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220kV變電站一條母線失壓事故處理方式及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控措施

文檔作者：李洪衛(wèi) 文檔來(lái)源：深圳供電局		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年12月11日
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繼電保護(hù)技術(shù)
[摘要]
關(guān)鍵詞
0引言
220kV變電站一條母線失壓事故處理
方式及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控措施
李洪衛(wèi)
(深圳供電局，深圳518000)
結(jié)合母差保護(hù)和失靈保護(hù)的整定及動(dòng)作特點(diǎn)，介紹22OkV變電站一條母線失壓事故的處理方式。特別針對(duì)母
差保護(hù)動(dòng)作造成GIS變電站一條母線失壓的事故，結(jié)合各種母差保護(hù)原理的區(qū)別，揭示出處理過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)，
并提出可靠的預(yù)控措施。
母線失壓母差保護(hù)后加速選擇性
220kV樞紐變電站在電網(wǎng)中起著至關(guān)重要的作用，其
一條母線失壓將加大系統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。如何快速、穩(wěn)妥地
隔離故障，盡快恢復(fù)電網(wǎng)，從而降低電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)是一項(xiàng)值得
研究的課題。
1母線失壓的原因
目前，220kV母差保護(hù)與220kV失靈保護(hù)集中組屏，
當(dāng)失靈保護(hù)或母線保護(hù)動(dòng)作時(shí)，部分變電站上送至SCA—
DA的信號(hào)為母差失靈保護(hù)動(dòng)作，且干擾信號(hào)較多，這給
調(diào)度員的判斷設(shè)置了障礙。如何判定是失靈保護(hù)動(dòng)作還是
母差保護(hù)動(dòng)作造成一條母線失壓，主要還是依據(jù)各開(kāi)關(guān)跳
閘信號(hào)的先后順序。
按照整定原則，220kV母差保護(hù)動(dòng)作應(yīng)同時(shí)跳開(kāi)故障
母線上所有間隔開(kāi)關(guān)(含母聯(lián)、分段開(kāi)關(guān))；而220kV失靈
保護(hù)動(dòng)作則先跳開(kāi)母聯(lián)、分段開(kāi)關(guān)，再跳開(kāi)失靈開(kāi)關(guān)所掛
母線上的所有間隔開(kāi)關(guān)。失靈保護(hù)具體跳閘時(shí)限整定為：
0．15s跟跳失靈開(kāi)關(guān)(裝置設(shè)定)，0．35s跳母聯(lián)開(kāi)關(guān)，0．5s
跳母線上所有開(kāi)關(guān)。
根據(jù)失壓母線上開(kāi)關(guān)的跳閘順序，可以判定出母線失
壓是因開(kāi)關(guān)失靈還是母線故障，進(jìn)而確定具體的事故處理
思路。
2失靈保護(hù)動(dòng)作事故處理思路
2．1失靈開(kāi)關(guān)的判定方法
失靈開(kāi)關(guān)的判定方法為：通過(guò)信號(hào)及SCADA系統(tǒng)檢
查到某間隔有保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，或某開(kāi)關(guān)未跳開(kāi)，則說(shuō)明該
間隔開(kāi)關(guān)失靈。
2．2事故處理思路
運(yùn)行人員實(shí)地核實(shí)各開(kāi)關(guān)狀態(tài)，將失靈開(kāi)關(guān)隔離后，
可恢復(fù)失壓母線。在用母聯(lián)開(kāi)關(guān)空充失壓母線前，應(yīng)投入
母差保護(hù)中的母聯(lián)充電保護(hù)和過(guò)流保護(hù)，二者的一次定值
設(shè)置為480A；待空充母線正常后，及時(shí)將母聯(lián)充電保護(hù)
和過(guò)流保護(hù)退出。
3母差保護(hù)動(dòng)作事故處理思路
3．1 AIS變電站事故處理思路
AIS是指空氣絕緣的敞開(kāi)式開(kāi)關(guān)設(shè)備。AIS變電站(俗
稱敞開(kāi)式變電站)的故障點(diǎn)很容易被找到，在將故障點(diǎn)隔
離后，就可恢復(fù)失壓母線。對(duì)失壓母線充電有以下兩種方
式可供選擇。
(1)用母聯(lián)、分段開(kāi)關(guān)對(duì)母線充電?？粘淝?，應(yīng)投入
母差保護(hù)中的母聯(lián)、分段充電保護(hù)和過(guò)流保護(hù)，二者的一
次定值設(shè)置為480A，充電正常后及時(shí)退出。該方式雖然
操作較簡(jiǎn)單，但若母聯(lián)開(kāi)關(guān)拒動(dòng)，則母聯(lián)失靈動(dòng)作將引起
全站失壓，造成事故擴(kuò)大。因此，采用母聯(lián)、分段開(kāi)關(guān)充
電前，應(yīng)確保其工況良好。
(2)用外來(lái)電源(220kV線路)對(duì)母線充電，并利用
手合后加速保護(hù)實(shí)現(xiàn)故障快速切除。注意選擇線路的對(duì)
側(cè)應(yīng)遠(yuǎn)離系統(tǒng)穩(wěn)定薄弱區(qū)， 以防止發(fā)生故障時(shí)破壞系統(tǒng)
穩(wěn)定。
3．2 GIs變電站事故處理思路
GIS是指氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備。GIS變電站的
設(shè)備均封閉，其故障點(diǎn)很難被找到。如需確定故障點(diǎn)，則
必須等檢修人員到現(xiàn)場(chǎng)解體，處理時(shí)間較長(zhǎng)，若電網(wǎng)運(yùn)行
在非全接線下則風(fēng)險(xiǎn)將加大，因此調(diào)度員應(yīng)盡快恢復(fù)電網(wǎng)
供電，以降低電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。為此，調(diào)度員不必對(duì)失壓母
線進(jìn)行充電，而應(yīng)將非故障間隔盡快倒至另一條運(yùn)行母線
上，以加強(qiáng)220kV網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。
3．2．1事故處理風(fēng)險(xiǎn)分析
判斷某間隔是否有故障，可采用逐個(gè)對(duì)間隔試充的方
式。圖1為母差保護(hù)范圍示意圖。
由圖1可知，母線上故障點(diǎn)F 和某間隔的“T”區(qū)范
收稿日期：2013-o7—26
作者簡(jiǎn)介：李洪衛(wèi)(1974一)，碩士，高級(jí)工程師，從事繼,kI'~-P整定和繼電保護(hù)運(yùn)行管理工作。
38I WWW．chinaet．net l電工技術(shù)
圍內(nèi)故障點(diǎn)F2在母差保護(hù)范圍內(nèi)，均會(huì)引起母差保護(hù)動(dòng)
作。因此，在將某間隔倒至另一條母線運(yùn)行前，必須先驗(yàn)
證該間隔“T”區(qū)內(nèi)無(wú)故障。具體驗(yàn)證步驟為：先把本站
失壓母線上所有間隔的母線側(cè)刀閘拉開(kāi)，再以各間隔的對(duì)
側(cè)為電源，逐一對(duì)各間隔的“T”區(qū)進(jìn)行充電，充電正常
后方可將該間隔倒至另一條母線上運(yùn)行。
圖1 母差保護(hù)范圍示意圖
3．2．2風(fēng)險(xiǎn)分析
用線路對(duì)側(cè)開(kāi)關(guān)對(duì)本側(cè)線路及“T”區(qū)充電時(shí)，不同
的母差保護(hù)型號(hào)存在不同的風(fēng)險(xiǎn)。下面著重分析典型的母
差保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)。
母差差動(dòng)回路包括母線大差和各段母線小差，其中
大差是指除母聯(lián)和分段開(kāi)關(guān)外所有支路電流所構(gòu)成的差
動(dòng)回路。某段母線小差則根據(jù)各連接元件的刀閘位置開(kāi)
入自動(dòng)識(shí)別間隔所掛母線，從而計(jì)算出某段母線的小差
電流；大差保護(hù)不判斷母線刀閘位置，而由各段小差來(lái)
判斷。母線大差用來(lái)判別母線區(qū)內(nèi)和區(qū)外故障，而各段
母線小差用于選擇故障母線。當(dāng)大差和某段小差同時(shí)動(dòng)
作時(shí)，母差保護(hù)出口將掛于故障母線上的所有開(kāi)關(guān)跳
開(kāi)；當(dāng)大差動(dòng)作而小差不動(dòng)作時(shí)，各母差保護(hù)廠家的處
理方式存在如下區(qū)別。
(1)長(zhǎng)園深瑞B(yǎng)P系列母差保護(hù)在有大差、無(wú)小差、復(fù)
壓閉鎖條件滿足時(shí)，若母聯(lián)TA電流大于電流差動(dòng)門檻，
則出口跳母聯(lián)。
(2)國(guó)電南自WMZ-41系列母差保護(hù)在大差動(dòng)作、小
差不動(dòng)作時(shí)，母差保護(hù)不出口。
(3)國(guó)電南自SGB-750系列母線保護(hù)由于設(shè)置了“大
差動(dòng)作、小差動(dòng)作，則母差保護(hù)跳有電流無(wú)刀閘輸入問(wèn)隔
開(kāi)關(guān)”的邏輯，因此會(huì)延時(shí)150ms或50ms跳故障線路，
但母線上其它設(shè)備開(kāi)關(guān)不會(huì)跳閘。
(4)南瑞繼保RCS-915系列母差保護(hù)設(shè)有一段后備保
護(hù)，即當(dāng)大差動(dòng)作、小差不動(dòng)作時(shí)，經(jīng)250ms延時(shí)切除兩
條母線上所有元件。在對(duì)“T”區(qū)充電前，已將各間隔母
線側(cè)刀閘拉開(kāi)，若“T”區(qū)存在故障，則恰好滿足“大差
動(dòng)作、小差動(dòng)作”，母差保護(hù)將延時(shí)250ms切除兩條母線
上所有元件。
綜上，在對(duì)“T”區(qū)充電前，已將各間隔母線側(cè)刀閘
拉開(kāi)，若“T”區(qū)存在故障，則恰好滿足“大差動(dòng)作、小
差動(dòng)作”。對(duì)于長(zhǎng)園深瑞B(yǎng)P系列、國(guó)電南自WMZ_41系
列、國(guó)電南自SGP,-750系列母差保護(hù)，處理過(guò)程無(wú)風(fēng)險(xiǎn)；
繼電保護(hù)技術(shù)
但對(duì)于南瑞繼保RCS-915系列母差保護(hù)，則存在誤跳運(yùn)行
母線上所有元件的風(fēng)險(xiǎn)，易造成事故擴(kuò)大，因此對(duì)“T”
區(qū)充電前必須采取足夠的預(yù)控措施。
3．2．3 RCs_915系列母差保護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控措施
預(yù)控方案1：更改對(duì)側(cè)保全線靈敏度的后備保護(hù)定
值。將對(duì)側(cè)保全線靈敏度的接地距離II段和相間距離II段
保護(hù)時(shí)間定值改為零。為了保證在故障情況下，各開(kāi)關(guān)動(dòng)
作具有嚴(yán)格的選擇性，保護(hù)整定級(jí)差應(yīng)不小于300ms。但
因南瑞繼保母差后備段是250ms出口，即使把對(duì)側(cè)保全線
靈敏度的后備保護(hù)定值改為零，也存在線路開(kāi)關(guān)保護(hù)和母
差后備保護(hù)同時(shí)動(dòng)作的風(fēng)險(xiǎn)，且繼保人員到現(xiàn)場(chǎng)更改定值
也難以滿足事故處理的快速性要求。
預(yù)控方案2：充電前，短接待充電間隔，不接入母差
保護(hù)TA二次繞組。該方案確實(shí)可以避免母差后備段動(dòng)作
時(shí)誤將運(yùn)行母線上的間隔開(kāi)關(guān)跳開(kāi)，但它一般用于“啟動(dòng)
方案”中。而在事故處理時(shí)，待繼保人員到現(xiàn)場(chǎng)封各間隔
TA，同樣難以滿足事故處理的快速性要求。
預(yù)控方案3：充電前，退出本站RCS-915系列母差保
護(hù)。按照《深圳供電局有限公司繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝
置運(yùn)行管理辦法》，母差保護(hù)全部退出少于6h時(shí)，不需
要更改對(duì)側(cè)定值；對(duì)各間隔“T”區(qū)充電一般不超過(guò)6h
時(shí)，不需要更改定值。若某間隔“T”區(qū)存在故障，則
可依靠對(duì)側(cè)后加速保護(hù)動(dòng)作切除故障(因“T”區(qū)不在
線路主保護(hù)范圍內(nèi)，主保護(hù)不會(huì)動(dòng)作)。對(duì)于配有閉鎖
式高頻保護(hù)的線路，可采取關(guān)閉線路高頻保護(hù)收發(fā)訊機(jī)
電源的方式來(lái)擴(kuò)大保護(hù)范圍，依靠主保護(hù)動(dòng)作切除
“T”范圍內(nèi)故障。
綜上，方案3的預(yù)控措施得當(dāng)且具有實(shí)效性，既可規(guī)
避母差后備保護(hù)動(dòng)作切除運(yùn)行母線的風(fēng)險(xiǎn)，又便于操作，
滿足事故處理的快速性要求。
3．2．4對(duì)“T”區(qū)充電的注意事項(xiàng)
以線路對(duì)側(cè)為電源對(duì)線路及“T”區(qū)充電時(shí)，應(yīng)先合
本側(cè)開(kāi)關(guān)，再合對(duì)側(cè)開(kāi)關(guān)(電源側(cè))。若先合對(duì)側(cè)開(kāi)關(guān)(電
源側(cè))，再合本側(cè)開(kāi)關(guān)，則本側(cè)保護(hù)的后加速對(duì)“T”區(qū)范
圍內(nèi)的三相短路和兩相短路故障不起作用，即后加速保護(hù)
功能不能反映所有類型的故障，保護(hù)不可靠。以南瑞繼保
的 C 931保護(hù)為例進(jìn)行分析，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
表1線路保護(hù)合后加速試驗(yàn)數(shù)據(jù)
試驗(yàn)方法 故障類型 動(dòng)作情況
臺(tái)于反向母線 lllms零序
狀態(tài)1：空載，電壓電流全為零 單相接地故障 加速保護(hù)動(dòng)作
狀態(tài)2：發(fā)合閘命令，80ms后進(jìn)八狀態(tài)3 臺(tái)于反向母線相問(wèn)故障 不動(dòng)作
狀態(tài)3進(jìn)八故障狀態(tài)(故障電流為3A，反
向阻抗為0．10，持續(xù)時(shí)間為0．2s1 合于反向母線兩相 i10ms零序
狀態(tài)4結(jié)束 間接地故障 加速保護(hù)動(dòng)作
臺(tái)于反向母線三相故障 不動(dòng)作
R( 931保護(hù)中的TV斷線邏輯為：三相電壓向量之
和小于8V，但正序電壓小于33．3V時(shí)，若采用母線TV，
則延時(shí)1．25s發(fā)TV斷線異常信號(hào)；TV斷線信號(hào)動(dòng)作的同
(下轉(zhuǎn)第49頁(yè))
電工技術(shù)l 2013 I 11期J39

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