廖承民 朱國進(jìn) 王君安 王寶秀

1.濰坊供電公司 山東 濰坊 2610411；2.國網(wǎng)技術(shù)學(xué)院 山東 泰安 271000

0 引言

隔離開關(guān)是高壓開關(guān)電器中使用最多的一種，無滅弧能力。它的主要作用是將需要停電的部分與帶電部分可靠的隔離。正常情況下，除用它進(jìn)行拉合電壓互感器、避雷器，空載母線外，還可以用來進(jìn)行某些電路的切換操作，以改變系統(tǒng)的運(yùn)行方式。在變電運(yùn)行倒閘操作實(shí)踐中，變電操作人員不斷總結(jié)、提煉操作經(jīng)驗(yàn)，口授相傳、約定俗成，逐步衍生并認(rèn)同了用隔離開關(guān)進(jìn)行等電位操作的內(nèi)涵。但對(duì)等電位操作內(nèi)涵的認(rèn)識(shí)還有待于提高。

1 等電位操作的初步認(rèn)識(shí)

一般來說，等電位操作主要分為兩種基本情況：

（1）倒母線操作。圖1為青州站220kV側(cè)一次接線圖，該站采用室外敞開式布置，其中220kVⅠ、Ⅱ母線由母旁200斷路器母聯(lián)方式并列運(yùn)行。如220kVⅠ母線停電檢修時(shí)，需將220kVⅠ母線所有元件倒由220kVⅡ母線運(yùn)行，當(dāng)合上Ⅰ母線所有元件的－2隔離開關(guān)，拉開Ⅰ母線所有元件的－1隔離開關(guān)時(shí)，認(rèn)為是“等電位操作”（220kVⅠ、Ⅱ母線電壓相等，隔離開關(guān)兩側(cè)電壓也相等）。

圖1 青州站220kV側(cè)一次接線圖

（2）拉開并列主變高壓側(cè)隔離開關(guān)。圖2為110kV通濟(jì)站一次接線圖，采用GIS，其中1號(hào)、2號(hào)主變分供10kV出線負(fù)荷。如1號(hào)主變停電，則在合上10kV分段100斷路器后，可以進(jìn)行所謂的拉開1號(hào)主變101－1隔離開關(guān)的“等電位操作”（101－1隔離開關(guān)兩側(cè)電壓相等）。

2 等電位操作機(jī)理

暫不考慮電網(wǎng)由于斷路器、隔離開關(guān)操作引起系統(tǒng)參數(shù)變化的電磁震蕩暫態(tài)過程，和母線及出線充電功率的影響等，對(duì)上述等電位操作的初步認(rèn)識(shí)進(jìn)行如下分析。

圖2 110kV通濟(jì)站一次接線圖

2.1 依據(jù)

中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《進(jìn)口252（245）～550kV交流高壓斷路器和隔離開關(guān)技術(shù)規(guī)范》（DL／T405—1996）中，高壓隔離開關(guān)的試驗(yàn)要求為：550～252（245）kV隔離開關(guān)均應(yīng)能在300V、400V下可靠地開、合等于0.8倍額定電流值的母線轉(zhuǎn)換電流，GIS中的隔離開關(guān)則要求為100V、0.8倍額定電流。在額定電壓下隔離開關(guān)應(yīng)能可靠地開合電感電流0.5A，電容電流2A。

2.2 分析

如圖1所示，為分析簡便，只考慮211間隔、200間隔、214間隔。據(jù)現(xiàn)場實(shí)際，每一間隔按14m，間隔出線隔離開關(guān)至Ⅰ、Ⅱ母線間導(dǎo)線長度按16m考慮。 母線及出線：LGJQ-400×2，R=0.04Ω／km，X=0.303 Ω ／km，Z==0.3056Ω ／km。

圖1中青州站運(yùn)行方式為220kVⅠ、Ⅱ母線母聯(lián)方式，益狀線、益青Ⅰ線分別運(yùn)行于220kVⅠ、Ⅱ母線，現(xiàn)要求將益狀線由220kVⅠ母線倒由Ⅱ母線運(yùn)行。

（1）分析益狀線倒由Ⅱ母線運(yùn)行，如圖3（a）所示。合214-2隔離開關(guān)前其兩側(cè)電壓值Uae（合）為：

所以，Uae（合）〈400V。

（2）分析合上益狀線214-2隔離開關(guān)，如圖3（b）所示。拉開214-1隔離開關(guān)后其兩側(cè)電壓值Uab（分）。

所以，Uab（分）〈300V。

經(jīng)計(jì)算，用隔離開關(guān)進(jìn)行倒母線操作，符合DL／T405—1996技術(shù)規(guī)范。

圖3 青州站220kV倒母線操作

（3）對(duì)室外敞開式布置的變電站接線。假設(shè)隔離開關(guān)開斷狀態(tài)下其兩側(cè)的電壓不超過300V時(shí)，由隔離開關(guān)兩側(cè)看過去，等效成的線路最大長度為L1。則：

同樣，對(duì)GIS布置的變電站接線，也可計(jì)算由隔離開關(guān)兩側(cè)看過去，等效成的線路最大長度為L2，則

在電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行管理中，是按輸變電設(shè)備額定參數(shù)對(duì)其進(jìn)行正常運(yùn)行管理的。目前，220kV電壓等級(jí)串聯(lián)的輸變電設(shè)備的輸電能力，一般取決于單一的輸電線路或主變額定容量（特殊情況亦受限于電流互感器額定電流），輸電線路最大輸送容量或主變額定容量還沒有超過762MVA的UeIe＝×220×2500×0.8=762（MVA））。 因此，0.1636km范圍內(nèi)，用隔離開關(guān)進(jìn)行開合操作是安全的。

（4）分析拉開并列主變高壓側(cè)隔離開關(guān)后其兩側(cè)電壓值。圖2中通濟(jì)站1號(hào)、2號(hào)主變分供10kV出線負(fù)荷。設(shè)該站負(fù)荷功率因數(shù)cosφ=0.98，1號(hào)、2號(hào)主變參數(shù)相同：空載損耗△P0=48.6kW，短路損耗△Pd=250kW，短路電壓Ud%=10.5，空載電流I0%=0.75。分析100斷路器合環(huán)，斷開1號(hào)主變101-1隔離開關(guān)后其兩側(cè)電壓值（UAC）。

圖4 等值電路圖

按1號(hào)主變101-1隔離開關(guān)額定電流分析UAC電壓值不符合實(shí)際。故假設(shè)通濟(jì)站全站負(fù)荷為SMVA，等值電路如圖4所示，則有下式：

令UAC≤0.1（kV），則整理得：

令f（s）=60154.96S2+261.623S+242.44，則其圖像如圖5所示。

圖5 f（s）的函數(shù)圖像

經(jīng)上述計(jì)算，無論主變有無負(fù)荷，均不能無條件的拉開并列主變高壓側(cè)隔離開關(guān)。

2.3 等電位操作機(jī)理

經(jīng)過上述分析，可知：（1）變電站隔離開關(guān)在開斷狀態(tài)下，其兩側(cè)是有電壓存在的，但該電壓不會(huì)引起電弧造成故障；（2）變電站用隔離開關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換電流的操作需要滿足一定的技術(shù)條件。

因此，等電位操作可以這樣理解：等電位操作是變電站隔離開關(guān)在開斷后、合閘前，其兩側(cè)所存在的電壓不會(huì)影響用該隔離開關(guān)安全轉(zhuǎn)換電流的操作。

3 等電位操作的應(yīng)用

變電站現(xiàn)場用隔離開關(guān)進(jìn)行的等電位操作主要用來指導(dǎo)母線操作，而用隔離開關(guān)隔離故障斷路器則是靈活運(yùn)用等電位操作機(jī)理的又一范例。

如圖1所示，假設(shè)青彌線213斷路器因SF6氣體漏氣降至閉鎖值，須將青彌線倒由母旁200斷路器代路運(yùn)行（因供電可靠性不能中斷青彌線供電），對(duì)青彌線213斷路器停電處理。青州站主要調(diào)度指令票如下：

（1）將220kVⅡ母線所有元件倒由220kVⅠ運(yùn)行，拉開母旁200斷路器及200－5隔離開關(guān)。

（2）核對(duì)母旁200斷路器保護(hù)定值為青彌線保護(hù)定值并投入。

（3）合上母旁200－4隔離開關(guān)。

（4）合上母旁200斷路器對(duì)220kVⅣ母線充電正常后，拉開母旁200斷路器。

（5）合上青彌線213－4隔離開關(guān)。

（6）合上母旁200斷路器。

（7）停用母旁200斷路器、青彌線213斷路器保護(hù)跳閘出口①。

（8）拉開青彌線213－3－1隔離開關(guān)。

（9）投入母旁200斷路器、青彌線213斷路器保護(hù)跳閘出口。

（10）青彌線213斷路器停電。

備注：現(xiàn)場人員應(yīng)按現(xiàn)場規(guī)程規(guī)定緊急處理缺陷設(shè)備，將其影響范圍降至最大外，還應(yīng)根據(jù)調(diào)度指令，掌握具體的保護(hù)裝置的投、停等。

該條的主要作用是：當(dāng)220kV青彌線故障時(shí)，保障故障電流流經(jīng)200斷路器、青彌線213斷路器，防止帶故障電流拉開青彌線213－3－1隔離開關(guān)而損壞設(shè)備。青彌線故障依靠200斷路器、青彌線213斷路器失靈保護(hù)切除。

4 結(jié)論

等電位操作其實(shí)質(zhì)是用隔離開關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換電流的操作。被操作的隔離開關(guān)在開斷后、合閘前，因回路阻抗和流經(jīng)電流，其兩側(cè)并非“等電位”，而是存在電壓的，但該電壓不會(huì)影響對(duì)隔離開關(guān)的安全操作。

另外，等電位操作機(jī)理并非適用于所有隔離開關(guān)和任何接線運(yùn)行方式。只有深刻理解等電位操作的實(shí)質(zhì)，才能靈活運(yùn)行等電位操作機(jī)理，安全、可靠地進(jìn)行電網(wǎng)操作和故障異常處理。

［1］王世禎.電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行技術(shù)［M］.沈陽：東北大學(xué)出版社，1997.

［2］崔家佩.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置整定計(jì)算［M］.北京：中國電力出版社，2006.

［3］王維儉.電氣主設(shè)備繼電保護(hù)原理與應(yīng)用［M］.北京：中國電力出版社，1996.

［4］中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》［S］.DL／T 620—1997.

［5］中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《進(jìn)口252（245）～550kV交流高壓斷路器和隔離開關(guān)技術(shù)規(guī)范》［S］.DL／T405—1996.