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3/2接线倒闸操作的安全解析

文档作者：杨印廷1 傅磊2 文档来源： 1.华能嘉祥发电厂 2.山东电力调度中心		点击数：	更新时间： 2021年12月11日
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5
第10 卷( 2008 年第7 期) 电力安全技术
〔摘要〕结合华能嘉祥电厂500 kV升压站和500 kV 汶上站的实际接线，介绍了500 kV 高压输变电
系统中变电站3/ 2接线的特点，剖析了发变组出口为3/ 2接线方式的相关调度技术术语和安全注意事项，总
结了3/ 2 接线方式倒闸操作中存在的若干问题。
〔关键词〕3/ 2 接线；倒闸操作；安全
截至2007 年5 月底，山东电网拥有500 kV 变
电容量达2 334万kVA，输电线路3 558 km。目前
山东省乃至全国500 kV 系统电气主接线一般采用
3/ 2 开关和双母线四分段带旁路的接线方式，个别
的厂站220 kV系统考虑倒3/ 2接线方式的运行优点
同样选择了3/ 2 接线方式，大大提高了电网发、送、
变、配电的可靠性和灵活性。由此，在实际的生产
操作中，能否执行正确的倒闸操作和故障处理直接
影响着电网的安全稳定，下面结合嘉祥电厂及其出
线终点汶上站的现有接线方式，对不同情况下3/ 2
接线倒闸操作进行安全解析。
1 机组运行方式及特点
电厂一期工程现已投产，为2台330MW机组，
二期规划为2 台670MW机组，通过上嘉Ⅰ线和上
嘉Ⅱ线两条出线，采用同塔双回线输送至500 kV汶
上站，500 kV 上嘉Ⅰ线和上嘉Ⅱ线合环运行。为了
提高发供电的可靠性和安全性，两条线路和两台机
组交错布置分别接在500 kV 升压站的2 个完整串
上，500 kV升压站电气主接线如图1 所示。
图1 华能嘉祥电厂500kV升压站电气主接线
正常运行方式
开关串为完整串，双机、双线路和双母线同时
杨印廷1，傅磊2
（1.华能嘉祥发电厂，山东嘉祥272400 ；2.山东电力调度中心，山东济南250000）
3/ 2 接线倒闸操作的安全解析
运行，所有开关和刀闸均合上；1，2 号母线运行。
1.2 特殊运行方式
开关串为不完整串，单母线或单线路运行，如
单台开关定检或检修需要退出运行，只需拉开本开
关及其两侧1，2 刀闸。退出运行的开关所在开关串
为不完整串，但此时并不影响机组的正常运行和线
路的正常运行，只是降低了运行可靠性，所以对于
3/ 2接线方式的厂站应尽量缩短这种特殊运行方式
的时间。
1.3 机组的同期并列方式
华能嘉祥电厂1号机组的同期并列方式有3种：
(1) 同期装置检测1 号发变组出口CVT 与2 号
母线CVT的电气量达同期条件通过5013开关并列，
这种方式适用于5013 开关正常、2 号母线正常带电
运行的情况，也是最常用的方式；
(2) 同期装置检测1 号发变组出口CVT与上嘉
Ⅰ线CVT的电气量达同期条件通过5012开关并列，
这种方式适用于上嘉Ⅰ线运行、不具备使用5013开
关并列的情况；
(3) 同期装置检测1 号发变组出口CVT 与1 号
母线CVT的电气量达同期条件通过5012开关并列，
这种方式适用于上嘉Ⅰ线停运、不具备使用5013开
关并列的情况。
上述3种同期方式的选择通过DCS来实现，根
据3 种方式的排序优先选择通过5013 开关并列。
1.4 3/ 2 接线方式的优缺点
(1) 供电可靠性高。每个回路有2台开关供电，
发生母线故障或开关故障时不会导致出线停电，运
行调度灵活。正常运行时两组母线和所有开关都投
入工作，从而形成多环路供电方式，倒闸操作方便。
刀闸一般仅作检修用。检修开关时，直接操作即可。
检修母线时，二次回路不需要切换。
( ) 二次接线复杂，保护配置麻烦，特别是T
Zh u a n tita olu n
专题讨论
2
1.1
2 C
6
电力安全技术 第10 卷 ( 2008年第7期)
配置比较多。在重叠区故障，保护动作繁杂。
2 3/ 2 接线方式的倒闸操作
国家电网公司颁布《电力安全工作规程》中第
19 条规定：停电拉闸操作必须按照断路器( 开关)
—负荷侧隔离开关(刀闸)—电源侧隔离开关(刀
闸)的顺序依次操作，送电操作应与上述相反的顺序
进行。
根据3/ 2 接线特点，一般掌握原则：要操作停
电的设备侧即可以视为负荷侧，带电设备侧为电源
侧。可当中间联络开关的检修隔离两侧均为电源
时，常常会发生负荷侧刀闸和电源侧刀闸不易区分
的问题。根据倒闸操作尽量减小停电范围的原则，
结合嘉祥电厂3/ 2 接线方式下几种常见的倒闸操
作，说明倒闸操作的顺序和安全注意事项。
2.1 母线停电
以嘉祥电厂500 kV升压站1号母线停电操作为
例：根据“安规”，1号母线应视为负荷侧，应先拉
开5011，5021 开关。从倒闸操作尽可能减少对运行
设备影响的安全角度分析，拉刀闸时合理选择操作
顺序非常重要，应先操作50111 和50211 刀闸。这
样，即使用刀闸切断负荷(故障)电流造成弧光短路，
也只会跳开5011 或5021 开关，500 kV 1 号母线停
运，不会影响机组和线路的正常运行，从而体现出
3/ 2 接线方式供电安全可靠的优点。如果此时操作
50112或50212刀闸，一旦发生切断负荷(故障)电流
造成弧光短路的现象，势必可能导致50112或50212
刀闸两侧的开关全部跳闸，将会引发至少1台机组
或1条线路停运事故，即为违章操作。1号母线送电
恢复的操作应与上述停电刀闸操作步骤相反。
2.2 边开关检修
如果2 号机组停运，50216 刀闸在分闸状态，
5021，5022在并串运行时， 5021开关需要定检时，
可以考虑先拉开5022开关解串，再拉开5021 开关，
虽然此时5022开关没有工作，但是处于合闸位置已
经没有实际意义。操作刀闸时优先考虑靠近选择停
运设备侧刀闸，即50212，50221刀闸，再拉开50211，
50222 刀闸，以尽量减少对运行设备的影响。尤其
是开关串数大于两串的3/ 2接线方式下开关的检修
倒闸操作应根据不同情况，合理选择操作方式，尽
量以减少对运行设备的影响为目的。
2.3 中间联络开关的检修与隔离
在实际的生产过程中，如果某一开关串的中间
联络开关需要隔离检修(以5 开关为例)，应按照
下列原则进行操作；拉开5012开关，拉开上嘉Ⅰ线
侧50121 刀闸，再拉开1 号主变侧50122 闸。从尽
可能减少对运行设备影响的安全角度分析，按照上
述的操作步骤没有问题，但是一定要有可靠措施保
证操作过程中运行串不解串，否则就有可能发生用
50121 刀闸切断负荷(故障)电流的现象，会有导致
5012 和5011 开关跳闸的可能。上嘉Ⅰ线跳闸，此
时1号机组通过5013 开关、2 号母线、5023 开关通
过上嘉Ⅱ线与系统并列运行，保证了1 号机组的安
全运行。相反，先操作50122刀闸，如果发生用50122
刀闸切断负荷(故障)电流的情况，将会导致5012和
5013 开关跳闸，最终导致1号机组的跳闸停运。中
间联络开关的送电恢复工作刀闸的操作顺序应与停
电的顺序相反。如1 号机组停运，50136 刀闸在分
闸状态，5013，5012并串运行时， 5012开关需要检
修时，应拉开5012 开关解串，拉开5013 开关，刀
闸操作顺序的选择与边开关检修时的原则相同。
2.4 发变组恢复、破坏备用
在3/ 2接线方式下，从调度的角度，存在发变
组恢复和解列备用的概念，以电厂1号机组调峰启、
停机为例：1号机组启动前500 kV升压站5013，5012
合闸状态，50136 刀闸在分位。值长根据生产现场
的实际开机进度，及时向调度值班员申请1 号机组
要求“恢复备用”，即拉开5012开关解串，拉开5013
开关，合上50136 刀闸，退出短引线保护。一般在
3/ 2接线的机组解列后，值长汇报1号机组要求“解
列备用”，调度员同意，也就是同意“即投入短引线
保护，拉开50136 刀闸，合上5013 开关，合上5012
开关并串”。机组相当于冷备用，随时可以开机。
1 号发变组计划检修安排停机，会用到“破坏备用”
的术语，所谓发变组破坏备用不仅是投入短引线保
护，拉开50136 刀闸，合上5013 开关，合上5012开
关并串，更重要的是发变组根椐检修的需要做好安
全措施，转入检修状态。
2.5 开关串的解、并串
根据山东电网《调度规程》第108条规定“母
线为3/ 2 接线方式，设备送电时，应先合母线侧开
关，后合中间开关并串；停电时应先拉开中间开关，
后拉开母线侧开关解串。”但是故障处理时也可以
考虑用母线侧开关解串或并串。在特殊情况下，也
可以考虑用边开关解串，然后再选择合适的刀闸操
作顺序。
6 6 刀闸的设置
对于开关串大于串的3 接线方式的变电站
Zh u an t it ao lun
专题讨论
2
012
2. -
2 / 2
第10 卷( 2008 年第7 期) 电力安全技术
侧线路通常不设置- 6 刀闸，500 kV 汶上站电气主
接线如图2 所示。省掉- 6 刀闸，节约了工程投资，
减少倒闸操作的工作量，减少了配送电的中间环
节。某一条线路停电检修，只需将该线路对应的两
侧开关和刀闸全部断开即可，其余串仍然整串运
行，满足3/ 2 接线方式供电灵活可靠的要求。对于
开关串数少于3 串的3/ 2 接线方式的厂、站，在线
路和发变组侧分别设计安装了- 6刀闸，即使一台机
组或一条线路停运通常要求开关串并串运行，大大
提高发供电的可靠性；同时减少倒闸操作，如嘉祥
电厂50121 刀闸由于季节变化调整行程，可以直接
拉开5011，5012开关，拉开50116，50112，50122
刀闸，上嘉Ⅰ线空载运行，工作结束按照上述相反
的步骤合上上述刀闸，合上5011 开关合环，合上
5012 开关并串，缩短了线路停电时间。
　　图2 500 kV汶上站电气主接线
3 3/ 2 接线方式开关发生闭锁分闸时的倒闸操作
山东电网《调度规程》中规定：开关闭锁分闸
现场采取措施无效时，应尽快将闭锁开关从运行中
隔离。对于3/ 2 接线方式的开关，应保证故障开关
所在串与其它串并联运行时，可用其两侧刀闸隔
离，意在确保等电位的前提下可以用刀闸隔离故障
开关。实践证明：对于采用3/ 2接线方式的厂站，在
发生开关闭锁分闸且开关串数在3 串及以上时，只
需取下故障开关所在串所有开关的控制保险等电位
操作即可；开关串数小于3 串时，应取下所有开关
串的所有开关的控制保险，以防止带负荷拉刀闸的
可能。3/ 2 接线方式的厂站，开关串数越多，等电
位操作时，带负荷拉刀闸的几率越低。针对嘉祥电
厂500 kV升压站的3/ 2 接线，只有两个开关串，一
旦发生SF6 气体压力低闭锁开关分闸的情况，应立
即拉开闭锁分闸开关的控制电源开关，将其变成死
开关，汇报上级调度机构，防止开关灭弧能力不够，
一旦切断故障电流开关会发生爆炸的危险。短接故
障开关两侧的刀闸分闸回路中开关的合位常开接
点，解除故障开关两侧刀闸“五防”闭锁和故障开
关测控柜电磁锁。等电位操作时，应尽量避免在升
压站内就地操作刀闸，以免真的发生带负荷拉刀闸
严重放电事故，危及操作人员的安全。
上述工作完毕，立即取下两开关串其余开关的
控制保险，快速通过断路器测控柜拉开故障开关两
侧刀闸(嘉祥电厂网控楼断路器测控柜具备刀闸分闸
的功能)，尽量缩短机组、线路的跳闸出口开关元件
失去分闸能力的时间。故障开关两侧刀闸拉开后，
立即合上其余开关的控制电源开关。针对嘉祥电厂
3/ 2 接线方式，双机组双线路运行时，等电位方法
隔离闭锁分闸开关时，边开关隔离时优先考虑拉开
母线侧刀闸，再拉开另一刀闸；中间开关隔离时优
先考虑拉开线路侧刀闸，再拉开另一刀闸，其主要
目的是一旦发生带负荷拉刀闸，减少停电的范围，
保证非故障设备的正常运行。当然，对于一些变电
站，线- 线串发生开关闭锁分闸时，应根据负荷重
要的程度和对系统潮流影响的大小，先拉开影响小
的一侧的刀闸，再拉开另一侧刀闸。
相关资料表明，不管500 kV线路长与短，严禁
用刀闸拉合500 kV 空载线路。如果中间开关5012
闭锁分闸时，采用先拉开汶上站线路5041，5042开
关，再拉开嘉祥电厂侧5011 开关，然后使用50121
刀闸拉开上嘉Ⅰ线空载线路的方法有待进一步验
证。山东电网《调度规程》中允许使用刀闸拉规定
数值内的电感电流(空载变压器和电抗器)和电容电
流(空载线路和电容器)，但是实际操作中，原则上
不采用，都是采用开关拉空载线路的电容电流，以
确保倒闸操作时的安全。
等电位操作，必须制定严密的技术措施和组织
措施，带负荷拉刀闸的几率虽然很低，但仍存在带
负荷拉刀闸的可能，因此应尽量减少用刀闸隔离故
障开关的可能。如某厂升压站3/ 2 接线方式，所选
开关为国产油开关，为了减少因油压低闭锁分闸的
可能，从根本上减少发生开关闭锁分闸时不必要的
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专题讨论
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电力安全技术 第10 卷 ( 2008年第7期)
大量电气误操作事故研究表明，误操作事故发
生的原因不是缺乏防误操作规章制度，而是因为相
关规章制度没有得到有效执行与控制。据国网公司
2005 年电气误操作事故统计分析，86.3 ％的误操
作事故因为组织措施既得不到刚性执行，又得不到
有效控制而造成的。因此，倒闸操作过程控制已经
成为供电企业变电运行管理工作的重要课题。
倒闸操作是变电运行工作的核心之一，倒闸操
作程序包括“3个环节”(操作前准备、操作执行、操
作后检查与评价)、“6 个关口”(准备关、接令关、填
票关、模拟关、监护关、复查关)，变电站倒闸操作
票作为运行人员操作指导书，只能解决倒闸操作过
程中按照事先填好的操作步骤执行操作的问题。然
而，倒闸操作每个环节是相互关联的，上一步工作
为下一步工作提供服务，下面的流程必须由上面的
李斌，赵忠亮，李青
（潍坊供电公司，山东潍坊261021）
“ 变电站倒闸操作过程控制卡”
的探索与实践
流程支撑。如果操作前准备环节中操作票填写出现
漏项或错项，在操作执行环节中执行操作票就会导
致误操作；操作执行中操作不到位或二次压板投停
错误又得不到复核与检查，就会给事故留下隐患。
为解决上述问题，在总结多年来倒闸操作实践经验
和现场运行管理经验的基础上，通过近几年的探索
研究，编制并全面推广应用了“变电站倒闸操作过
程控制卡”，实现了倒闸操作各个环节全过程管理
与控制，从而对预防误操作事故起到积极作用。
1 控制卡使用范围及组成
控制卡使用范围：35 kV 及以上变电站全部停
送电、35 kV及以上母线停送电、主变压器停送电、
110 kV及以上倒旁路操作、两个及以上变电站同时
调整运行方式、两个及以上操作组同时进行的操作。
Zh u an t it ao lun
专题讨论
麻烦。
4 3/ 2 接线方式倒闸操作存在的问题
3 / 2 接线方式开关串要求并串运行， 如在
2005- 03- 30，某厂3号机组小修后正在冲转过程中
按调度命令恢复备用时，因3 号机组出口中间开关
绝缘拉杆发生断裂，开关C 相仍处于合闸位置，开
关位置指示显示分闸，导致带负荷合上- 6刀闸，发
电机突然加电压，最终导致- 6 刀闸C 相放电严重
损坏，发变组发电机受到较大负序电流冲击过流I
段动作，出口中间开关的失灵保护、死区保护动作，
线路跳闸的事故。
嘉祥电厂在现有的升压站电气接线方式下，一
条线路停电，另一条线路的单项重合闸不能退出。
从安全角度分析，如果退出重合闸，线路单相故障
将会导致1，2 号机组的同时跳闸，最终形成全厂停
电的恶性事故。因此要求，发电机运行可靠性应不
受高压线路单相重合闸的影响。单线路运行单相故
障时，发电机承受不平衡电流和负序电流的较大冲
击，当重合于永久性故障，发变组要承受二次冲击。
同样，当1 号发变组对应的5013 开关检修，其出口
5012开关的单相重合闸也不能退出，如果退出单相
重合闸后，出现故障将直接跳5012 开关三相，造成
1 号机解列， 3/ 2 接线方式重合闸的规定是要求边
开关5011先重，中间联络开关5012 后重，1号发变
组承受不平衡电流的时间无疑更长。
由于电网建设速度的加快，好多运行中的新建
3/ 2 接线的厂站存在不完整串，使得3/ 2接线方式
的优点未能全部利用。如嘉祥电厂的两条出线均接
于汶上站不完整串，如果汶上站一条母线检修，另
一条母线故障，直接导致嘉祥电厂无法送电，最终
通过RCS992(990)自动装置的本地切机功能跳掉1，
2 号机组。
5 结束语
在现有的条件下，正确的倒闸操作是电网安全
运行的重要保证。随着电网建设朝着高电压、大区
域、大电网方向发展，3/ 2 接线方式将会更加完善，
电网的合理性布局和规划，将会大大提高发、输、
配、送电的可靠性。(收稿日期： )
28
2007- 12- 19

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