220 kV變電站旁路代線路開關(guān)運(yùn)行操作方式改進(jìn)

龔俊祥，張菁

（國網(wǎng)山東省電力公司威海供電公司，山東威海264200）

220 kV變電站旁路代線路開關(guān)運(yùn)行操作方式改進(jìn)

龔俊祥，張菁

（國網(wǎng)山東省電力公司威海供電公司，山東威海264200）

研究一種220 kV變電站旁路代線路開關(guān)操作方式，該方式不受一次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)改變影響，操作過程始終有一套主保護(hù)運(yùn)行，避免線路保護(hù)誤動、拒動及倒閘操作風(fēng)險(xiǎn)。介紹220 kV變電站母聯(lián)兼旁路雙母線主接線改進(jìn)前后的旁路代線路開關(guān)操作方式，對比分析改進(jìn)前后對電網(wǎng)運(yùn)行及倒閘操作風(fēng)險(xiǎn)的影響。運(yùn)行結(jié)果表明改進(jìn)的操作方式在操作全過程不失去快速主保護(hù)，滿足繼電保護(hù)四性要求，避免了倒閘操作風(fēng)險(xiǎn)，能夠保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

旁路代線路；倒閘操作；風(fēng)險(xiǎn)；保護(hù)不正確動作

0引言

目前電力系統(tǒng)中有些220 kV變電站主接線采用母聯(lián)兼旁路的雙母線，在旁路開關(guān)代線路開關(guān)運(yùn)行時(shí)能夠滿足GB／T 14285—2006《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》中應(yīng)保留一套全線速動保護(hù)運(yùn)行的要求。但在代路操作過程中，線路保護(hù)裝置受一次設(shè)備運(yùn)行方式改變的影響，主保護(hù)存在拒動或誤動的安全隱患，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。因此需要對現(xiàn)有操作方式進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)操作的全過程保留一套主保護(hù)運(yùn)行，確保任何時(shí)間段內(nèi)有選擇性地快速切除故障，防止電網(wǎng)事故擴(kuò)大，保證電網(wǎng)、設(shè)備的安全。

1 220kV旁路開關(guān)代線路開關(guān)現(xiàn)有操作方式

以某220 kV變電站為例進(jìn)行介紹，220 kV系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖中2號母線帶旁路。假設(shè)220 kV桃車I線211開關(guān)停電檢修，桃車I線需由旁路代路運(yùn)行?，F(xiàn)代路操作有等電位拉合211-4隔離開關(guān)和拉合母聯(lián)兼旁路200開關(guān)2種方式。

圖1 220kV系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1等電位拉合211-4隔離開關(guān)的代路操作方式

所有線路及主變倒排至2號母線運(yùn)行，200開關(guān)分閘，拉開200-14、合上200-4隔離開關(guān)，200開關(guān)合閘空充4號母線，停用線路保護(hù)的縱聯(lián)距離主保護(hù)，通信接口裝置的收發(fā)信接點(diǎn)及電源回路等切換至旁路運(yùn)行，投入旁路保護(hù)的縱聯(lián)距離主保護(hù)，停用211開關(guān)控制電源，等電位合上211-4隔離開關(guān)，恢復(fù)211開關(guān)控制電源，211開關(guān)分閘，停用線路保護(hù)的縱聯(lián)差動或縱聯(lián)方向主保護(hù)，拉開211-2、211-3隔離開關(guān)，211開關(guān)停電；工作結(jié)束后恢復(fù)正常運(yùn)行的操作為合上211-2、211-3隔離開關(guān)，投入線路保護(hù)的縱聯(lián)差動或縱聯(lián)方向主保護(hù)，211開關(guān)合閘，停用211開關(guān)控制電源，等電位拉開211-4隔離開關(guān)，恢復(fù)211開關(guān)控制電源，停用旁路保護(hù)的縱聯(lián)距離主保護(hù)，通信接口裝置的收發(fā)信接點(diǎn)及電源回路等切換回本身，投入線路保護(hù)的縱聯(lián)距離主保護(hù)。其后通過倒排恢復(fù)正常運(yùn)行方式［1］。

1.2 拉合母兼旁200開關(guān)的代路操作方式

所有線路及主變倒排至2號母線運(yùn)行，200開關(guān)分閘，拉開200-14、合上200-4隔離開關(guān)，200開關(guān)合閘空充4號母線，正常后200開關(guān)分閘，合上211-4隔離開關(guān)充電至4號母線，停用線路保護(hù)的縱聯(lián)距離主保護(hù)，通信接口裝置的收發(fā)信接點(diǎn)及電源回路等切換至旁路運(yùn)行，投入旁路保護(hù)的縱聯(lián)距離主保護(hù)，200開關(guān)合閘，211開關(guān)分閘，停用線路保護(hù)的縱聯(lián)差動或縱聯(lián)方向主保護(hù)，拉開211-2、211-3隔離開關(guān)，211開關(guān)停電；工作結(jié)束后恢復(fù)正常運(yùn)行的操作為合上211-2、211-3隔離開關(guān)，投入線路保護(hù)的縱聯(lián)差動或縱聯(lián)方向主保護(hù)，211開關(guān)合閘，200開關(guān)分閘，停用旁路保護(hù)的縱聯(lián)距離主保護(hù)，通信接口裝置的收發(fā)信接點(diǎn)及電源回路等切換回本身，投入線路保護(hù)的縱聯(lián)距離主保護(hù)，拉開211-4隔離開關(guān)。其后通過倒排恢復(fù)正常運(yùn)行方式［1］。

2 現(xiàn)有操作方式安全隱患

等電位拉合211-4隔離開關(guān)的代路操作方式，等電位操作211-4隔離開關(guān)需211開關(guān)成為“死”開關(guān)（停用開關(guān)控制電源），雖避免了帶負(fù)荷拉合隔離開關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)，但本線路發(fā)生故障時(shí)將啟動失靈保護(hù)，造成故障停電范圍擴(kuò)大。

拉合母兼旁200開關(guān)的代路操作方式，需通過拉合211-4隔離開關(guān)投停4號母線，要求隔離開關(guān)具備開合較長空載母線電容電流的能力，同時(shí)存在隔離開關(guān)合于故障母線的隱患［2］。

現(xiàn)有的220 kV代路操作方式，由于兩個(gè)開關(guān)短時(shí)間并列運(yùn)行于同一線路，電流分流將影響距離保護(hù)范圍，主保護(hù)元件存在拒動的隱患；且保護(hù)裝置功能并不考慮代路方式，在代路過程某階段部分保護(hù)元件存在誤動風(fēng)險(xiǎn)。

例如在拉合母兼旁200開關(guān)的代路操作方式中各保護(hù)元件在下列操作階段可能由非本線故障引起動作跳閘：投入旁路縱聯(lián)距離主保護(hù)至旁路開關(guān)合閘前，對側(cè)縱聯(lián)距離主保護(hù)元件在本側(cè)反方向區(qū)外故障時(shí)可能動作出口跳對側(cè)開關(guān)［3］；旁路開關(guān)合閘時(shí)，零序過流加速因不受方向元件控制在手合加速100 ms內(nèi)可能動作出口跳旁路開關(guān)；旁路開關(guān)與出線開關(guān)并列運(yùn)行時(shí)，可能由環(huán)流造成零序保護(hù)元件動作出口跳閘，由于零序保護(hù)受方向元件控制，一般只能旁路或出線零序保護(hù)其一出口跳閘；旁路開關(guān)與出線開關(guān)并列運(yùn)行時(shí)零序差動元件在環(huán)流及對側(cè)啟動的情況下可能動作跳開對側(cè)及本側(cè)出線開關(guān)；出線開關(guān)分閘后至縱聯(lián)差動或方向主保護(hù)退出前對側(cè)縱聯(lián)差動元件、縱聯(lián)方向元件在保護(hù)啟動情況下可能動作出口跳對側(cè)開關(guān)［3］。

3 220 kV旁路開關(guān)代線路開關(guān)改進(jìn)后操作方式

為解決現(xiàn)有220 kV代路操作方式存在的安全隱患，對旁路開關(guān)代線路開關(guān)操作方式進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的操作方式要求220 kV母差保護(hù)能夠適應(yīng)母線兼旁母型式的雙母線接線方式，即母線保護(hù)應(yīng)具備各線路間隔母線跨條隔離開關(guān)的開入，當(dāng)跨條隔離開關(guān)閉合，母差保護(hù)將母聯(lián)作為旁路，保護(hù)范圍為2號母線，1號母線不在母差保護(hù)范圍內(nèi)。仍以上述220 kV變電站為例，分析操作過程及保護(hù)范圍變動情況。

3.1 旁路開關(guān)代線路開關(guān)的操作步驟

所有線路及主變倒排至2號母線運(yùn)行，空出1號母線，母兼旁200開關(guān)分閘，合上200-4隔離開關(guān)，200開關(guān)合閘空充1、4號母線，此時(shí)母差保護(hù)判斷200開關(guān)為母聯(lián)，線路保護(hù)及母差保護(hù)保護(hù)范圍不變。

220 kV桃車I線倒排至1號母線，母差保護(hù)判斷200開關(guān)為母聯(lián)，線路保護(hù)及母差保護(hù)保護(hù)范圍不變。

停用220 kV桃車I線211開關(guān)的縱聯(lián)距離主保護(hù)，通信接口裝置的電源、接點(diǎn)等切換至旁路保護(hù)，并投入運(yùn)行，220 kV桃車I線211開關(guān)縱聯(lián)差動或縱聯(lián)方向主保護(hù)保護(hù)范圍為CT安裝處以外線路部分，母兼旁200開關(guān)主保護(hù)保護(hù)范圍為1、4號母線及桃車I線線路部分，母差保護(hù)范圍為1、2、4號母線，各保護(hù)裝置保護(hù)范圍重疊，無死區(qū)。

211-4隔離開關(guān)采用等電位方式操作，操作前將母差保護(hù)的211-4隔離開關(guān)位置開入強(qiáng)制為合閘，母差保護(hù)判斷母兼旁200開關(guān)為旁路開關(guān)，投入200開關(guān)啟動失靈回路功能。此時(shí)母差保護(hù)范圍為2號母線，1號母線不在母差的保護(hù)范圍內(nèi)，200開關(guān)主保護(hù)范圍為1、4號母線及線路部分，各保護(hù)裝置保護(hù)范圍無死區(qū)。停用211開關(guān)縱聯(lián)差動或縱聯(lián)方向主保護(hù)，停用啟動失靈回路功能，停用211開關(guān)控制電源，使211開關(guān)成為死開關(guān)，合上211-4、拉開200-14隔離開關(guān)，恢復(fù)211開關(guān)控制電源，211開關(guān)分閘，拉開211-1、211-3隔離開關(guān)，211開關(guān)、1號母線停電。最后形成2號母線運(yùn)行，母兼旁200開關(guān)帶220 kV桃車I線線路運(yùn)行的方式。

3.2 工作結(jié)束后恢復(fù)正常方式的操作步驟

合上211-1、211-3隔離開關(guān)，211開關(guān)合閘空充1號母線，停用211開關(guān)控制電源，使211開關(guān)成為死開關(guān)，將母差保護(hù)的211-4隔離開關(guān)位置開入強(qiáng)至為合閘，合上200-14、拉開211-4隔離開關(guān)，恢復(fù)211開關(guān)控制電源，投入211開關(guān)縱聯(lián)差動或縱聯(lián)方向主保護(hù)，投入啟動失靈回路功能，停用200開關(guān)啟動失靈回路功能，將母差保護(hù)的211-4隔離開關(guān)位置開入置于自適應(yīng)狀態(tài)，此時(shí)母差保護(hù)判斷200開關(guān)為母聯(lián)，保護(hù)范圍為1、2號母線，220 kV桃車I線211開關(guān)本身1套主保護(hù)保護(hù)范圍為CT安裝處以外線路部分，母兼旁200開關(guān)主保護(hù)保護(hù)范圍為1、4號母線及桃車I線線路部分。

停用200開關(guān)縱聯(lián)距離主保護(hù)，通信接口裝置的電源、接點(diǎn)等切換回本身并投入運(yùn)行。220 kV桃車I線倒排至2號母線，200開關(guān)分閘，拉開200-4隔離開關(guān)，200開關(guān)合閘，將在1號母線上運(yùn)行的設(shè)備倒排至1號母線運(yùn)行，恢復(fù)正常方式運(yùn)行。

從上述操作過程中可以看出，該系統(tǒng)在任何時(shí)段、任何地點(diǎn)都沒有失去快速主保護(hù)的保護(hù)。

4 結(jié)語

改進(jìn)的220 kV旁路開關(guān)代線路開關(guān)操作方式避免了操作過程中出現(xiàn)的母兼旁200開關(guān)與線路211開關(guān)并列運(yùn)行的狀況。通過保護(hù)通信接口裝置的切換，能夠在操作中全過程保留一套主保護(hù)運(yùn)行，不受操作過程中一次設(shè)備狀態(tài)改變的影響，避免了引起線路保護(hù)裝置誤動、拒動的可能性。操作過程中通過線路保護(hù)、適應(yīng)母線兼旁母型式雙母線主接線的母差保護(hù)裝置部分功能的切換，保護(hù)范圍得以交叉重疊，確保了操作過程中沒有失去快速動作的主保護(hù)，滿足繼電保護(hù)裝置可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求，保證電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定運(yùn)行。

改進(jìn)的220 kV旁路開關(guān)代線路開關(guān)操作方式211-4、200-14隔離開關(guān)均通過等電位方式操作，避免了通過隔離開關(guān)拉合母線的風(fēng)險(xiǎn)。

改進(jìn)的220 kV旁路開關(guān)代路操作方式也適合旁路開關(guān)帶主變開關(guān)，代路操作方式相同，代路時(shí)需運(yùn)行的差動保護(hù)應(yīng)在合主變間隔-4隔離開關(guān)前將電流輸入切換至200開關(guān)CT二次回路，跳閘出口切換至200開關(guān)的跳閘回路。

［1］錢振華.電氣設(shè)備倒閘操作技術(shù)問答［M］.北京：中國電力出版社，2009.

［2］傅知蘭.電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實(shí)用計(jì)算［M］.北京：中國電力出版社，2004.

［3］朱聲石.高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)原理與技術(shù)［M］.北京：中國電力出版社，1995.

Improved Operation of 220 kV Bypass Breaker

GONG Junxiang，ZHANG Jing
（State Grid Weihai Power Supply Company，Weihai 264200，China）

An operating mode of the bypass breaker in 220 kV substation is studied.This mode is immune to the operating condition of electric equipment，and it can avoid risks of protection incorrect operation and switching operation by running the main protection during the operation.An introduction is given about switching operation of the 220 kV bypass breaker with bus coupler and bypass double bus.With regard to the influences on power network，a comparison is made between the former operating mode and the improved operation mode.Practical running results indicate that the improved operation mode is capable of fast main protection during the whole process，which satisfies four principles of relay protection，avoiding the risks of switching operation and securing the stability of power system.

bypass bus；switching operation；risk；protection incorrect operation

TM773

B

1007－9904（2015）08－0054－03

2015-04-13

龔俊祥（1972），男，高級工程師，從事電網(wǎng)規(guī)劃工作；

張菁（1975），女，高級工程師，從事變電設(shè)計(jì)工作。