变电站隔离开关操作顺序及方式分析

为了分析在实际500kV GIS变电站和1000kV GIS变电站中VFTO对主变以及GIS设备的影响，首先需要确定仿真计算模型。

图7-11和图7-12是典型的1000kV GIS变电站和500kV GIS变电站的主接线示意图。

图7-11　1000kV　GIS变电站主接线示意图

在研究VFTO对GIS变电站内设备的影响时，VFTO幅值与隔离开关的操作方式密切相关，典型的隔离开关操作方式有投切主变、投切出线和投切母线三种。由于两条主母线之间的各支断路器串结构类似，因此，以其中一支为例研究三种典型操作方式下断路器与隔离开关的倒闸顺序，判断在各种操作方式下可能产生VFTO的隔离开关，从而建立仿真模型。

7.5.1.1　500kV GIS变电站中典型隔离开关操作方式下的开关操作顺序

1）投切出线

以投切出线一为例，切除出线时先分闸CB102、CB101，再依次分闸DS1021、DS1012、DS1011、DS1022，投入出线时与上述顺序相反。分合上述四个隔离开关均可能产生VFTO。

2）投切母线

切除母线时，首先依次断开与该条母线连接的所有断路器（如CB103等），再拉开断路器两侧的隔离开关（如DS1032、DS1031等）。电源侧隔离开关（如DS1031）的一端与电源连接，分闸该开关可能会产生VFTO；分母线侧隔离开关DS1032时不会产生VFTO，因为此时母线上的残余电荷通常已泄放完毕。投入母线时操作顺序与切除母线时正好相反，考虑此时母线已经长时间处于不带电状态，合闸DS1032通常不会产生VFTO，而合闸DS1031可能会产生VFTO。

3）投切主变

投入主变与切除主变的开关操作顺序正好相反，以切除500kV变电站#1主变为例，切除#1主变时先分闸CB104、CB102、CB103，再依次分闸三个断路器两端的负荷侧和电源侧的隔离开关。

在进行主变的停运操作时，依次分闸CB104、CB102、CB103后，变压器处于不带电状态，由于变压器中性点直接接地，与变压器相连的GIS管道和隔离开关（图7-12中DS1022、DS1031）将通过变压器绕组迅速泄放电荷，使得隔离开关上的残余电荷电压大幅下降。通过仿真分析得出，变压器在与两侧电网断开后，与之相连的隔离开关上的残余电压仅在一个工频周期内即降至0.22p.u.左右，如图7-13所示。在实际操作中，需确定断路器已断开的情况下才能拉开隔离开关，从断开断路器到操作隔离开关这一时间间隔足以使主变上的残余电荷电压降至很低水平，主变基本不带电。因此，分闸DS1022、DS1031时不会产生VFTO。在分闸DS1021以及DS1032时，这两个隔离开关的一端与电源连接，可能会产生VFTO。

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图7-12　500kV　GIS变电站主接线示意图

图7-13　主变切除后与主变相连空母线上残压随时间的变化关系

综上所述，在切除主变时，分闸DS1022、DS1031时不会产生VFTO，分闸DS1021、DS1032时会产生VFTO。另外，投入主变时，主变已长时间处于不带电状态，在合闸隔离开关DS1022和DS1031时通常不会产生VFTO，而合闸DS1021和DS1032时可能产生VFTO。

7.5.1.2　1000kV GIS变电站中典型隔离开关操作方式下的开关操作顺序

对于特高压GIS变电站，针对投切出线与投切母线的情形，开关的操作顺序与500kV GIS变电站相同。

对于投切主变的情形，以切除1主变为例，切除1主变时先分闸CB102、CB103、CB104和CB105，再依次分闸四个断路器两端的负荷侧和电源侧的隔离开关。其中，由于主变上残余电荷的泄放，操作DS1022、DS1031时不会产生VFTO，而在操作DS1021以及DS1032时，这两个隔离开关的一端与电源连接，可能会产生VFTO。合闸主变时，由于主变长时间不带电，在合闸DS1022和DS1031时，通常不会产生VFTO，而合闸DS1021和DS1032时可能会产生VFTO。

7.5.1.3　小结

综上所述，对于500kV和1000kV GIS变电站，投切出线时两者的开关操作顺序方式相同，投切母线时开关操作顺序也一样。但是对于投切主变的情形，由于两者低压侧的接线方式有差异，导致投切主变时低压侧投切的开关数量不一样。其中1000kV GIS变电站投切主变时，低压侧需断开两支断路器和四支隔离开关，比500kV GIS变电站中投切主变的开关操作更复杂。

另外，综合前面的分析可知，操作与带电的系统相连的隔离开关时，通常会产生VFTO。因此，在三种典型的隔离开关操作方式下，会产生VFTO的隔离开关如下表7-2所示。当分闸某一只隔离开关会产生VFTO时，合闸该隔离开关也会产生VFTO；当分闸某一只隔离开关不产生VFTO时，合闸该隔离开关也不会产生VFTO。

表7-2　变电站中不同操作方式下可能产生VFTO的隔离开关

根据表7-2的所示的结果，在本章中，求取相应隔离开关操作方式下的VFTO时，只需考虑操作该表中列出的几支隔离开关产生的VFTO即可。