110kV 變電站雙電源并列運行中存在的問題分析

李云鋒

（國網(wǎng)河南省電力公司三門峽供電公司，河南 三門峽 472000）

引言

合理的電網(wǎng)結構是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的基礎，繼電保護裝置能否發(fā)揮積極的作用，與電網(wǎng)結構布置的是否合理有著密切的關系，所以必須把它作為一個有機整體統(tǒng)籌考慮，全面安排。對于110kV 線路一般采用環(huán)網(wǎng)布置，開環(huán)的運行方式。但隨著負荷變電站容量的增大，負荷性質重要性的加強，局部地區(qū)某些110kV 線路難以承受變電站的所有負荷，如圖所示：當負荷變電站電源都來自于同一個中心變電站時，如果負荷變電站的負荷較重，為了降低線損、增強可靠性，往往要求采用雙回線并列運行方式，此種方式優(yōu)點是提高了設備利用率，但此種方式對系統(tǒng)及保護整定計算將帶來很大的困擾。

二、110kV 變電站雙電源并列運行方式簡介

110kV 變電站雙電源并列運行主要指的是：變電站的甲、乙線路兩側的開關都處于運行狀態(tài)，受電側母聯(lián)開關都處于合位中，通常會將這種運行方式應用于受電側負荷比較大的情況下。由于單回線難以承受變電站中的全部負荷，應用這種運行方式，能夠保證甲乙電源線良好運行，并且在兩條線路中都會配備全線速動的繼電保護裝置。

三、110kV 變電站雙電源并列運行方式中存在的問題

雙電源并列運行方式實際上在局部形成了小的電磁環(huán)網(wǎng)，其對220 kV 變電站的運行有著一定的影響。如圖2，當220kV 變電站110kVI 母所帶的一條出線發(fā)生故障時，由于保護或開關自身的問題未及時切除故障，開關1 未跳開，此時應由1#、2#主變110kV 側后備保護I 時限動作跳開110kV 母聯(lián)開關2，再由1#主變110kV 側后備保護II 時限動作跳開開關3，從而完成1l0kVI 母停電隔離故障，保留110kVII 母正常運行。

但是，由于有雙電源并列運行方式的存在，上述一系列保護動作后，局部電網(wǎng)變成了如圖3 所示，并沒有按照事先設計的方案將故障隔離開，而是由主變通過開關4 →電源乙線→ 母聯(lián)開關5→電源甲線→1l0kVI母→開關1→故障點這條路徑繼續(xù)提供故障電流。由于110kV 變電站的落點布局越來越密，雙回電源線的長度一般不會很長，有些甚至非常短，這樣，110kV變電站內的橋開關實際充當了220kV變電站110kV母線的第二個母聯(lián)開關，將導致難以實現(xiàn)1#、2#主變后備保護中跳母聯(lián)開關縮小停電范圍的目標。在這種情況下，目前的繼電保護配置會繼續(xù)擴大停電范圍，而且故障類型不同，造成的影響也不盡相同。

1.兩相或三相短路故障

當故障類型為兩相或三相短路故障時，在主變后備保護跳開開關2 和開關3 后，繼續(xù)由2#主變110kV 側后備保護跳開開關4，最終切除故障，進而造成220kV 變電站的110kV 部分全停。

2.接地故障

當故障類型為接地故障時，情況稍復雜一些，需考慮#1、#2 主變中性點接地方式。首先對1#主變中性點接地運行方式進行簡單分析，如前所述，當主變110kV 后備保護動作，跳開開關2 和開關3 后，該站110kV 系統(tǒng)實際變成了中性點不接地系統(tǒng)，接地故障會使2#主變及1l0kV 變電站內的兩臺變壓器中性點電壓升高，導致這三臺主變過電壓保護動作，最終將這三臺主變跳閘停電，停電范圍同樣擴大。其次對2#主變中性點接地運行方式進行簡單分析，開關2 和開關3 跳閘后，繼續(xù)由2#主變沿圖3 所示的路徑給故障點提供零序電流，最終由2#主變110kV 側后備保護跳開開關4，至此故障隔離，但220kV 變電站的110kV 部分全停，導致系統(tǒng)中的停電范圍擴大。

四、相關的解決措施

通過雙回電源并列運行方式分析發(fā)現(xiàn)，這種運行方式相當于220kV 變電站110kV 系統(tǒng)有兩個母聯(lián)開關并列運行，這與典型保護配置原則相違背，當發(fā)生故障時會擴大停電范圍。鑒于此，可通過調整變運行方式或增加保護配置等方法來完善。

（一）調整運行方式

(1)將電源甲、乙線受端開關采取一主一備(熱備)方式運行，110kV 變電站安裝備自投裝置，同時考慮線路潮流按照單回線控制。(2)如果受條件限制，必須采取雙回線并列運行方式，可以采取將1lOkV 變電站兩回電源線倒在220kV 變電站一條母線上運行的方式，但必須考慮兩段母線負荷平衡問題。

（二）增加保護配置

在220kV 變電站110kV 母線加裝失靈保護，當出線開關發(fā)生拒動時切除故障線路所在母線上所有元件，及時隔離故障。

（三）做好負荷預測工作

在變電站初期設計及遠景規(guī)劃時，盡可能地做好中遠期負荷預測工作，盡量避免出現(xiàn)雙回電源并列運行的局面。針對當前義馬變雙電源并列運行采取的措施是：將110kV Ⅰ砥義線、Ⅱ砥義線均倒至砥110kV 東母一條母線運行，發(fā)生故障時能夠有效的縮小停電范圍。

五、結束語

今后在安排電網(wǎng)運行方式時要充分從系統(tǒng)的角度進行全面考慮，合理配置負荷，避免采用這種雙電源并列運行方式。同時要盡早結合電網(wǎng)規(guī)劃建設、改造等，使110kV 變電站采用一主一備電源備自投方式供電，從而確保供電端和受電端均安全可靠運行。