220 kV變電站母線失壓及處理

黃慕云

摘 ?要：在電網(wǎng)中，變電站占據(jù)至關(guān)重要的作用。另一方面，它也作為電力的中轉(zhuǎn)站，是輸配電過程中的核心設(shè)施之一。而在變電站中，母線是非常重要的設(shè)備，母線的穩(wěn)定性直接決定了變電站的穩(wěn)定性。在變電站的日常運行中，有很多故障會因為不同的原因未被切除，越級到母線級，被母線保護動作切除。本文結(jié)合我國實際情況，對可能出現(xiàn)母線失壓的情況進行了分析，并提出了相應(yīng)的處理方式。

關(guān)鍵詞：220 kV;變電站;母線失壓;處理

中圖分類號：TM411 ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2016）26-0108-02

在變電站中，母線一般不會出現(xiàn)故障問題，但是有很多其他的故障會跨越至母線級，由母線保護動作切除，這也意味著母線在變電站中占據(jù)了非常重要的部分。當(dāng)變電站中出現(xiàn)母線級故障時，尤其是在樞紐變電站中，不僅會引發(fā)故障母線上的出線停電情況，同時也會對電網(wǎng)的穩(wěn)定性造成一定的影響，埋下安全隱患。本文以某220 kV變電站為例，對可能導(dǎo)致母線失壓的情況進行了分析，旨在提高變電站工作的穩(wěn)定性，加強工作中的防范意識。

1 ?運行方式

運行方式，如圖1所示。

2 ?母線保護裝置

2.1 ?220 kV母線保護裝置

在該變電站中，采用的220 kV母線危機保護裝置屬于RCS-915和BP-2B型保護裝置。在RCS-915保護裝置中，具有多種母線保護功能，例如母線差動保護、母聯(lián)充電保護、母聯(lián)死區(qū)保護等等，在BP-2B保護裝置中，有母線差動保護、母聯(lián)失靈保護、開關(guān)失靈保護出口等等。

2.2 ?110 kV和35 kV母線保護裝置

在該變電站中，并未針對110 kV和35 kV的母線設(shè)置專門的保護裝置。當(dāng)該母線出現(xiàn)問題時，由主變的中后備保護動作切除故障。

3 ?母線保護原理

各個開關(guān)的CT以及母線的所有一次設(shè)備，例如開關(guān)CT、開關(guān)、母線側(cè)隔離刀閘等等，都在母差保護的范圍中。

母線差動保護中的差動回路分成兩部分：大差回路和小差回路。在雙母保護中，大差的主要作用是作為氣動元件，對區(qū)域內(nèi)是否有故障進行判斷，保護的主要對象是兩條母線[1];小差的作用是作為選擇元件，對故障所在的母線區(qū)域進行判斷，保護的對象是一條母線以及母聯(lián)CT之間的區(qū)域。小差動作是在第一個時限中跳開母聯(lián)開關(guān)，在第二個時限中跳開母線的所有開關(guān);大差動作是在同一個時限中將故障母線上的開關(guān)全部跳開，不判斷設(shè)備所在的母線。當(dāng)雙母正常運行時，一般采用的是小差回路，這樣的保護選擇性更強;而在倒母過程中，大多采用的是大差保護，這樣可以有效避免操作并列刀閘時可能出現(xiàn)的誤動。

母差死區(qū)保護的原理為：當(dāng)母線處于并列運行的狀態(tài)時，如果故障發(fā)生的區(qū)域是母聯(lián)開關(guān)或母聯(lián)CT時候，開關(guān)側(cè)母線段刀閘在跳開時無法排除這類故障，同時CT段的小差元件也無法排除，這種情況被稱作死區(qū)故障。在這種情況下，母差保護工作已經(jīng)切除了一條母線，電流元件不返回，且母聯(lián)開關(guān)已處在跳開狀態(tài)，但是在母聯(lián)CT中仍有故障電流經(jīng)過，死區(qū)保護是在母線差動負荷電壓閉鎖后切除另外一條母線。具體的母差死區(qū)范圍，如圖2所示。

母聯(lián)失靈保護和死區(qū)保護的原理相似，主要區(qū)別在于，當(dāng)出現(xiàn)死區(qū)故障后，母聯(lián)開關(guān)處跳開狀態(tài);而在母聯(lián)失靈保護之后，母聯(lián)開關(guān)的仍處在合位。

而具體的失靈保護原理為：在各開關(guān)狀態(tài)進行相關(guān)的檢測后，然后在母聯(lián)開關(guān)空充失壓母線開始前，采用母差保護進行充電保護以及過載保護，保護標準定制為480 A，待空充母線恢復(fù)后，則可以迅速解除母聯(lián)的充電和過載保護兩種狀態(tài)。

母線充電位置是在分段母線的某一段停電檢修后，可以通過母聯(lián)或者分段開關(guān)對檢修母線進行充電，從而保證雙母的正常運行。一般此時會采用母聯(lián)充電保護的方式，這樣當(dāng)檢修母線出現(xiàn)故障時，母聯(lián)開關(guān)會跳開切除故障。

4 ?母線事故原因判斷

4.1 ?保護動作情況以及事故后的母線方式判斷

在判斷時，主要參考保護動作的情況以及斷路器的跳閘情況，通過儀表對變電站內(nèi)部的設(shè)備運行情況進行檢查，并分析在變電站中有沒有進行操作性以及工作等。

由于母差保護的范圍為母線以及和母線相連接的設(shè)備，例如電壓互感器、避雷器等等。因此，在母差保護動作下，會使一段母線上的不同分路及分段的斷路器出現(xiàn)跳閘的情況。在這種情況下，可能出現(xiàn)了母線或鏈接設(shè)備故障的情況。當(dāng)線路或設(shè)備出現(xiàn)某種故障時，出現(xiàn)保護動作而線路斷路器未跳閘時，斷路器失靈保護會在極短的時間內(nèi)跳開故障線路或設(shè)備所在母線上的所有斷路器。

一般情況下，失靈保護需要滿足以下兩個條件：第一，故障元件保護出口繼電器在動作之后未出現(xiàn)返回的現(xiàn)象，斷路器沒有跳閘;第二，在故障元件的保護范圍中，還存在故障的情況。失靈保護動作跳閘會導(dǎo)致母線出現(xiàn)失壓情況，此時一般都是線路以及變壓器故障越級導(dǎo)致的。在這種情況下，很容易界定故障的范圍，故障元件的保護有信號，斷路器的位置仍舊處在合位。當(dāng)母線及其連接設(shè)備出現(xiàn)故障時，主控室中的相關(guān)測控設(shè)備以及保護裝置出現(xiàn)相關(guān)的動作信息，故障處也會出現(xiàn)冒火、冒煙等現(xiàn)象，在判斷故障時較為容易[2]。

如果變電站中沒有安裝相應(yīng)的母線保護或失靈保護的母線，電源主接線保護動作跳閘，并且聯(lián)跳分段斷路器，導(dǎo)致母線失壓，在這種情況下，要根據(jù)以下幾個因素對其進行判斷：

保護動作的情況。如果在分路中出現(xiàn)了保護動作的情況，同時在母線以及連接設(shè)備上沒有出現(xiàn)異常，那么一般可以判斷是線路故障越級跳閘引起的;如果在分路中沒有出現(xiàn)保護動作的情況，那么既可能是母線級連接設(shè)備故障，也可能是線路故障越級跳閘;

觀察在母線以及其連接設(shè)備是否出現(xiàn)了故障情況;

如果在線路中出現(xiàn)了保護動作信號，這可以證明，電路器是因二次回路或機構(gòu)問題拒跳而出現(xiàn)的越級。如果在分路中沒有出現(xiàn)保護動作，同時在對變電站內(nèi)部一次設(shè)備的檢查中也完好的話，就可以證明是線路故障問題引發(fā)的保護拒動，導(dǎo)致的越級跳閘。在這種情況下，難以對具體的故障線路進行精確的判斷。

在對保護拒動進行判斷時，要依據(jù)四個標準：

①斷路器位置指示燈不亮;

②保護裝置的指示燈不亮;

③保護中出現(xiàn)了異常信息;

④出現(xiàn)“控制回路斷線”或交流“電壓回路斷線”的信號。

4.2 ?結(jié)合具體情況進行判斷

當(dāng)發(fā)現(xiàn)母線出現(xiàn)失壓的情況時，工作人員應(yīng)當(dāng)?shù)谝粫r間進行上報，并對變電站中保護動作的情況進行調(diào)查。如果出現(xiàn)了上文所描述的情況，則可以判斷是母線故障，要立刻對故障母線上的斷路器進行相應(yīng)的處理。如果沒有，則需要結(jié)合變電站的其他情況進行分析。另一方面，還要排除保護誤動的情況。此外，故障可能是由于工作人員的誤操作導(dǎo)致的，因此，在判斷故障的過程中，要暫停一切操作，對故障點進行排查并隔離。

5 ?母線事故處理方法

5.1 ?失壓處理

對于母線失壓處理方法主要根據(jù)目前的故障停電情況以及保護動作進行處理，若故障能夠有效排除，則應(yīng)當(dāng)拉開開關(guān)、隔離開關(guān)。同時注意查看母線絕緣情況，若不存在損傷，則應(yīng)當(dāng)按照要求對母線充電后在進行供電。若故障無法通過處理進行排除，也不能通過隔離的手段，則應(yīng)當(dāng)查看母聯(lián)開關(guān)的具體斷開區(qū)域。若單一母線出現(xiàn)失壓，則應(yīng)當(dāng)將問題線路的分路開關(guān)通過正常母線分離，若雙母線均為失壓，則應(yīng)當(dāng)對所有線路的連接設(shè)備進行細致檢測。

5.2 ?失靈保護動作處理

若因為線路開關(guān)拒動引發(fā)的失壓問題，則應(yīng)該按照光字信號，動作信息進行判定，首先隔開線路開關(guān)，恢復(fù)正常設(shè)備的運行，同時注意失靈開關(guān)的狀態(tài)。此外，還應(yīng)當(dāng)對拒動引發(fā)的失壓問題進行反饋，然后按照調(diào)度情況以及具體保護動作情況，將失靈開關(guān)進行隔離，最后開始母線運作。

6 ?結(jié) ?語

綜上所述，在變電站的日常運行中，母線的穩(wěn)定性和供電的可靠性息息相關(guān)。當(dāng)母線出現(xiàn)故障時，工作人員要及時進行排查，判斷故障的位置，并采取相應(yīng)的措施。否則，母線故障可能會導(dǎo)致大面積停電的事件，影響到電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性，甚至出現(xiàn)電網(wǎng)解列的情況。因此，變電站必須要重視母線失壓及處理工作，保證電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定。

參考文獻：

[1] 李洪衛(wèi).220 kV變電站一條母線失壓事故處理方式及風(fēng)險預(yù)控措施

[J].電工技術(shù)，2013，11：38-39+49.

[2] 徐志剛.一次大型異物導(dǎo)致220 kV變電站母線失壓故障分析[J].現(xiàn)代 ? 工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2015，24：60-61.

[3] 李俊偉.淺析220 kV變電站母線失壓及處理[J].企業(yè)導(dǎo)報，2016，05：

150-151.