一个半断路器总结

随着电力系统容量的发展大型发电厂和重要的变电站普遍采用一个半开关的主接线方式。由于接线方式具有很大的灵活性，在开关解环、母线停运等方式发生变异的工况下，其复杂性的特点就突现出来。很有必要结合实际全面分析和掌握一个半开关变异后的特点，为合理安排运行方式为防范和处理事故提供参考。

目前我国包括三峡在内的大型电站和一些重要的枢纽变电站普遍都采用一个半开关的电气主接线方式（见图）。这种主接线方式由于具有高度的可靠性、方式的灵活性和操作的简便性，因此也受到使用方面的普遍赞誉。可以说一个半开关的主接线方式在电力系统中已经占据了一个重要的角色，需要探讨如何在运行中更有效地发挥这种电气主接线的优越性是必要的，关系和把握开关解环、出线停运和母线检修等方式发生变异的复杂的工况下的一些特点，可以在方式改变之前，从理念上预见到易发生事故的薄弱点，对事故处理做到心中有数。也可以充分利用一个半开关主接线方式的灵活性，起到其它主接线方式所不能做到的挽救事故和限制事故扩大的作用，甚至还可以在一些特殊的情况下利用这些特点满足电力系统安全的需要。

图1：一个半开关原则接线

1、一个半开关主接线的母线特点

一个半开关接线中的母线与双母线接线中的母线相比，完全不同。其一，它没有显著的汇集和分配电能的母线功能，只是在结构上连通各串接线形成电流走廊；其二，一个半开关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，显著地减少了一次和二次之间方式变化的复杂性；其三，运行中一个半开关接线的母线可随时快捷停运，甚至两条母线均停运也不影响发变组和线路的正常运行，双母接线停运一条母线要经过烦琐的负荷转移操作，双母线停运就意味着全厂停电的工况。

一个半开关接线的母线安全屏障停运，不影响接入回路正常运行的特点，使母线成为一道限制事故扩大的安全屏障。一个半开关接线的开关一般采用分相操作机构，以使满足线路相重合闸的要求，因此要有防止开关非全相运行的防范

措施。在遇到发变组解列或线路停运时，先拉开之间开关，查三相电流回零后再拉开母线侧开关，就是为了防止开关拒动时，利用停运母线的手段隔离故障开关限制事故扩大。如果操作时先拉开母线侧开关，后拉开中间开关，会造成事故处理的被动，甚至使设备造成损坏。渭河发电公司停机时几次遇到开关一相拒分，失灵保护未启动的问题，由于执行了这样的操作规定在母线侧开关一相拒分时，立即停运母线，没有因开关故障时的负荷电流，对发电机转子造成明显伤害，而在母线侧开关一相拒分时，从容地联系调度停运了同串中的线路进行扩大隔离，正因为一个半开关接线的母线是一道安全屏障，利用这一特点，在发电机并网，线路充电及实现线路重合闸时，实现操作母线侧开关，如果有短路故障，开关拒分时，则可利用失灵保护启动母差保护限制事故扩大。

母线作为重要的电气设备，需要进行维护和清扫。一个半开关接线的一条母线停运后，如果把运行母线看作一个点，一种放射状接线方式变得很薄弱，突出的问题是当靠运行母线一侧的发电机组或线路故障跳闸时会造成联切的后果，使事故扩大。因此，母线停运检修时，即要考虑天气情况，也要考虑当时机组设备的健康情况，还要注意尽量避免在运行机组的保护回路进行工作，以防保护误动使机组跳闸。

2、一个半开关接线中母线侧开关停运需考虑的问题

一个半开关接线中任一台靠母线侧开关的停运，都会形成可能扩大事故的安全隐患，主要表现在接在同串的另一母线侧的发电机组或线路故障跳闸时要跳掉两个开关，使运行正常的线路或发电机组被联切。停运的开关是发电机组侧的开关还是线路侧的开关，所需考虑的问题又有所不同。

当发电机组靠母线一侧的开关停运检修时需考虑1）线路跳闸联切发电机组与发电机组自身保护动作情况有所不同。发电机组保护动作时一般出口开关、厂用开关和灭磁开关同时跳闸，而发电机组被跳闸线路联切时，并不联跳灭磁开关，如调压器性能迟缓，有可能发生瞬间发电机过电压，因此必要时应限制发电机的无功不要太高。2）当线路跳闸，发电机组被联切后成为带自身厂用电运行的孤立系统，要注意对频率和电压的调正进行厂用电切换操作时必须采用联动切换法，严禁采用并列法切换方式。由于操作习惯在这种情况下就发生过厂用系统非同期并列的问题。3）当线路跳闸发电机被联切后，要先加运线路，发电机组才能参照线路侧电压用中间开关进行并网操作。如果线路长时间不能恢复而发电机组又要哦并网时，就必须拉开故障线路的出线刀闸，先停运线路侧的母线，然后采用被切发电机带该母线零起升压，用其它串开关异地进行并网操作。这种情况在实际中也确实偶有发生。当输出线路靠母线侧开关停运检修时需考虑：1）注意将重合时间由母线侧开关先重改投至中间开关先重。2）与出线接在同串中的发电机组跳闸联切该线路后，注意解决好发电机组不并网或不拉开发电机组出线刀闸，线路不能加运的问题。

3、一个半开关主接线方式中间开关特点

有人把一个半开关主接线方式的特点总结为“不怕误跳，就怕不跳”，其实母线侧开关拒跳时，可依赖母线的停运，进行隔离，不影响发电机组和线路的运行，开关拒动造成事故扩大的问题主要表现在两侧接入回路共用的中间开关上。即一侧回路发生故障时中间开关的拒动会通过启动开关失灵保护或人为的操作将另一正常的回路切除。这在实际中也有发生，因此应该把防止中间开关拒动作为重点考虑，在遇到中间开关控制回路异常，操作气压低可能闭锁跳闸等问题时，提前拉开该开关，对避免设备跳闸时，开关拒动造成事故扩大是有益的。

中间开关的另一个特点是能将一个半开关主接线方式的接入回路及母线进行对称的分隔利用这一特点在系统发生故障的情况下为保护选择故障区域限制事故扩大提供了条件。例如：作为发电机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开关跳闸进行区域分隔，这与母主接线同时保护第一时限开母联开关的效果是一样的，然后再用保护的第二时限动作于解列出口或解列灭磁出口。有的发电机组阻抗保护和主变高压侧零序保护，在设计时，第一时限只跳开一个半开关接线中本串的中间开关，这是达不到分隔故障区域的效果。

4、一个半开关主接线的串数及交叉接线问题

一个半开关主接线的优点在三串以上才能体现出来。在两串运行时，由于母线侧的两个开关之间没有接入的回路，停运一个开关和停运两个开关效果是一样的，因此这样的方式实际上是四角形接线方式，任一开关停运或任一回路跳闸后，其它运行的开关都会成为链状方式非常薄弱。两串运行时任意两个非相邻回路的停运都会使电厂主接系统瓦解。这种情况的威胁经常表现在发电机组并网前或解列后，出线开关停运期间。一个半开关主接线两串运行的情况一般在电厂机组没有全部投产期间可能遇到，是一个暂时的过渡期。

一个半开关主接线采用交叉接线是指将发电机组分开布置在各串中，并且线路和发电机组的引接位置相互错开，这样有利于主接线在异常状态或被分割时的可靠运行。对变电站应注意同名线路不宜接在同串上，发生过同串中两同名一、二回线路由于母线侧开关停运检修，另一母线侧开关跳闸，尽管中间开关在合闸状态，但实际已造成两条重载线路同时跳闸，无法输送负荷的事故。

5、利用一个半开关主接线实现方式切机

发电厂在遇到线路停运检修等情况下，有时为了防止运行的重载线路跳闸时负荷转移到其它的运行线路或电力系统的某些线路上，造成设备过载损坏。这时电网调度就需要在运行线路跳闸的同时切除一到两台机组来保证电力系统和设备的安全。一个半开关主接线为满足这种需要提供了条件。在线路故障跳闸的同时实现切机是利用停运开关的一次方式来实现的，哟于方案很多，安排停运哪些开关即能实现切机要求，又不会派生意外事故也是一个应注意的问题。最简单的方案是把接在该线路同串中的发电机组出线靠母线侧开关停运，可实现线路跳闸联切一台发电机组的目的。采用其它的一次方式切机方案时要防止发电机组或非防范线路跳闸时相互联切造成事故扩大的问题。