110千伏兩變三母線變電站10千伏母線不停電技術研究與應用

許霖 鄭歡 王仁偉 劉博

摘 要：城市電網存在部分不完全接線的110千伏兩變三母線結構變電站，其中一臺主變停電時一段10千伏母線無法轉供。通過低壓并聯空載主變送10千伏母線方式，合理調整繼電保護整定值，優化電網操作模式，可實現一臺主變帶供全部母線，提高供電可靠性。

關鍵詞：兩變三母線；并聯空載主變；保護配合；供電可靠性

根據電網發展需求，目前城市電網110千伏運行變電站中，存在遠期為三主變四段10千伏母線而現階段為兩主變三段10千伏母線（以下簡稱為“兩變三母”）結構，其中一段母線無法通過母聯開關轉移至另一臺主變供電，在主變上級設備停電時負荷無法轉供造成用戶停電。然而，隨著社會經濟發展，不間斷供電需求越來越高，如何保證上級電力設備停電時仍能可靠供電，是城市電網運行過程中急需研究和解決的問題。

1 兩變三母線式站點介紹

110千伏兩主變三母線站點中一條10千伏母線無法通過母聯開關轉移至另一臺主變供電，在上級電源停電時10千伏三段母線只能通過倒送的形式保證其供電，參見圖1，在運行過程中存在一定的弊端：

1）10千伏線路過載，低互聯區域停電；

2）電壓難以合格；

3）保護配合有難度。

2 低壓并空載主變送母線方式可行性研究

2.1 低壓并空載主變送母線運行方式

針對兩變三母線站點結構特點，根據電網運行特點，以圖1為例考慮采取的低壓并空載主變送母線接線方式，其中2號主變由低壓倒送空載運行，即升壓空載運行模式。

2.2 主變過電壓問題

正常運行時2號主變空載，且高壓側中性點接地，低壓電源通過電磁回路交變過來僅有正序、負序分量，零序諧波無法傳遞，且受變比影響，高次諧波向上傳遞時衰減，主要為工頻正序電壓，而中性點已接地，不存在過電壓問題。當10千伏單相接地時，相電壓上升為線電壓，中性點偏移至接地相，但由于高壓側接地，也不存在過電壓問題。

2.3 保護配合

2號主變限時速斷保護作為Ⅲ母的主保護以及其出線近區相間故障后備保護。

1號主變限時速斷保護作為上級保護，兩者動作時間配合。2號主變復壓閉鎖過流保護作為Ⅲ母出線全線相間故障的后備保護，#1主變復壓閉鎖過流保護作為其上級保護，兩者動作時間配合。

1號主變高壓側復壓閉鎖過流保護與1號主變復壓閉鎖過流保護在動作時間、靈敏系數上均配合。

2.4 諧振條件

低壓并空載主變送母線運行方式下，類似在10千伏母線上并聯了一個電感，仍然過補償，達不到諧振條件。

2.5 損耗分析

按圖2網絡建模進行網損計算，結果如表1所示。

從計算結果來開，雖然采取低壓并空載主變方式下多出一臺主變損耗，但仍較低壓倒送方式損耗偏少。

3 總結與展望

針對110千伏兩變三母線結構變電站，在上級電源停電時，采取低壓并空載主變方式是可行的，利用現有保護能夠配合，并具有一定的經濟效益。但該方式下運行操作特別是保護配置方面需特別注意，故障特征較為復雜，在實際應用中應予以重點考慮。

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