南方电网发表的论文

浅谈500kV变电站500kV刀闸的操作顺序论文

摘要：

介介绍了500 kV 3/2开关接线方式及其特点，结合几种典型的500kV停送电操作任务(线路停电倒闸操作、母线侧开关停送电操作、中间开关停送电操作)，对500kV刀闸的操作顺序进行了分析，指出了正确的操作步骤，降低刀闸误操作的概率。

关键词：

500kV变电站;刀闸;操作顺序

一、引言

500kV变电站在系统中担负着连接电源、联网、转送功率、降压和保证供电等任务，因此，500kV变电站主接线供电可靠性显得尤为重要。目前，南方电网500kV电气主接线都采用可靠性高的3/2开关接线方式。

3/2开关接线是指3台开关串联，接于2条母线，形成一串，从2台开关之间引出2条线路(3台开关供2条线路)，每条线路占1.5个开关，又称为一个半开关接线。3/2开关接线的倒闸操作不同于双母线和单母线接线的倒闸操作。

从以往的运行经验看，在电力系统倒闸操作中，带负荷拉合闸事故是危及电网安全运行的恶性误操作事故之一，正确把握操作过程中刀闸操作顺序避免或尽可能缩小倒闸的误操作事故对电网安全运行的影响显的尤为重要。《电力安全工作规程》第19条规定：停电拉闸操作必须按照断开开关——拉开负荷侧刀闸——拉开母线侧刀闸的顺序进行。送电操作相反。3/2接线的开关停送电时，因为两侧均为电源侧，对于”电源侧”、“负荷侧”有时难以明确界定，而且母线故障影响较小，该条规定意义不大。根据3/2开关接线特点，线路或变压器比母线更重要，因此，必须分析开关两侧刀闸发生带负荷拉、合刀闸事故对系统的影响，以确定拉闸顺序。

二、线路停电倒闸操作

线路停电时应先断开中间开关，再断开母线侧开关，主要是为了防止发生故障，导致同串的线路或变压器停电(如图1所示)。线路L3进行停电操作时，应先断开5012开关，切断小负荷电流，再断开5013开关，切断全部负荷电流。这时若发生故障，则II母线母差保护动作，跳开5013、5023开关，切除故障，l号主变可继续运行。若先断开5013开关，后断开5012开关时发生故障，则将导致本串1号主变停电。

当500kV长输电线路装有并联高压电抗器时，线路停电应先断开电抗器侧开关，再断开另一侧开关。送电时则相反。为避免装有并联高压电抗器的500kV线路不带电抗器送电，无并联高压电抗器时，应根据线路充电功率对系统的影响选择适当的停、送电端。

3/2开关接线中，线路停电开关合环运行时，应将本侧远方跳闸装置停用，投入两开关之间的短引线保护。

(一)线路或主变停送电操作

500kV变电站220kV设备多采用双母线接线方式，220kV线路停送电操作过程中开关母线侧刀闸与线路侧刀闸的操作顺序比较明确，即停电操作时先分开关线路或主变侧刀闸，再分开关母线侧刀闸;送电操作时则先合母线侧刀闸，再合线路或主变侧刀闸。这是因为刀闸的作用只是使被检修设备有足够可见的安全距离，建立可靠的绝缘间隙，保证检修人员及设备的安全，所以它不具备切断负荷电流和短路电流的的能力。在停电操作时出现开关假分情况时，先分母线侧刀闸会导致故障使220kV母差保护动作切除故障点;如果先分线路或主变侧刀闸，则使线路或主变保护动作切除要停电检修的线路或主变。两相比较切除单一线路或主变对电网造成的`影响要小。

对于500kV线路停电操作，也是按照先分开关线路或主变侧刀闸，再分开关母线侧刀闸的顺序，原因也是因为出现开关假分情况时，切除要停电的线路或主变与切除母线相比，切除要停电的线路或主变对电网的影响小。

(二)母线侧开关停送电操作

l、线路或主变停电过程

如带负荷拉闸事故发生在线路或主变侧，两侧开关跳闸，切除故障点，保证其他线路、主变及母线正常运行;如带负荷拉闸事故发生在母线侧，母线上所有开关跳闸，造成母线失压，降低供龟可靠性，威胁系统安全运行。因此，应按照断开开关—，一拉开线路或主变侧刀闸——拉开母线侧刀闸的顺序依次操作。送电操作顺序相反。

2、线路或主变运行母线停电(或母线侧开关转检修的操作)如带负荷拉闸事故发生在母线侧，母线上所有开关跳闸，切除故障点，保证线路及主变正常运行;如带负荷拉闸事故发生在线路或主变侧，两侧开关跳闸，造成线路或主变停电事故，危及电网安全运行。因此，应按照断开开关——拉开母线侧刀闸——拉开线路或主变侧刀闸的顺序依次操作。送电操作顺序相反。

(三)中间开关停送电操作

1、500kV3/2接线中间开关一侧线路或主变运行，另一侧线路或主变需要停电的操作。如带负荷拉闸事故发生在线路或主变运行侧，造成运行中的线路或主变两侧开关跳闸。如带负荷拉闸事故发生在需要停电的一侧，线路两侧开关跳闸切除故障，不影响电网安全运行。所以应按照断开开关——拉开停电侧刀闸——拉开运行侧刀闸的顺序依次操作，停电操作应与上述相反的顺序进行。

2、500kV3/2接线中间开关两侧线路或主变都运行，中间开关转入检修停电的操作。顺序应视开关两侧发生带负荷拉闸事故对电网的影响程度进考虑。即按照断开开关——拉开对电网的影响较小一侧的刀闸——拉开对电网的影响较大一侧的刀闸的顺序依次操作。送电操作应与上述相反的顺序进行。

(四)母线停送电操作

对于线路停电操作的情况调度值班员是按规定顺序下逐项操作指令的，操作人员执行没有难度与异议。但是500kV母线停电操作时，通常调度只下综合指令，而对于先拉开关母线侧刀闸，还是先拉开关线路侧刀闸没有明确指令。笔者认为此时应抛弃传统上认为母线为电源侧的观念，操作顺序为先拉开关母线侧刀闸，再拉开关线路侧刀闸。因为此时操作的目标元件是母线，操作目的是让母线停电检修，此时的电网调度运行方式的考虑因素包括母线停电。如果此时出现开关假分情况，先拉开关母线侧刀闸导致的后果是使母线切除，而如果先拉开关线路侧刀闸，必然会导致线路跳闸，两种后果相比较，500kV”母线切除”对电网的影响相对要小。

三、结束语

在电力系统倒闸操作中，带负荷拉、合刀闸是几种常见的恶性误操作事故之一。通过对3/2开关接线刀闸操作顺序的分析，指出了正确的操作步骤，降低了事故发生率。

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南方电网技术是北大核心期刊，广东电力不是。两者都是中国科技核心期刊。

主要从事电力系统自动化和电磁场工程应用工作，重点研究电力系统输配电设备在线监测与状态评估、电气设备多物理场耦合分析、无线电能传输技术等。共发表学术论文50余篇，以第一作者和通讯作者在SCI源期刊发表论文20篇，包括Journal of Applied Physics (AIP) 、IEEE Transactions等，发表国际会议论文20余篇，受欧洲专业出版社邀请参编英文学术论著1部，申请美国专利2项，申请国家发明专利16项。近五年承担和参与完成美国NIH、美国能源部、美国通用汽车公司、美国克莱斯勒集团公司、香港研究资助局和中国自然科学基金委等十多个项目。目前主持国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金-拔尖人才类、湖北省自然科学基金、国家电网公司、南方电网公司、国防前瞻性课题等在研项目8项主要研究方向：（1）电力系统输配电设备在线监测与状态评估；（2）无线电能传输技术；（3）电气设备多物理场耦合分析。

IEEE Senior MemberIEEE Transactions on Power System、IET Proceedings - Generation Transmission and Distribution、IEEE Transactions on Power Delivery、中国电机工程学报、电力系统自动化、电网技术、继电器等国内外著名杂志审稿人Power Systems Computation Conference (PSCC) 国际会议审稿人国家自然科学基金项目评审专家陈皓勇（Chen Hao-yong），汉族，湖南岳阳人。1990年9月进入西安交通大学少年班学习，于1995、2000年先后获得电力系统及其自动化专业学士学位，博士学位。毕业后留校任教。2006年12月作为“百人计划”杰出青年教师引进至华南理工大学任教。2008年晋升为教授，2010年批准为博士生导师。已指导和协助指导硕士研究生19名，博士研究生4名，和香港理工大学合作培养博士研究生1名，协助指导西安交通大学产业经济学方向博士研究生1名。现任国家自然科学基金项目评审专家等职。陈皓勇教授自2000年以来一直在西安交通大学担任本科生和成教学院专业主干课《电力系统分析》等的教学任务，来华南理工大学后担任专业主干课《电力系统分析》和选修课《电力经济与管理概论》等课程的主讲任务，教学质量高。开创性地将经济学实验的方法引入电力市场教学中。和中国电力企业联合会联合举办全国性的“电力市场理论与技术高级研修班”，为我国市场化改革后的电力工业培养电力市场管理和技术人才。主持编写《电力经济与管理导论》教材、参与新教材《电力市场基础》的编写，参编专著2部，研究报告1部，讲义1部。陈皓勇教授目前的科研方向主要为：电力系统分析运行与控制、电力系统可靠性与规划、新能源并网技术、智能电网、电力市场等。在西安交通大学求学和工作期间，师从我国著名电力系统专家、IEEE Fellow、中国科学院院士王锡凡教授，对电力系统可靠性与规划、电力系统分析运行与控制和电力市场等方面进行了长期系统的研究，取得重大研究成果。在国际上首次提出电力系统机组组合问题的“协同进化算法”，将“协同进化算法”研究全面扩展到电力优化规划/优化运行、寡头电力市场模拟和分析等领域，取得了重要研究成果，得到国际同行的广泛认同。在华南理工大学“百人计划”启动经费的支持下，成功建设电力市场运营模拟实验室，在全国率先设计和实现电力市场交易模拟系统，率先采用实验经济学的方法研究电力市场的交易机制问题。近年来，积极探索进化算法、人工神经网络、小波分析、数学形态、混合整数规划、微分博弈等前沿理论在新能源发电预测、电力系统优化调度与控制、分布式发电等领域的应用方法和价值，逐渐形成新能源接入条件下智能电网方向的完整研究框架。陈皓勇教授目前主持的项目有国家自然科学基金项目“基于微分博弈理论的电力系统最优协调电压控制研究”，教育部新世纪优秀人才支持计划项目“风电大规模并网条件下电力系统优化调度理论及方法”，教育部科学技术研究重点项目“含大型风电场的电力系统安全约束机组组合模型及算法研究”等。作为主要研究人员参与国家自然科学基金重点项目“我国电力市场的电价理论、交易机制及其模拟研究”，973项目子课题“电力市场对电力系统运行可靠性的影响研究”，负责国家社会科学基金项目“电力市场交易制度的实验经济学研究”，在此基础上发展出电力市场和智能电网仿真的系统理论。负责西北电网有限公司2007-2008年度重点项目“西北电力市场综合模拟系统”研究，与中国电力科学研究院合作研究国家电网仿真系统，负责科研项目“国家电力市场仿真系统方案设计与功能开发”。研究成果获得教育部2008年高等学校科学研究优秀成果奖自然科学一等奖。近5年在国内外权威刊物和国际会议发表论文41篇，其中被SCI收录10篇，EI收录38篇。陈皓勇教授所发表论文被国内外电力系统、人工智能、经济管理和量子物理等领域的科研人员广泛引用。由SCI和中国引文数据库查出所发表论文被中外文他引超过800次。研究的电力系统无功优化问题的协同进化算法获国家发明专利2项。陈皓勇教授与国际同行联系密切，曾于2004年4月至2005年2月在香港理工大学任副研究员；2007年2月至2007年5月在香港理工大学任访问助理教授；2008年7月至2008年8月在澳大利亚昆士兰大学任访问教授。近年来始终与香港理工大学、澳大利亚昆士兰大学、美国田纳西州立大学、英国利物浦大学等校的电力学者保持着学术合作和联合培养项目等形式的交流。与国家电网公司、南方电网公司、中国电力科学研究院和南京自动化研究院等均保持长期合作关系，在我国电力行业有一定的知名度。课题组已建立优良的科研工作环境和工作氛围，研究经费充足，欢迎国内电力系统、自动化等专业优秀本科毕业生报考。 近5年来主持和参与完成的科研项目经费超过1000万元，在研项目经费达到500万元。已完成以下项目：1. 西北电网有限公司重点项目：西北电力市场综合模拟系统（已于2008年10月在北京组织召开了项目评审验收会。来自国家电监会、国家电网公司、中电投、清华大学以及部分网省公司的专家参加了会议。专家评审验收委员会一致认为该项目研究成果达到国际领先水平。全国各大电力信息网站均对此消息进行了报导。）2. 国家自然科学基金项目：电力系统运行方式优化和综合资源规划的协同进化算法3. 国家社会科学基金项目：电力市场交易制度的实验经济学研究4. 教育部“985工程”二期子项目：电力市场运营模拟实验室建设5. 国家电力监管委员会西北监管局项目：西北电力市场方案设计6. 国家自然科学基金重点项目：我国电力市场的电价理论、交易机制及其模拟研究7. 教育部“985工程”一期建设项目：市场环境下的电力系统运行8. 国家重点基础研究发展计划专项资助（973）子项目：电力市场对电力系统运行可靠性的影响9. 中国南方电网有限公司项目：南方电网输变电骨干网架运营管理模式研究10.国家电网公司项目：大规模电力系统竞价交易优化算法技术研究11.西北电网有限公司项目：西北区域电力市场竞价方式12.中国电力科学研究院合作项目：国家电力市场仿真系统设计及功能开发13.广州供电局项目：基于综合数据平台的电网滚动规划辅助支持系统的研究与实现在研项目：1.国家自然科学基金项目：基于微分博弈理论的电力系统最优协调电压控制研究2.教育部新世纪优秀人才支持计划（NCET080207):风电大规模并网条件下电力系统优化调度理论及方法(科研总经费50万元）3.教育部科学技术研究重点项目：含大型风电场的电力系统安全约束机组组合模型及算法研究4.西北电网有限公司重点项目：西北电力市场综合模拟系统二期项目（科研总经费75万元） 近年来发表的主要论文如下：期刊论文：[1]Strategic Behavior and Equilibrium in Experimental Oligopolistic Electricity Markets, IEEE Transactions on Power Systems, 22(4), 2007. 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