220kV羅坑變電站母線接地開關的配置分析

陳武勤

摘 要：對于常規(guī)變電站，為保證檢修人員檢修母線時的安全，電壓為63 kV及以上的配電裝置，每段母線上應安裝接地開關或接地器，而接地開關或接地器的配置需通過計算檢修母線電磁感應電壓以確定接地開關的數(shù)量及布置間距。該文通過220 kV羅坑變電站工程計算介紹了母線接地開關的配置數(shù)量及間距布置。

關鍵詞：變電站 母線電磁感應電壓 母線接地開關

中圖分類號：TM63；TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）06（c）-0031-02

在常規(guī)變電站中，雙母線接線的母線檢修時，一段母線停電檢修時，另一段平行運行母線的工作電流和短路電流因電磁藕合而在檢修母線上產(chǎn)生感應電壓。根據(jù)DL/T 5352—2006《高壓配電裝置設計技術規(guī)程》中5.1.8章節(jié)規(guī)定：“對屋外配電裝置，為保證電氣設備和母線的檢修安全，每段母線上應裝設接地開關或接地器；接地開關或接地器的安裝數(shù)量應根據(jù)母線上電磁感應電壓和平行母線的長度以及間隔距離進行計算確定”。

1 220 kV羅坑變電站母線的選用及布置

220 kV羅坑變電站為新建變電站，該站主變?nèi)萘繛?×180 MVA，220 kV主變中性點直接接地，110 kV母線及220 kV母線均為雙母線接線，220 kV及110 kV母線選用管型母線。假設220 kV 2M母線檢修，1M母線單獨運行時工作電流為2 180 A，三相短路電流為27.87 kA，單相短路電流為23.34 kA；110 kV母線正常工作電流為1 150 A，三相短路電流為18.47 kA，單相短路電流為17.49 kA。

220 kV兩組管型母線布置如圖1所示，母線相間距D1=3.5 m，兩組母線間的距離D2=5 m，220 kV配電裝置共12個間隔，每個間隔取13 m，母線長度l=13 m。

110 kV兩組管型母線布置如圖2所示，母線相間距=1.6 m，兩組母線間的距離=3.5 m，110 kV配電裝置共20個間隔，每個間隔取8 m，母線長度l= m。

從圖1中，假設2M段母線檢修，1M段母線運行，根據(jù)電磁感應定律可知，1M段母線流過負荷電流或短路電流時，隨著電流的變化，使得2M段母線產(chǎn)生感應電勢，即可能致使人受傷的母線電磁感應電壓。而根據(jù)1M段母線流過不同的電流，2M段母線產(chǎn)生的電磁感應電壓可分為兩類：（1）長期工作電磁感應電壓，是由運行中的母線通過正常工作電流產(chǎn)生的，作用是長時間連續(xù)的。（2）瞬時電磁感應電壓，是當工作母線發(fā)生三相或單相接地短路故障造成的，作用是瞬時的[1]。

2 220 kV母線電磁感應電壓及接地開關安裝數(shù)量、間距計算

2.1 220 kV母線電磁感應電壓的計算

因2M段母線A2相距離1M段母線最近，當1M母線流過三相負荷電流或C1相發(fā)生短路電流時，在2M段母線A2相母線上產(chǎn)生的電磁感應電壓最大。設定如下。

（1）1M母線的三相負荷電流為I，A；（2）1M母線中的C1相的單相接地短路電流為，A；（3）1M母線流過三相負荷電流時，A2相母線的電磁感應電壓為，V/m；（4）1M母線C1相發(fā)生單相接地短路時，A2相的感應電壓，V/m；（5）2M母線中A2相對1M母線中A2相單位長度的平均互感抗，Ω/m；2M母線中A2相對1M母線中B1相單位長度的平均互感抗，Ω/m；2M母線中A2相對1M母線中C1相單位長度的平均互感抗，Ω/m；（6）220 kV母線長度為l，m；（7）2M母線中A2相相對于1M母線上A1、B1、C1相間距L1，m；（8）短路電流持續(xù)時間t，按0.2 s考慮。

根據(jù)參考文獻《電力工程電氣設計手冊（電氣一次部分）》， 220 kV 2M段母線有兩種不電流產(chǎn)生的兩種不同的感應電壓計算如下。

當2M母線停電檢修，負荷電流流過1M母線時，則2M母線中A2相相對于1M母線上A1、B1、C1相單位長度平均互感抗及2M母線中A2相的感應電壓為：

4 結語

采用雙母線接線形式的變電站，尤其是供電負荷較重的變電站，為確保供電需求，很難安排雙母線都同時停電，對于母線檢修或以后的擴建，均會出現(xiàn)一段母線運行，另一段母線檢修的情況，而檢修狀態(tài)的母線將產(chǎn)生母線電磁感應電壓。

參考文獻

[1] 水利電力部西北電力設計院.電力工程電氣設計手冊（電氣一次部分）[M].中國電力出版社，1989.

[2] 《鋼鐵企業(yè)電力設計手冊》編委會.鋼鐵企業(yè)電力設計手冊[M].冶金工業(yè)出版社，1996.