變電站保護(hù)用電壓母線所存問題分析及對(duì)策研究

于廣學(xué)

（南京供電公司，江蘇 南京210000）

0 引言

近年來，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的提高、信息技術(shù)的進(jìn)步，國(guó)內(nèi)變電站事業(yè)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置經(jīng)引入裝置的電壓及電流變化情況的分析來對(duì)故障點(diǎn)具體位置進(jìn)行評(píng)判，以此發(fā)出相應(yīng)的跳閘命令，達(dá)到隔離故障點(diǎn)的目的。從該理論分析可知，電流、電壓回路穩(wěn)定且正確運(yùn)行的一個(gè)必要條件就是保護(hù)裝置正常工作，若其中任一方出現(xiàn)錯(cuò)誤均有可能造成保護(hù)裝置不正確動(dòng)作。在變電站的設(shè)計(jì)中常見設(shè)計(jì)為電流回路從CT二次繞組直接引到保護(hù)裝置，二次電壓回路由PT二次繞組直接引到控制室，在控制室通過電壓切換屏而引到屏頂，借助于屏頂小母線將其連通，此時(shí)各保護(hù)裝置則由屏頂母線引入至二次電壓。就該設(shè)計(jì)來看，屏頂母線二次電壓運(yùn)行的可靠性以及安全性十分重要，若其發(fā)生故障，將會(huì)使整個(gè)變電站中的保護(hù)運(yùn)行受到影響。為確保變電站安全且可靠運(yùn)行，下面筆者就繼電保護(hù)屏頂二次電壓母線問題和對(duì)策進(jìn)行詳細(xì)的研究。

1 繼電保護(hù)屏頂二次電壓母線所存問題的分析

就現(xiàn)有二次電壓接線方式的運(yùn)行情況來看，所呈現(xiàn)出的問題并不是很明顯，然而隨著近年來保護(hù)裝置的改造及更新增多，在改造中需剪斷屏頂運(yùn)行母線，且退出舊保護(hù)屏，在這種情況下進(jìn)行工作，誤碰電壓回路的幾率很大，很可能引起電壓回路接地或短路問題，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起安全問題。

從目前的變電站來看，其屏頂二次電壓母線主要是新建變電站時(shí)一次性安裝完成。因新建站中裝置均未帶電，安裝方便快捷，且屏頂二次電壓母線均處于裸露狀態(tài)。盡管在正常運(yùn)行期間，裸露母線上方存有塑料罩，該塑料罩絕緣，可避免異物掉落所引起的短路，然而在二次接線的時(shí)候，因裸露母線之間的距離比較小，通常在3～5 cm范圍內(nèi)，因此很容易在用螺絲刀等相關(guān)工具時(shí)引起短路。在運(yùn)行過程中，若負(fù)荷增大，則易使銅棒連接位置的連線被燒毀。屏頂母線由直徑為8 mm的銅棒所構(gòu)成，其長(zhǎng)度大約為4 m，銅棒通常情況下用4～9 mm2導(dǎo)線來連接，但這種連接方式容易使連接處變成屏頂母線運(yùn)行的“瓶頸”，在運(yùn)行期間引起連接線燒毀問題。保護(hù)更新改造中，退出舊保護(hù)屏存在一定的難度。在改造時(shí)，因受到停電等有關(guān)因素的影響和限制，整站停電必然是不可能的，通常情況下只需要停改造的線路，且在帶電的狀態(tài)下將正在運(yùn)行的屏頂母線剪斷，無專用切割工具時(shí)，在2 m高保護(hù)屏頂借助于卡鉗來剪斷銅棒，很容易引起電壓回路短路。

2 解決對(duì)策

2.1 全封閉屏頂母線接線方式

針對(duì)裸露銅棒容易引起短路問題和在退屏?xí)r不容易剪斷問題，提出了將BVR35銅軟線作為小母線，這種銅軟線材質(zhì)柔軟，可滿足折、扭等各種施工需求，其絕緣可達(dá)500 V，符合安全需求，同時(shí)其截面為35 mm2，具有較強(qiáng)的導(dǎo)通能力；在應(yīng)用過程中可結(jié)合需求來選擇長(zhǎng)度，無需中間連接導(dǎo)線。在接線時(shí)，首先定制4種外包不同顏色膠皮的BVR35銅軟線，將其分別用在電壓回路的N相與A、B、C三相。其次，于屏和屏之間，應(yīng)預(yù)留長(zhǎng)約10 cm左右的裕度，在需要將某一面保護(hù)屏單獨(dú)退出時(shí)，無需將母線剪斷，可有效減少在施工過程中需要轉(zhuǎn)接臨時(shí)電纜等一系列麻煩。

基于原母線端子所存不足，研制了一種全封閉電壓母線端子。因原母線端子的接線柱處于裸露在外的狀態(tài)，再加上在工作期間二次電壓母線是一種不安全因素，所以研制了一種新的母線端子，即JMX-5型繼電保護(hù)小母線端子。這種類型的小母線端子在整個(gè)運(yùn)行期間不容易出現(xiàn)短路現(xiàn)象，可有效解決當(dāng)前帶電剪繼電保護(hù)交直流小母線技術(shù)所存問題，確保小母線可靠且安全運(yùn)行，同時(shí)也便于輕松、安全、快速地更新和改造保護(hù)裝置，保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、可靠性、穩(wěn)定性。由此可見，相對(duì)于以往的屏頂母線線接方法而言，全封閉屏頂母線接線方式除了能夠有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)電壓母線所存不足，使運(yùn)行更為安全和可靠以外，同時(shí)也便于保護(hù)裝置更新和改造工作的實(shí)施，使工作的安全性和穩(wěn)定性更高，獲得更為顯著的效果。

2.2 交流電壓分線屏

大量實(shí)踐證明，盡管全封閉屏頂母線接線方式在很大程度上可使變電站保護(hù)裝置安全可靠運(yùn)行，但如果母線出現(xiàn)故障，其所產(chǎn)生的影響依舊作用于變電站全部保護(hù)裝置。在《國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》中曾明確要求，變電站在運(yùn)行過程中所用直流裝置應(yīng)為輻射型供電，且兩套保護(hù)裝置控制電路應(yīng)來源于不同直流母線段。同時(shí)在《國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》中還明確規(guī)定了交流電壓回路可接不同的電壓互感器二次繞組。基于這些規(guī)定和要求，參照直流饋線屏做法，在變電站運(yùn)行過程中應(yīng)用交流電壓分線屏，其接線示意圖如圖1所示。經(jīng)過對(duì)該圖的分析可知，應(yīng)用電壓分線屏以后，以往所用屏頂小母線被取消，此時(shí)各保護(hù)裝置交流電壓處于一種相互獨(dú)立的狀態(tài)，當(dāng)其中某一保護(hù)裝置發(fā)生電壓故障時(shí)，其他保護(hù)裝置依舊可正常運(yùn)行，不會(huì)受到任何影響。

3 結(jié)語

圖1 電壓分線屏連接示意圖

綜上所述，近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的加快，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，國(guó)內(nèi)電力事業(yè)也取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模也逐漸擴(kuò)大。為有效彌補(bǔ)變電站以往設(shè)計(jì)所存在的不足和缺陷，保證變電站運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性、安全性，本文就繼電保護(hù)屏頂二次電壓母線所存問題進(jìn)行了研究和分析，且提出了相應(yīng)的對(duì)策，即基于相關(guān)規(guī)程和要求，結(jié)合實(shí)際情況，提出了全封閉屏頂母線接線方式和引入交流電壓分線屏2種方法。從實(shí)踐應(yīng)用情況來看，采取上述2種方法可使變電站二次電壓故障發(fā)生率和頻率得到顯著的下降，同時(shí)在很大程度上還可使保護(hù)裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性、可靠性得到提高，對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)和電力設(shè)備運(yùn)行所起作用非常重要。相對(duì)于全封閉屏頂母線接線方式而言，交流電壓分線屏能有效避免電壓回路所引起的短路問題對(duì)于變電站全部保護(hù)裝置所產(chǎn)生的影響，且各保護(hù)裝置處于互相獨(dú)立的狀態(tài)，互不干擾和影響。望通過本文的介紹，使電力工作者對(duì)繼電保護(hù)屏頂二次電壓母線問題引起高度重視，在實(shí)踐中采取有針對(duì)性的對(duì)策，以確保其安全運(yùn)行，避免嚴(yán)重安全事故的發(fā)生，從而進(jìn)一步獲得最大化的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益。

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