倒母線的操作方法和注意事項(xiàng)

肖承仟 趙劍波 趙忠義

（平頂山供電公司，河南 平頂山 467001）

1 引言

220kV某變電站在進(jìn)行“110kV東、西母線倒為正常運(yùn)行方式”操作過(guò)程中，X110東隔離開(kāi)關(guān)B相上部出現(xiàn)嚴(yán)重拉電弧現(xiàn)象，由于處理得當(dāng)而未釀成事故。下面結(jié)合這次倒母線操作中，X110東隔離開(kāi)關(guān)B相上部突然出現(xiàn)嚴(yán)重拉電弧現(xiàn)象和處理經(jīng)過(guò)，簡(jiǎn)要分析造成此現(xiàn)象的原因。

2 故障發(fā)生前運(yùn)行方式

220kV某變電站110kV采用雙母線接線，如圖1所示。正常運(yùn)行方式為：

110kV東、西母經(jīng) X110聯(lián)絡(luò)運(yùn)行，分路開(kāi)關(guān)和主變按正常方式下編組運(yùn)行。

110kV東母：XL線（饋線）、IIXH線（線路充電）；110kV西母：X111、XZ線（線路充電）、IXH線（饋線）。

2009年7月31日因XZ線試運(yùn)行需要，原在110kV西母運(yùn)行的X111、IXH線倒至110kV東母運(yùn)行。

3 操作及處理經(jīng)過(guò)

2009年7月31日19：35分，本站值班員在執(zhí)行“110kV東、西母線倒為正常運(yùn)行方式”操作中，在推上X111西隔離開(kāi)關(guān)，拉開(kāi)X111東隔離開(kāi)關(guān)后，X110東隔離開(kāi)關(guān)一相上部突然出現(xiàn)電焊樣火花串，約 5～6s拉弧已有1尺多長(zhǎng)，操作人員判斷是X110東隔離開(kāi)關(guān)一相主接觸接觸不好，立即將X111東隔離開(kāi)關(guān)又合上，X110東隔離開(kāi)關(guān)電弧應(yīng)聲熄滅。從拉開(kāi)X111東隔離開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)X110東隔離開(kāi)關(guān)上部一相拉弧，到判斷X110東隔離開(kāi)關(guān)拉弧可能是隔離開(kāi)關(guān)接觸不好，再到合上X111東隔離開(kāi)關(guān)，中間間隔14s683ms，減去合上X111東隔離開(kāi)關(guān)需時(shí)約6～7s，在不足10s的時(shí)間里，迅速判斷、正確選擇，果斷處理，避免了一次嚴(yán)重事故。

4 故障原因分析及后果

（1）故障后檢查結(jié)果：X110東隔離開(kāi)關(guān) B相靜觸頭棒兩側(cè)固定線夾壓接不良，其中西側(cè)固定線夾固定靜觸頭棒螺桿未完全擰入（可能是安裝時(shí)螺桿與螺孔擰入時(shí)不順），存在事故隱患，表面灼傷較嚴(yán)重。正常隔離開(kāi)關(guān)靜觸頭棒連接示意圖見(jiàn)圖2，更換下的靜觸頭棒兩側(cè)固定線夾燒損情況分別見(jiàn)圖3～4。

圖1 220kV某變電站110kV系統(tǒng)接線圖

圖2 X110東隔離開(kāi)關(guān)B相靜觸頭棒連接示意圖

圖3 更換下的X110東隔離開(kāi)關(guān)B相靜觸頭棒西側(cè)固定線夾燒損情況

圖4 更換下的X110東隔離開(kāi)關(guān)B相靜觸頭棒東側(cè)固定線夾燒損情況

（2）X110東隔離開(kāi)關(guān)B相拉弧原因

1）X110東隔離開(kāi)關(guān)靜觸頭棒兩側(cè)固定線夾固定螺桿壓接不良，存在事故隱患。

2）X110東隔離開(kāi)關(guān)靜觸桿兩端壓接線夾設(shè)計(jì)不合理。靜觸桿兩端各靠一個(gè)螺絲桿擰入固定，運(yùn)行一段時(shí)間易造成接觸不良，引發(fā)故障。

3）X110東隔離開(kāi)關(guān)當(dāng)時(shí)流過(guò)電流較大（約510A，其中XL線220A，IXH線290A，當(dāng)時(shí)倒母線操作時(shí)應(yīng)先將IXH線倒至110kV西母，不應(yīng)先倒X111）。

（3）X110東隔離開(kāi)關(guān)B相拉弧的機(jī)理

由于X110東隔離開(kāi)關(guān)B相靜觸頭棒兩側(cè)固定螺桿處存在壓接不良的事故隱患，在推上X111西隔離開(kāi)關(guān)，拉開(kāi)X111東隔離開(kāi)關(guān)后，X110東隔離開(kāi)關(guān)此時(shí)流過(guò)較大電流，使X110東隔離開(kāi)關(guān)B相靜觸頭棒兩側(cè)固定線夾螺桿壓接處溫度驟升，間隙中產(chǎn)生部分自由電子，隨即發(fā)生連續(xù)的碰撞游離，在發(fā)生了雪崩式的碰撞游離之后，很快發(fā)展成電弧放電。電弧放電使弧隙處于高溫狀態(tài)，從而發(fā)展為熱游離。熱游離給弧隙提供了大量的電子和正離子，電流得以通過(guò)，所以熱游離使電弧得以維持和持續(xù)燃燒。顯然，電源點(diǎn)能量足以維持電弧的燃燒。

由于電弧的溫度很高，會(huì)很快燒壞觸頭和電弧周圍絕緣部件，如果當(dāng)時(shí)操作人員束手無(wú)策、驚慌失措，較長(zhǎng)時(shí)間電弧不能熄滅，隔離開(kāi)關(guān)本身就有損壞和爆炸的危險(xiǎn)，X110東隔離開(kāi)關(guān)B相正處在110kV東母（管母）下面中間位置，勢(shì)必造成接地短路或母線短路故障，使110kV母差保護(hù)動(dòng)作，導(dǎo)致設(shè)備損壞、110kV母線失壓大面積停電事故的發(fā)生。若是再遲延些時(shí)間再合上X111東隔離開(kāi)關(guān)（隔離開(kāi)關(guān)本身故障或爆炸時(shí)），后果將更加嚴(yán)重。

正是由于操作人員在拉開(kāi)X111東隔離開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)X110東隔離開(kāi)關(guān)一相上部突然出現(xiàn)電焊樣火花串，在電弧放電拉弧初期，立即將X111東隔離開(kāi)關(guān)又合上，X110東隔離開(kāi)關(guān)電流迅速降至很?。ㄒ虍?dāng)時(shí)負(fù)荷均在東母），電弧即刻熄滅。

5 倒母線操作的方法

運(yùn)行設(shè)備倒母線操作時(shí)，母線隔離開(kāi)關(guān)必須按“先合后拉”的原則進(jìn)行。

一條母線上所有元件須全部倒換至另一母線時(shí)，有兩種倒換次序，一種是將某一元件的刀閘合于一母線之后，隨即拉開(kāi)另一母線刀閘；另一種是全部元件都合于一母線之后，再將另一母線的所有刀閘拉開(kāi)。這要根據(jù)操作機(jī)構(gòu)位置（兩母線刀閘在一個(gè)走廊上或兩個(gè)走廊上）和現(xiàn)場(chǎng)習(xí)慣決定。

6 倒母線操作的注意事項(xiàng)

（1）倒母線操作，必須先使母聯(lián)斷路器及兩側(cè)隔離開(kāi)關(guān)在合位，檢查母聯(lián)斷路器是否合好，并斷開(kāi)母聯(lián)斷路器的操作電源，保證母線隔離開(kāi)關(guān)在并、解列時(shí)滿足等電位操作要求，防止母聯(lián)斷路器誤跳閘，造成帶負(fù)荷拉隔離開(kāi)關(guān)事故（這是因?yàn)槿舻鼓妇€過(guò)程中由于某種原因使母聯(lián)斷路器跳閘，此時(shí)母線隔離開(kāi)關(guān)的拉、合操作實(shí)際上就是對(duì)兩條母線進(jìn)行帶負(fù)荷解列、并列操作，這種情況下，因解列、并列電流較大，隔離開(kāi)關(guān)滅弧能力有限，會(huì)造成弧光短路。操作完畢后應(yīng)及時(shí)合上母聯(lián)斷路器的操作電源。

（2）進(jìn)行倒母線操作應(yīng)注意對(duì)母差保護(hù)的影響，應(yīng)根據(jù)繼電保護(hù)的要求調(diào)整母差保護(hù)運(yùn)行方式（非選擇性、強(qiáng)制互聯(lián)）。在倒母線操作過(guò)程中（無(wú)特殊情況下），母差保護(hù)應(yīng)投入運(yùn)行。

（3）由于設(shè)備倒換至另一母線或母線上電壓互感器停電，繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的電壓回路需要轉(zhuǎn)換由另一電壓互感器供電時(shí)，母線隔離開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)應(yīng)切換正常，應(yīng)注意勿使繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置因失去電壓而誤動(dòng)。

拉開(kāi)母聯(lián)斷路器前，檢查母聯(lián)斷路器電流為零，對(duì)將要停電的母線再檢查一次，確認(rèn)設(shè)備已全部倒至運(yùn)行母線上，以防“漏”倒設(shè)備或避免因電壓回路接觸不良及通過(guò)電壓互感器二次向不帶電母線反送電，而引起電壓回路熔斷器熔斷，造成繼電保護(hù)誤動(dòng)引起停電事故等。拉開(kāi)母聯(lián)斷路器后，檢查停電母線電壓應(yīng)為零。

（4）合上母聯(lián)斷路器時(shí)，應(yīng)盡量減少兩條母線的電位差。

（5）母線送電宜由母聯(lián)或分段開(kāi)關(guān)充電，特殊方式下可由 220kV出線充電，充電線路的選擇按照《河南電力調(diào)度規(guī)程》相關(guān)原則選取，并經(jīng)省調(diào)同意。

（6）備用母線充電，用母聯(lián)斷路向備用母線充電，必須檢查待充電母線無(wú)異常，并投入母聯(lián)斷路器充電保護(hù)，投入主變保護(hù)跳母聯(lián)開(kāi)關(guān)壓板，母差保護(hù)要作相應(yīng)變更（微機(jī)母差保護(hù)），充電正常后退出充電保護(hù)。如果備用母線存在故障，可由母聯(lián)斷路器切除，防止擴(kuò)大事故。用其他元件對(duì)母線充電時(shí)，要考慮母差保護(hù)的靈敏度，并采取防止運(yùn)行開(kāi)關(guān)誤跳的措施。

（7）曾經(jīng)發(fā)生過(guò)母線鐵磁諧振的變電站，可以采取先停PT，再停母線，或先送母線，再送PT的操作方法，并采取驗(yàn)電的方法彌補(bǔ)PT停運(yùn)時(shí)檢測(cè)母線電壓。

（8）倒母線應(yīng)考慮各組母線的負(fù)荷與電源分布的合理性。

1）一條母線需要倒換部分元件至另一條母線或一條母線倒換全部元件至另一條母線操作

倒換操作時(shí)應(yīng)注意電源與負(fù)荷的均衡倒換（一般先倒一電源元件，接著倒一負(fù)荷元件，防止母聯(lián)斷路器通過(guò)大電流，發(fā)生意外故障。

2）當(dāng)110kV母線負(fù)荷由一臺(tái)主變單電源供電時(shí)，應(yīng)注意電源與負(fù)荷的均衡倒換（一般先倒一負(fù)荷元件，再倒電源元件），盡量減小母聯(lián)斷路器電流。

（9）倒母線操作中設(shè)備出現(xiàn)異常及突發(fā)故障時(shí)的處理

倒母線操作中設(shè)備出現(xiàn)異常及突發(fā)故障時(shí)，應(yīng)冷靜沉著，準(zhǔn)確判斷，迅速?zèng)Q斷，果斷處理。

當(dāng)拉開(kāi)工作母線隔離開(kāi)關(guān)后若發(fā)現(xiàn)合入的母線隔離開(kāi)關(guān)接觸不好或拉電弧，應(yīng)立即將拉開(kāi)的母線隔離開(kāi)關(guān)再合上，查明原因再繼續(xù)操作。

（10）已發(fā)生故障的母線上的斷路器需倒換至正常運(yùn)行母線上時(shí)，應(yīng)先拉開(kāi)故障母線上的斷路器和隔離開(kāi)關(guān)，檢查明確，并隔離母線故障點(diǎn)后，才能進(jìn)行由正常運(yùn)行母線對(duì)斷路器的恢復(fù)送電操作。

（11）操作前必須做好充分準(zhǔn)備，填寫(xiě)操作票時(shí)要注意運(yùn)行方式等其他條件的變化，做好事故預(yù)想。要嚴(yán)格執(zhí)行“操作五制”，嚴(yán)肅倒閘操作流程，規(guī)范操作行為，在操作中不漏項(xiàng)、跳項(xiàng)，按照操作順序準(zhǔn)確核對(duì)設(shè)備及保護(hù)壓板位置。

7 結(jié)論

倒母線操作對(duì)于變電站是一項(xiàng)非常頻繁而又復(fù)雜的操作，稍有不慎，就會(huì)發(fā)生誤操作事故。在認(rèn)真落實(shí)《防止電氣誤操作安全管理規(guī)定》和落實(shí)各級(jí)安全生產(chǎn)責(zé)任制的同時(shí)，還必須嚴(yán)格設(shè)備驗(yàn)收制度，特別是新安裝的設(shè)備，要認(rèn)真做好設(shè)備主導(dǎo)流、主接觸部位的驗(yàn)收把關(guān)，認(rèn)真排查和及時(shí)發(fā)現(xiàn)、消除事故隱患，防止誤操作事故和同類事故的發(fā)生。

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