护设备所采集的二次母线电压相一致，同时当主变变高或变中开关在旁路代路时能够自动将旁路保护的电压引入到主变保护装置中，保证了设备的安全可靠运行，因此电压切换装置是一个重要的设备，电压切换回路的设计是否合理直接影响到保护是否安全可靠运行。
图1 带旁路的主变电压切换装置原理图1.带旁路的主变电压切换装置的接线原理常见的带旁路的主变电压切换装置的原理图如图1，它采用了双位置继电器的设计，该类型继电器有两个线圈：动作线圈和复归线圈，继电器接点采用了磁保持的设计，继电器动作线圈受电励磁后，接点闭合并且自保持，这时如果动作线圈失电，接点不会返回，保持导通位置，只有当复归线圈受电励磁后，接点才返回，变成断开状态并自保持。
采用双位置继电器的设计可以防止刀闸接点在运行期间接触不良或者电压切换装置的直流工作电压突然消失的情况下，电压回路失电，有效地提高了设备运行的可靠性。
双位置继电器共有四组，分别是1YQJ、2YQJ、1YQJ′、2YQJ′，1YQJ、2YQJ分别接入了主变I母、II母刀闸的常开、常闭接点，当主变的运行方式挂I母或II母时，电压切换继电器能自动根据母线刀闸的闭合情况将相应所挂的母线二次电压引入到主变保护装置中。
其动作原理是：当合上I母刀时，I母刀常开接点闭合，1YQJ的动作线圈励磁，接点闭合，将I母电压采入设备，当拉开I母刀，I母刀常闭接点返回导通，1YQJ的复归线圈励磁，接点复归，将I母电压断开，II母刀的操作原理也一样。
防止电压切换回路二次异常并列的改进措施
防止电压切换回路二次异常并列的改进措施吕然;王世祥【摘要】介绍了某220 kV变电站因电压互感器二次异常并列导致的保护误动事故,分析了故障原因是由刀闸常闭辅助接点不到位引起的;结合现场实际情况,并针对CJX-12R型操作箱的电压切换回路,提出了3种电压切换回路的改进措施,降低了变电站运维工作的风险.【期刊名称】《电力安全技术》【年(卷),期】2017(019)006【总页数】4页(P42-45)【关键词】电压切换回路;常闭辅助接点;保护误动;电压互感器【作者】吕然;王世祥【作者单位】深圳供电局有限公司,广东深圳 518000;深圳供电局有限公司,广东深圳 518000【正文语种】中文220 kV变电站220 kV侧和110 kV侧的一次接线通常采用双母线接线形式，电压切换回路可实现双母线系统上一、二次系统的电压保持一致和电压回路的自动切换功能。
目前使用的电压切换回路普遍采用双位置切换继电器，当2条母线分列运行时，一旦双位置电压切换回路不正确动作，将造成PT二次异常并列，导致PT二次空开跳闸或烧坏电压切换装置，以致部分保护装置误动，甚至全站失压。
某220 kV变电站某220 kV线路因故障跳闸，引起站内中压侧4条110 kV线路、1号主变变中1101和2号主变变中1102开关跳闸。
事故发生前，该变电站220 kV及110 kV母线处于分列运行方式，其主接线如图1所示。
事故发生后，现场检查发现该220 kV线路保护正确动作，110 kVⅠM，ⅡM无压，4条110 kV线路、1号主变变中1101和2号主变变中1102开关均为距离保护动作后切除，保护正确动作，PT二次失压的原因为110 kVⅠM PT，ⅡM PT 空开跳闸。
进一步检查，发现操作2号主变变中刀闸时，11022刀闸常闭辅助接点不到位，造成双位置继电器2YQJ4—2YQJ7一直处于励磁状态而无法复归，电压切换回路如图2所示。
事故发生时，2号主变挂ⅠM运行，即ⅠM 11021刀闸常开辅助接点导通，双位置继电器1YQJ4—1YQJ7励磁，而母联1012开关在分位，引起PT二次回路异常并列。
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浅析刀闸与辅助接点位置不对应对电压切换回路的影响
刀闸是变电站中重要的一次设备，刀闸的辅助接点用以反映刀闸实际的运行状态，隔离刀闸辅助接点能否正常切换，与刀闸实际运行状态保持一致，对变电站设备安全运行十分重要，文章主要介绍电压切换回路的工作原理，并分析了刀闸辅助接点出现问题时会对二次回路产生的影响及控制措施。
标签：隔离开关；辅助接点；电压切换
1 电压切换回路的工作原理
二次电压切换可以手动进行，也可以自动进行，主要利用隔离开关的辅助接点启动电压切换继电器，由切换继电器的接点对电压回路进行切换。
手动切换的好处是回路简单，连接可靠，但需要人为操作，而且一、二次操作不可能完全同步。
自动切换能做到一、二次操作基本同步，但回路较手动切换复杂，对直流电源和隔离开关的辅助接点有依赖性，当切换电源消失或辅助接点接触不良时，电压切换继电器将失电返回，交流电压也将消失。
电压切换回路是当刀闸位置变化时，其辅助接点相应变化来启动或复归电压切换继电器，进而电压切换继电器的触点导通，实现将对应的母线电压接入保护装置，并断开另一母线的电压。
同时，当某间隔在倒闸过程中出现刀闸双跨时，两个切换继电器同时启动，继电器常开触点动作发出“切换继电器同时动作”；如果两把母线刀闸的位置同时消失，刀闸辅助接点断开电压切换继电器，继电器常闭触点返回发出“PT失压”信号。
2 常开接点误分/拒合对电压切换回路的影响
正常运行时，某间隔挂1M，若1M刀闸常开辅助接点发生误分，此时会造成1M电压切换继电器不励磁，因电压切换回路采用的是双位置保持接点，因此电压切换回路正常运行，仍有电压输出，不影响保护装置的运行。
某间隔由1M 倒闸至2M，若2M刀闸常开辅助接点因故未能闭合，则2M电压切换继电器不能励磁，2M继电器触点处于断开状态，当断开1M侧刀闸后，1M切换继电器返回，1M继电器触点断开，则整个电压切换回路断开，切换后三相电压无输出，造成保护装置失压。
3 常闭接点误合/拒分对电压切换回路的影响
正常运行时，某间隔挂1M，若1M刀闸常闭辅助接点误合，1M切换继电器的启动线圈和复归线圈将同时励磁，1M切换继电器的辅助触点保持线圈最先励磁的那种状态，仍然保持闭合，电压切换回路正常运行，但此时亦无告警信号。
某间隔由1M倒闸至2M，若2M刀闸常闭辅助接点拒分，2M切换继电器的启动线圈和复归线圈同时励磁，2M切换继电器触点将保持在断开状态，断开1M 侧刀闸后，1M切换继电器返回，1M继电器触点断开，整个电压切换回路断开，造成切换后电压无输出，保护装置失压。
4 常开接点误合/拒分对电压切换回路的影响
正常运行时，某间隔挂1M，若2M刀闸常开辅助接点误合，2M电压切换继电器的启动线圈和复归线圈会同时励磁，2M切换继电器仍保持复归状态，对电压切换回路无影响，但此时亦无告警信号。
某间隔由2M倒至1M，若2M刀闸常开辅助接点拒分，此时2M电压切换继电器的启动线圈和复归线圈同时动作，2M切换继电器触点仍保持在闭合状态，当合上1M侧刀闸后，1M切换继电器动作，1M继电器触点闭合，此时1M、2M 电压切换回路会同时导通，二次电压实现并列。
若两条母线间存在电势差，将在回路中形成环流，可能造成二次回路电压空开跳闸。
5 常闭接点误分/拒合对电压切换回路的影响
正常运行时，某间隔挂1M，若挂2M上的刀闸常闭辅助接点误分，则2M 电压切换继电器复归线圈失磁，因电压切换回路采用的是双位置型继电器，因此电压切换回路中的2M刀闸辅助触点保持原来状态，不会对电压切换回路造成影响，不影响保护装置的运行。
某间隔由2M倒闸至1M，当断开2M刀闸时常闭辅助接点拒合，2M切换继电器不返回，则电压切换回路中2M刀闸辅助触点保持接通状态，此时1M、2M 电压切换回路同时导通，二次电压并列。
若此时I、II母存在电势差，将在电压切换回路中形成电流环流，电流较大会引起电压二次回路空开跳闸。
6 电压切换回路设计不当的风险
针对刀闸辅助接点不对应引起切换继电器异常动作（复归）的风险，经查阅相关技术规范标准，深入分析回路设计原理，梳理出了电压二次回路设计不当引起的风险，并制定了完整的电压切换相关二次回路的使用规范，具体如下：（1）若电压切换继电器使用单位置继电器，在刀闸辅助接点不对应时，会造成PT二次失压或电压二次误并列的情况，因此电压切换继电器应使用双位置继电器。
（2）双位置电压切换继电器的刀闸位置接点开入宜使用常开接点启动，通过常闭接点复归；在刀闸的辅助接点数量不够时可采用IM的一个常開接点去启动IM继电器，同时复归ⅡM的继电器实现。
（3）如果将不保持接点应用于电压切换回路中，刀闸在运行中如果其常开接点出现误分或者拒合现象，将造成PT二次回路失压或者电压二次误并列的情况，因此电压切换回路中应使用保持接点。
（4）若“切换继电器同时动作信号”使用不保持接点，一旦发生刀闸常闭接点拒分，引起二次回路电压错误并列，并且不会发出告警信号。
如果此时两条母线之间存在电势差，切换回路会产生环流，环流较大会导致电压二次回路空气开关跳闸，因此“切换继电器同时动作”的信号必须使用双位置保持接点。
（5）如果断路器启动失灵回路采用切换继电器双位置保持接点，一旦出现刀闸常开接点误合/拒分或常闭接点拒合，则可能误启动两条母线的失灵，扩大了跳闸范围；若断路器启动失灵回路使用切换继电器的单位置不保持接点，一旦出现刀闸常开接点拒合，则可
能无法启动断路器失灵保护，造成大面积停电。
综合考虑拒动和误动的风险，建议启动断路器失灵回路宜使用双位置保持接点。
参考文献
[1]南瑞继保RCS-931超高压线路成套保护装置技术说明书[Z].
[2]邹仉平.实用电器二次回路200例[M].北京：中国电力出版社，2008.。