雙母線接線方式母聯開關檢修時運行方式供電可靠性分析

國網冀北電力有限公司廊坊供電公司　馬保華　馬世強　趙　磊

雙母線接線方式母聯開關檢修時運行方式供電可靠性分析

國網冀北電力有限公司廊坊供電公司馬保華馬世強趙磊

220kV變電站110kV母線母聯開關檢修，110kV系統中有三種運行方式可供選擇，為保證安全可靠供電，對三種運行方式進行供電可靠性分析比較，了解各種運行方式下，不同性質故障對用戶供電的影響，為今后運行人員安排運行方式提供技術支持。

雙母線；母聯開關；分列運行

0.引言

供電可靠性是電力系統持續供電的能力，是考核供電企業供電質量的重要指標，是衡量一個國家經濟發達程度的標準之一。隨著社會現代化、信息化的發展，對電能的依賴程度越來越高，對電能質量要求不斷上升。供電可靠性對經濟生產、人民生活及社會秩序都會產生巨大影響。實際工作中，經常遇到母聯開關檢修的情況，母聯開關檢修時，系統運行方式的安排將直接影響系統的供電可靠性，如果安排不當可能造成系統全部停電的事故，影響對用戶的可靠供電。

1.雙母線接線母聯開關檢修時運行方式

220kV變電站一次系統接線圖如圖1所示。運行方式為220kV兩條線路；220kV4號、5號母線；1號、2號臺主變；110kV4號、5號母線并列運行給110kV10條線路供電。1號主變220kV、110kV中性點接地運行，變壓器中性點零序電流保護投入，間隙電壓、電流保護退出；2號主變220kV、110kV中性點經放電間隙接地，變壓器中性點間隙電壓、電流保護投入，零序電流保護退出。110kV單元開關111、113、115、117、119、101在5號母線運行；112、114、116、118、120、102開關在4號母線運行。變壓器容量為2× 240MW。其所帶110kV變電站均采用雙電源供電，開環運行方式，備用電源自投裝置投入。其中111、112；115、116；117、118為雙回路供電方式。

圖1　220kV變電站一次系統圖

110kV母聯開關檢修時，共有三種運行方式可供選擇。

第一種方式：兩臺主變分列運行各代一條母線，如圖2所示，其中1號主變帶110kV5號母線運行（紅色），2號主變帶110kV4號母線運行（藍色）。

第二種方式：110 kV所有單元倒單母線運行，1、2號主變并列。5號母線運行，4號母線停電。如圖3所示。

第三種方式，用線路單元的兩組母線刀閘跨接把4號、5號母線串聯，使兩條母線連體運行。如圖4所示。

圖2　1號主變帶110kV5號母線、2號主變帶110kV4母線，母線分列運行

圖3　110 kV所有單元倒單母線（5#母線）運行，1、2號主變并列

2.三種運行方式供電可靠性分析

2.1母線本身故障時供電可靠性分析

第一種方式：1號主變帶110kV5號母線、2號主變帶110kV4母線，母線分列運行。

4號母線故障，母線差動保護動作，故障母線跳閘，故障母線失電，其所帶線路停電。由于110kV系統為雙電源供電，實行備用電源自投方式運行，通過備用電源自投將停電線路所帶負荷自投到另一個電源供電，所以不影響負荷。

5號母線故障，母線差動保護動作，故障母線跳閘，故障母線失電，其所帶線路停電。由于110kV系統為雙電源供電，實行備用電源自投方式運行，通過備用電源自投將停電線路所帶負荷自投到另一個電源供電，所以不影響負荷。

第二種方式：110 kV所有單元倒單母線（5#母線）運行，1、2號主變并列。

4號母線故障，因4號母線在停電狀態不影響負荷。

5號母線故障，母線差動保護動作，故障母線跳閘，故障母線失電，其所帶110kV線路停電。113、114、119、120所帶變電站，通過備用電源自投將停電線路所帶負荷自投到另一個電源供電。但是111、112；115、116；117、118雙回路供電的3座變電站全站失電，影響負荷。

第三種方式：一個線路單元的兩組母線刀閘同時合入（跨接），兩條母線連體運行。

4號母線故障，因4、5號母線在一起運行，母線差動保護動作，4、5號母線同時跳閘，110kV線路全部停電。113、114、119、120所帶變電站，通過備用電源自投將停電線路所帶負荷自投到另一個電源供電。但是111、112；115、116；117、118為雙回路供電的3座變電站全站失電，影響負荷。

5號母線故障，因4、5號母線在一起運行，母線差動保護動作，4、5號母線同時跳閘，110kV線路全部停電。113、114、119、120所帶變電站，通過備用電源自投將停電線路所帶負荷自投到另一個電源供電。但是111、112；115、116；117、118為雙回路供電的3座變電站全站失電，影響負荷。

母線本身故障時影響負荷情況列表如表1所示。

表1　母線故障對負荷的影響情況

2.2線路故障越級情況（以電力系統線路故障率較高的單相故障為例）可靠性分析

第一種運行方式：1號主變帶110kV5號母線、2號主變帶110kV4母線，母線分列運行。

4號母線所帶線路發生故障越級，4號母線供電的2號主變110kV后備零序過流保護動作跳開變壓器102開關，該條母線停電，其所帶線路停電。因110kV系統為雙電源供電，實行備用電源自投方式運行，通過備用電源自投將停電線路所帶負荷自投到另一個電源供電，不影響負荷。

5號母線所帶線路發生故障越級，5號母線供電的1號主變110kV后備零序過流保護動作跳開變壓器101開關，該條母線停電，其所帶線路停電。因110kV系統為雙電源供電，實行備用電源自投方式運行，通過備用電源自投將停電線路所帶負荷自投到另一個電源供電，不影響負荷。

因此，不論那條母線所帶線路出現越級故障都不影響供電。

第二種運行方式：110 kV所有單元倒單母線（5#母線）運行，1、2號主變并列。

4號母線所帶線路發生故障越級，首先1號主變點零序過流保護動作跳開101開關，然后 2號主變間隙保護動作主變三側開關跳閘，110kV母線及所帶110kV線路全部停電。113、114、119、120所帶變電站，通過備用電源自投將停電線路所帶負荷自投到另一個電源供電。但是111、112；115、116；117、118為雙回路供電的3座變電站全站失電，影響負荷。

5號母線所帶線路發生故障越級，首先1號主變點零序過流保護動作跳開101開關，然后 2號主變間隙保護動作主變三側開關跳閘，110kV母線及所帶110kV線路全部停電。113、114、119、120所帶變電站，通過備用電源自投將停電線路所帶負荷自投到另一個電源供電。但是111、112；115、116；117、118為雙回路供電的3座變電站全站失電，影響負荷。

因此，110kV系統10條線路任何一條出現越級現象都將造成雙回路供電的3座變電站全站失電，影響負荷。

第三種運行方式：一個線路單元的兩組母線刀閘同時合入（跨接），兩條母線連體運行。

4號母線所帶線路發生故障越級， 1號主變點零序過流保護動作跳開101開關，但故障點并未切除， 2號主變間隙保護動作主變三側開關跳閘，110kV母線及所帶110kV線路全部停電。113、114、119、120所帶變電站，通過備用電源自投將停電線路所帶負荷自投到另一個電源供電。但是111、112；115、116；117、118為雙回路供電的3座變電站全站失電，影響負荷。

5號母線所帶線路發生故障越級， 1號主變點零序過流保護動作跳開101開關，但故障點并未切除， 2號主變間隙保護動作主變三側開關跳閘，110kV母線及所帶110kV線路全部停電。113、114、119、120所帶變電站，通過備用電源自投將停電線路所帶負荷自投到另一個電源供電。但是111、112；115、116；117、118為雙回路供電的3座變電站全站失電，影響負荷。

110kV系統10條線路任何一條出現越級現象都將造成雙回路供電的3座變電站全站失電，影響負荷。

線路故障越級時影響負荷情況列表如表2所示。

表2　線路故障越級時對負荷的影響情況

2.3主變故障跳閘可靠性分析

第一種方式：1號主變帶110kV5號母線、2號主變帶110kV4母線，母線分列運行。

1號主變故障，變壓器保護動作跳閘，其所帶的110kV5號母線停電，5號母線所帶線路停電。因110kV系統為雙電源供電，實行備用電源自投方式運行，通過備用電源自投將停電線路所帶負荷自投到另一個電源供電，不影響負荷。

2號主變故障，變壓器保護動作跳閘，其所帶的110kV4號母線停電，5號母線所帶線路停電。因110kV系統為雙電源供電，實行備用電源自投方式運行，通過備用電源自投將停電線路所帶負荷自投到另一個電源供電，不影響負荷。

第二種方式：110 kV所有單元倒單母線（5#母線）運行，1、2號主變并列。

1號主變故障，變壓器保護動作跳閘，2號主變運行帶110kV系統運行，不影響負荷。

2號主變故障，變壓器保護動作跳閘，1號主變運行帶110kV系統運行，不影響負荷。

第三種方式：一個線路單元的兩組母線刀閘同時合入（跨接），兩條母線連體運行。

1號主變故障，變壓器保護動作跳閘，2號主變運行帶110kV系統運行，不影響負荷。

2號主變故障，變壓器保護動作跳閘，1號主變運行帶110kV系統運行，不影響負荷。

主變故障跳閘時影響負荷情況列表如表3所示。

表3　主變故障跳閘對負荷的影響情況

3.結論

通過對220kV變電站110kV母聯開關檢修時，三種不同運行方式下，出現母線本身故障或線路故障越級或變壓器故障，造成的110kV母線失電的情況分析，得出的結論是一致的，即兩條母線分列運行的供電可靠性高于其它兩種運行方式。因此，在母聯開關檢修時為提高供電可靠性建議采用兩條母線分列運行方式。

［1］雷強.變電站10kV線路越級跳閘原因及對策［J］.中國城市經濟，2011（27）：182-185.

［2］安賀鵬.混合線路故障定位及重合閘控制系統的研究［D］.華北電力大學，2013.

［3］陳春香.35kV變電站運行中故障跳閘的分析與處理［J］.科技資訊，2014，12（35）：105-106.

［4］黃愛琴.東深工程110kV線路常見故障及應對措施［J］.廣東水利電力職業技術學院學報，2012，10（3）：39-41.

［5］肖立墀.贛州電網220kV線路故障跳閘分析及其對策［J］.江西電力，2009，33（2）：5-7.