220kV變電站母線故障繼電保護(hù)裝置動(dòng)作分析

【摘要】變電站各級(jí)電壓母線發(fā)生故障時(shí)，為了確保變電站和電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，變電站繼電保護(hù)裝置必須正確動(dòng)作切除故障。本文對(duì)220kV變電站母線故障繼電保護(hù)裝置動(dòng)作情況進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】變電站;母線;故障;繼電保護(hù)裝置;動(dòng)作分析

變電站正常運(yùn)行時(shí)，由于受不可抗拒的外力破壞、母線存在缺陷、繼電保護(hù)誤動(dòng)、運(yùn)行人員誤操作等原因，不可避免的會(huì)發(fā)生母線故障或事故。怎樣才能夠做到準(zhǔn)確、及時(shí)地處理變電站母線各種故障或事故，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行呢？本人認(rèn)為首先必須能正確分析母線故障，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作情況。

下面對(duì)220kV變電站各級(jí)電壓母線發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作情況進(jìn)行分析。

一、典型220kV雙母線接線變電站正常運(yùn)行方式

1.典型220kV雙母線接線變電站一次系統(tǒng)接線圖（如圖1所示）

圖1 220kV雙母線接線變電站一次系統(tǒng)接線

2.典型220kV雙母線接線變電站一次系統(tǒng)正常運(yùn)行方式

（1）220kV：電廠一線221、電源一線223、1#主變201在1#母線上運(yùn)行;電廠二線222、電源二線224、2#主變202在2#母線上運(yùn)行;母聯(lián)225斷路器、225-1、225-2隔離開(kāi)關(guān)均在合閘位置;1#主變220kV中性點(diǎn)D10-2接地刀閘在斷開(kāi)位置;2#主變220kV中性點(diǎn)D20-2接地刀閘在合閘位置。

（2）110kV：電站一線111、電站三線113、1#主變101在1#母線上運(yùn)行;電站二線112、電站四線114、2#主變102在2#母線上運(yùn)行;母聯(lián)115斷路器、115-11、115-2隔離開(kāi)關(guān)在合閘位置;1#主變110kV中性點(diǎn)D10-1接地刀閘在斷開(kāi)位置;2#主變110kV中性點(diǎn)D20-1接地刀閘在合閘位置。

（3）10kV：1#主變001斷路器帶1#母線負(fù)荷;2#主變002斷路器帶2#母線負(fù)荷;分段016斷路器已拉開(kāi)，016-1、016-2隔離開(kāi)關(guān)在合閘位置，016斷路器自投裝置運(yùn)行。

3.典型220kV變電站二次系統(tǒng)正常運(yùn)行方式

（1）220kV：電廠一線221、電廠二線222、電源一線223、電源二線224線路保護(hù)配置兩套保護(hù)。220kV線路保護(hù)I屏為CSL101D數(shù)字式線路保護(hù)裝置：配有專用光纖通道的光纖分相差動(dòng)保護(hù)，三段式相間和接地距離，四段零序方向保護(hù)，失靈啟動(dòng)，三相不一致保護(hù)，充電保護(hù)，綜合重合閘，故障錄波，電壓切換箱，分相操作箱;220kV線路保護(hù)II屏為CSL-103B數(shù)字式線路保護(hù)裝置：配有縱聯(lián)分相差動(dòng)保護(hù)，三段式相間和接地距離，四段零序方向保護(hù)，電壓切換箱，采用高頻載波通道傳送保護(hù)信號(hào)。實(shí)現(xiàn)雙主、雙后備的保護(hù)配置原則。

220kV母線保護(hù)為差動(dòng)保護(hù)，配置了兩套保護(hù)。220kV母差I(lǐng)屏為WMH-800微機(jī)母線保護(hù)裝置：配有比率制動(dòng)特性的電流差動(dòng)保護(hù)，復(fù)合電壓閉鎖，母聯(lián)（分段）充電保護(hù)，開(kāi)關(guān)失靈保護(hù)，母聯(lián)失靈死區(qū)保護(hù)，TA斷線閉鎖及告警，TV斷線告警;220kV母差I(lǐng)I屏為WMZ-41B微機(jī)母線保護(hù)裝置：配有電流差動(dòng)保護(hù)，復(fù)合電壓閉鎖，母聯(lián)開(kāi)關(guān)失靈（死區(qū)）保護(hù)及充電保護(hù)，開(kāi)關(guān)失靈保護(hù)，TA斷線閉鎖及告警，TV斷線告警，直流穩(wěn)壓消失監(jiān)視。

另外，220kV失靈保護(hù)為WSL-200微機(jī)母線失靈保護(hù)裝置。

（2）110kV：電站一線111、電站二線112、電站三線113、電站四線114線路保護(hù)為WXH-811微機(jī)線路保護(hù)裝置：配有三段式相間和接地距離，四段零序方式保護(hù)，三相一次重合閘;110kV母線保護(hù)為差動(dòng)保護(hù)，配置了WMH-800微機(jī)母線保護(hù)裝置。

（3）10kV：10kV配電線路保護(hù)為WXH-821微機(jī)線路保護(hù)測(cè)控裝置：配有電流速斷、過(guò)電流及三相一次重合閘;電容器組保護(hù)為低電壓、過(guò)電壓、過(guò)電流和零序平衡保護(hù);分段斷開(kāi)，自投運(yùn)行;1#變001跳閘（包括偷掉）016自投;2#變002跳閘（包括偷掉）016自投。

（4）主變保護(hù)：本站#1、2主變壓器配置兩套保護(hù)。主變壓器保護(hù)I屏為WBH-801（集成了一臺(tái)變壓器的全部主后備電量保護(hù)），和WBH-802（集成了變壓器的全部非電量類保護(hù)）微機(jī)變壓器保護(hù)裝置，并配有FCZ-832S高壓側(cè)開(kāi)關(guān)操作箱（含電壓切換），完成主變的一套電量保護(hù)、非電量保護(hù)和高壓側(cè)的操作回路及電壓切換回路功能;主變壓器保護(hù)II屏為WBH-801微機(jī)變壓器保護(hù)裝置，并配有FCZ-813S中壓側(cè)和低壓開(kāi)關(guān)操作箱（含中壓側(cè)電壓切換），ZYQ-812高壓側(cè)電壓切換箱，完成主變的第二套電量保護(hù)和中、低壓側(cè)的操作回路及高中壓側(cè)電壓切換回路功能。實(shí)現(xiàn)了雙主、雙后備保護(hù)配置原則。

其中，電量保護(hù)有：差動(dòng)保護(hù);220kV復(fù)壓（方向）過(guò)流，220kV零序電流保護(hù)（零序方向I段、零序方向II段、零序過(guò)流、中性點(diǎn)零序過(guò)流），220kV間隙保護(hù);110kV復(fù)壓（方向）過(guò)流，110kV零序電流保護(hù)（零序方向I段、零序方向II段、零序過(guò)流、中性點(diǎn)零序過(guò)流）;10kV復(fù)壓（方向）過(guò)流。

非電量保護(hù)有：本體重瓦斯，調(diào)壓重瓦斯，壓力釋放，冷卻器故障，繞組溫度，油溫保護(hù)。

（5）1#、2#所用變配置有RCS-9621A成套保護(hù)裝置。

二、變電站母線故障繼電保護(hù)裝置動(dòng)作分析

變電站母線的作用是匯集電能和分配電能。見(jiàn)220kV雙母線接線變電站一次系統(tǒng)接線圖1-1，當(dāng)220kV母線發(fā)生故障時(shí)，電能則無(wú)法從發(fā)電廠或變電站把電能送給220kV母線，220kV母線也無(wú)法將電能送給220kV各線路或主變壓器;當(dāng)110kV母線、10kV母線發(fā)生故障時(shí)，電能則無(wú)法從該變電站送給110kV、10kV各線路用戶。變電站母線故障繼電保護(hù)裝置動(dòng)作分析如下：

1.10kV母線故障繼電保護(hù)裝置動(dòng)作分析

10kV 1#母線相間永久性故障（保護(hù)、斷路器動(dòng)作正確，分段自投不成功）繼電保護(hù)裝置動(dòng)作分析。

（1）當(dāng)10kV 1#母線相間永久性故障（保護(hù)、斷路器動(dòng)作正確，分段自投不成功）時(shí)，由上一級(jí)后備保護(hù)1#主變I屏、II屏10kV復(fù)壓方向過(guò)電流保護(hù)1時(shí)限動(dòng)作跳分?jǐn)?16斷路器（正常運(yùn)行時(shí)，分?jǐn)?16斷路器熱備用狀態(tài)，分?jǐn)?16斷路器在斷開(kāi)位置）;由1#主變I屏、II屏10kV復(fù)壓方向過(guò)電流保護(hù)2時(shí)限動(dòng)作跳1#主變10kV本側(cè)001斷路器切除故障;此時(shí)，10kV 1#母線失壓，10kV 1#母線電容器組低電壓保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)電容器011斷路器;與此同時(shí)，10kV分段自投動(dòng)作，自投在相間永久性故障的10kV 1#母線，10kV分段016后加速保護(hù)動(dòng)作，分段自投不成功。

（2）按照事故處理的基本原則及一般程序，分析10kV 1#母線相間永久性故障（保護(hù)、斷路器動(dòng)作正確，分段自投不成功）的基本處理思路為：一次設(shè)備組、二次設(shè)備組（每組檢查人員不少于2人）分別對(duì)一、二次設(shè)備進(jìn)行檢查;將10kV 1#母線故障隔離;安排10kV 1#母線檢修。

2.110kV母線故障繼電保護(hù)裝置動(dòng)作分析

110kVⅠ#母線相間永久故障（保護(hù)，斷路器正確動(dòng)作）繼電保護(hù)裝置動(dòng)作分析。

（1）當(dāng)110kV 1#母線相間永久性故障（保護(hù)、斷路器正確動(dòng)作）時(shí)，110kV1#母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)101、115、111、113切除故障;此時(shí)，110kV 1#母線失壓。

（2）按照事故處理的基本原則及一般程序，分析110kV 1#母線相間永久性故障（保護(hù)、斷路器正確動(dòng)作）的基本處理思路為：一次設(shè)備組、二次設(shè)備組（每組檢查人員不少于2人）分別對(duì)一、二次設(shè)備進(jìn)行檢查;將110kV 1#母線故障隔離;恢復(fù)101、111、113斷路器回路供電;安排110kV 1#母線檢修。

3.220kV母線故障繼電保護(hù)裝置動(dòng)作分析

220kVⅠ#母線A相永久故障（母差保護(hù)拒動(dòng)）繼電保護(hù)裝置動(dòng)作分析。

（1）當(dāng)220kV 1#母線A相永久故障（母差保護(hù)拒動(dòng)）時(shí)，由2#主變1屏、2屏高壓側(cè)零序方向過(guò)流動(dòng)作跳開(kāi)母聯(lián)225斷路器;由1#主變1、2屏220kV間隙保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)1#主變?nèi)齻?cè)201、101、001斷路器;此時(shí)，10kV 1#母線失壓，10kV 1#母線電容器組低電壓保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)電容器011斷路器;與此同時(shí)，10kV分段自投動(dòng)作，10kV分段自投成功;10kV 1#母線恢復(fù)供電。

（2）按照事故處理的基本原則及一般程序，分析220kV 1#母線A相永久故障（母差保護(hù)拒動(dòng)）的基本處理思路為：一次設(shè)備組、二次設(shè)備組（每組檢查人員不少于2人）分別對(duì)一、二次設(shè)備進(jìn)行檢查;將220kV 1#母線故障隔離;恢復(fù)225、201、101、001斷路器回路供電;恢復(fù)10kV分段016斷路器正常運(yùn)行;恢復(fù)221、223斷路器回路供電;根據(jù)電壓情況決定是否投入011斷路器恢復(fù)Ⅰ#電容器運(yùn)行;安排220kV 1#母線檢修。

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作者簡(jiǎn)介：陶陽(yáng)（1988—），女，湖南長(zhǎng)沙人，現(xiàn)供職于國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司長(zhǎng)沙供電分公司，主要研究方向：電力營(yíng)銷、電力系統(tǒng)分析、電氣運(yùn)行，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置。