淺談110kV GIS變電站加裝母線保護(hù)改造

摘 要：本文針對深圳地區(qū)110kV GIS 變電站GIS 設(shè)備母線故障率較高的問題，闡述加裝 110kV 母線保護(hù)的必要性和可行性。對技改過程中的電源回路、電流，電壓回路、開入開出信號(hào)回路等關(guān)鍵技術(shù)及對策進(jìn)行分析，對類似110kV變電站裝母差保護(hù)極有參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：GIS 變電站；母線保護(hù)；母線故障；供電可靠性

近幾年，深圳地區(qū)電網(wǎng)負(fù)荷增長迅猛，電網(wǎng)建設(shè)加速，因城區(qū)用地緊張，近年投產(chǎn)的變電站一次設(shè)備都采用GIS設(shè)備。根據(jù)深圳局GIS設(shè)備故障的統(tǒng)計(jì)，GIS設(shè)備母線故障率較高。故110kV GIS變電站皆應(yīng)配置一套母線差動(dòng)保護(hù)，保護(hù)按單母線分段配置，典型主接線如下圖：

一、110kV母線保護(hù)二次回路

（一）電流回路

110kV元件的電流回路應(yīng)按三相進(jìn)行采集，使用P級(jí)的開關(guān)CT繞組。接入的每一路間隔應(yīng)單獨(dú)使用一組CT，回路前后禁止串接其他負(fù)載。母差保護(hù)CT配置范圍應(yīng)與對應(yīng)間隔的線路保護(hù)/主變保護(hù)CT配置范圍重疊交叉，避免死區(qū)。母差保護(hù)接入間隔應(yīng)至少滿足四條線路、三臺(tái)主變、一個(gè)分段的配置。各間隔 CT二次接地點(diǎn)在近CT二次出線處各自與二次地網(wǎng)穩(wěn)固連接。

（二）電壓回路

110kV母線電壓應(yīng)取母聯(lián)（分段）開關(guān)兩側(cè)PT的三相電壓，使用P級(jí)的開關(guān)PT繞組。電壓回路必須經(jīng)過空氣開關(guān)進(jìn)入裝置。接入保護(hù)裝置的元件，其電壓二次回路中性線與保護(hù)用的電壓二次回路中性線一起在全站一點(diǎn)接地。

（三）開入、開出信號(hào)回路

1.母線刀閘的開入

母聯(lián)開關(guān)位置接點(diǎn)應(yīng)采用開關(guān)本體位置常開輔助接點(diǎn)三相串聯(lián)、常閉輔助接點(diǎn)三相并聯(lián)分別接入裝置。

對于雙母線接線或單母分段接線雙跨間隔，母線刀閘位置接點(diǎn)應(yīng)采用刀閘本體位置常開輔助接點(diǎn)接入裝置。對于單母分段接線，一次設(shè)備固定接于一條母線的間隔，應(yīng)將對應(yīng)的母線刀閘位置開入短接。

2.跳閘回路

母線保護(hù)跳閘應(yīng)接入“操作箱永跳”。若操作箱無永跳回路，為避免故障發(fā)生在斷路器和CT之間時(shí)，即線路保護(hù)的死區(qū)，母差保護(hù)動(dòng)作，但跳開開關(guān)后故障點(diǎn)仍然存在導(dǎo)致故障范圍擴(kuò)大的情況，母線保護(hù)跳閘應(yīng)同時(shí)接“操作箱手跳”及“保護(hù)遠(yuǎn)跳/其他保護(hù)停信” 。在后期操作箱更換時(shí)，同步改接至“操作箱永跳”。母差保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)應(yīng)接入110kV備自投裝置“閉鎖備自投”開入。

（四）電源回路

直流電源回路在電源屏上分配獨(dú)立的空氣開關(guān)，采用輻射供電的方式。

二、加裝110kV母線保護(hù)的必要性

《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程 》（GB/T14285- 2006）中規(guī)定，“對發(fā)電廠和變電所的 35kV～110kV電壓的母線，在下列情況下應(yīng)裝設(shè)專用的母線保護(hù)：a.110kV雙母線；b.110kV 單母線、重要發(fā)電廠或 110kV 以上重要變電所的 35kV～66kV母線，需要快速切除母線上的故障時(shí)；c.35kV～66kV電力網(wǎng)中，主要變電所的 35kV～66kV雙母線或分段單母線需快速而有選擇地切除一段或一組母線上的故障，以保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和可靠供電。

加裝母線保護(hù)有以下的優(yōu)點(diǎn)：

1）供電可靠性得以大大提高以快速隔離故障，縮小停電范圍。

2）有利于對用戶的快速復(fù)電。深圳電網(wǎng)有部分110kV線路未配置縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，配置的后備保護(hù)I段保護(hù)定值是按照全線的70%整定，后備保護(hù)II段保護(hù)定值是按照全線并延伸至相鄰線路或者主變整定。 一旦發(fā)生故障，因沒有足夠的信息供運(yùn)行人員分析和判斷，故不能立即判斷出故障點(diǎn)。因?yàn)槿魞H后備保護(hù)II 段動(dòng)作，故障點(diǎn)可能在下一級(jí)變電站的母線及相連的刀閘、CT 氣室等，這就延長了復(fù)電的時(shí)間。如果裝設(shè)了母線保護(hù)，其和線路主保護(hù)有交叉的保護(hù)范圍，不存在死區(qū)，當(dāng)故障發(fā)生，運(yùn)行人員完全可以通過保護(hù)動(dòng)作情況清晰地判斷出故障點(diǎn)在線路還是母線，在哪條母線，可以大大縮短復(fù)電的時(shí)間。

3）快速切除故障，避免事故擴(kuò)大作，待取得運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)后推廣。深圳電網(wǎng)的運(yùn)行方式為多級(jí)串供，若站內(nèi)未配置110kV母差保護(hù)，110kV母線故障只能依靠遠(yuǎn)后備保護(hù)切除，這不僅擴(kuò)大了損壞范圍和停電面積，設(shè)備損壞程度也進(jìn)一步加重。安裝母線保護(hù)后，110kV母線上的故障可迅速切除，避免了事故的擴(kuò)大，避免長時(shí)間故障引起的系統(tǒng)振蕩或保護(hù)越級(jí)跳閘的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在條件允許的情況下，在 GIS 設(shè)備評(píng)估較低而供電可靠性要求較高的 110kV GIS 變電站加裝 110kV 母線保護(hù)是十分重要并且可行的。

三、結(jié)語

筆者結(jié)合深圳地區(qū)110kV GIS 變電站加裝110kV母線保護(hù)工程，依據(jù)一次設(shè)備的評(píng)估報(bào)告，詳細(xì)闡述110kV母差保護(hù)的必要性和可行性。同時(shí)分析了110kV母線保護(hù)二次回路。通過改造，提高了供電可靠性，降低了電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，便于運(yùn)行人員事故處理，加速恢復(fù)供電。希望能為南方電網(wǎng)其他110 kV變電站加裝110kV母線保護(hù)改造提供一定的技術(shù)參造考。

參考文獻(xiàn)：

[1] 深圳供電局有限公司繼電保護(hù)反事故措施匯編，2014.

[2] 繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程（GB/T14285- 2006），2006.

[3] 深圳供電局有限公司繼電保護(hù)反事故措施匯編，2014.

作者簡介：

徐曉（1988-），女，漢族，浙江衢州人，本科，初級(jí)工程師。