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220kV變電站一條母線失壓事故處理方式及風(fēng)險預(yù)控措施

文檔作者：李洪衛(wèi) 文檔來源：深圳供電局		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年12月11日
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繼電保護技術(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)險預(yù)控措施
李洪衛(wèi)
(深圳供電局，深圳518000)
結(jié)合母差保護和失靈保護的整定及動作特點，介紹22OkV變電站一條母線失壓事故的處理方式。特別針對母
差保護動作造成GIS變電站一條母線失壓的事故，結(jié)合各種母差保護原理的區(qū)別，揭示出處理過程的風(fēng)險，
并提出可靠的預(yù)控措施。
母線失壓母差保護后加速選擇性
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)的運行風(fēng)險。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)險是一項值得
研究的課題。
1母線失壓的原因
目前，220kV母差保護與220kV失靈保護集中組屏，
當(dāng)失靈保護或母線保護動作時，部分變電站上送至SCA—
DA的信號為母差失靈保護動作，且干擾信號較多，這給
調(diào)度員的判斷設(shè)置了障礙。如何判定是失靈保護動作還是
母差保護動作造成一條母線失壓，主要還是依據(jù)各開關(guān)跳
閘信號的先后順序。
按照整定原則，220kV母差保護動作應(yīng)同時跳開故障
母線上所有間隔開關(guān)(含母聯(lián)、分段開關(guān))；而220kV失靈
保護動作則先跳開母聯(lián)、分段開關(guān)，再跳開失靈開關(guān)所掛
母線上的所有間隔開關(guān)。失靈保護具體跳閘時限整定為：
0．15s跟跳失靈開關(guān)(裝置設(shè)定)，0．35s跳母聯(lián)開關(guān)，0．5s
跳母線上所有開關(guān)。
根據(jù)失壓母線上開關(guān)的跳閘順序，可以判定出母線失
壓是因開關(guān)失靈還是母線故障，進而確定具體的事故處理
思路。
2失靈保護動作事故處理思路
2．1失靈開關(guān)的判定方法
失靈開關(guān)的判定方法為：通過信號及SCADA系統(tǒng)檢
查到某間隔有保護動作信號，或某開關(guān)未跳開，則說明該
間隔開關(guān)失靈。
2．2事故處理思路
運行人員實地核實各開關(guān)狀態(tài)，將失靈開關(guān)隔離后，
可恢復(fù)失壓母線。在用母聯(lián)開關(guān)空充失壓母線前，應(yīng)投入
母差保護中的母聯(lián)充電保護和過流保護，二者的一次定值
設(shè)置為480A；待空充母線正常后，及時將母聯(lián)充電保護
和過流保護退出。
3母差保護動作事故處理思路
3．1 AIS變電站事故處理思路
AIS是指空氣絕緣的敞開式開關(guān)設(shè)備。AIS變電站(俗
稱敞開式變電站)的故障點很容易被找到，在將故障點隔
離后，就可恢復(fù)失壓母線。對失壓母線充電有以下兩種方
式可供選擇。
(1)用母聯(lián)、分段開關(guān)對母線充電?？粘淝?，應(yīng)投入
母差保護中的母聯(lián)、分段充電保護和過流保護，二者的一
次定值設(shè)置為480A，充電正常后及時退出。該方式雖然
操作較簡單，但若母聯(lián)開關(guān)拒動，則母聯(lián)失靈動作將引起
全站失壓，造成事故擴大。因此，采用母聯(lián)、分段開關(guān)充
電前，應(yīng)確保其工況良好。
(2)用外來電源(220kV線路)對母線充電，并利用
手合后加速保護實現(xiàn)故障快速切除。注意選擇線路的對
側(cè)應(yīng)遠離系統(tǒng)穩(wěn)定薄弱區(qū)， 以防止發(fā)生故障時破壞系統(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關(guān)設(shè)備。GIS變電站的
設(shè)備均封閉，其故障點很難被找到。如需確定故障點，則
必須等檢修人員到現(xiàn)場解體，處理時間較長，若電網(wǎng)運行
在非全接線下則風(fēng)險將加大，因此調(diào)度員應(yīng)盡快恢復(fù)電網(wǎng)
供電，以降低電網(wǎng)運行風(fēng)險。為此，調(diào)度員不必對失壓母
線進行充電，而應(yīng)將非故障間隔盡快倒至另一條運行母線
上，以加強220kV網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。
3．2．1事故處理風(fēng)險分析
判斷某間隔是否有故障，可采用逐個對間隔試充的方
式。圖1為母差保護范圍示意圖。
由圖1可知，母線上故障點F 和某間隔的“T”區(qū)范
收稿日期：2013-o7—26
作者簡介：李洪衛(wèi)(1974一)，碩士，高級工程師，從事繼,kI'~-P整定和繼電保護運行管理工作。
38I WWW．chinaet．net l電工技術(shù)
圍內(nèi)故障點F2在母差保護范圍內(nèi)，均會引起母差保護動
作。因此，在將某間隔倒至另一條母線運行前，必須先驗
證該間隔“T”區(qū)內(nèi)無故障。具體驗證步驟為：先把本站
失壓母線上所有間隔的母線側(cè)刀閘拉開，再以各間隔的對
側(cè)為電源，逐一對各間隔的“T”區(qū)進行充電，充電正常
后方可將該間隔倒至另一條母線上運行。
圖1 母差保護范圍示意圖
3．2．2風(fēng)險分析
用線路對側(cè)開關(guān)對本側(cè)線路及“T”區(qū)充電時，不同
的母差保護型號存在不同的風(fēng)險。下面著重分析典型的母
差保護風(fēng)險。
母差差動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)和分段開關(guān)外所有支路電流所構(gòu)成的差
動回路。某段母線小差則根據(jù)各連接元件的刀閘位置開
入自動識別間隔所掛母線，從而計算出某段母線的小差
電流；大差保護不判斷母線刀閘位置，而由各段小差來
判斷。母線大差用來判別母線區(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動
作時，母差保護出口將掛于故障母線上的所有開關(guān)跳
開；當(dāng)大差動作而小差不動作時，各母差保護廠家的處
理方式存在如下區(qū)別。
(1)長園深瑞B(yǎng)P系列母差保護在有大差、無小差、復(fù)
壓閉鎖條件滿足時，若母聯(lián)TA電流大于電流差動門檻，
則出口跳母聯(lián)。
(2)國電南自WMZ-41系列母差保護在大差動作、小
差不動作時，母差保護不出口。
(3)國電南自SGB-750系列母線保護由于設(shè)置了“大
差動作、小差動作，則母差保護跳有電流無刀閘輸入問隔
開關(guān)”的邏輯，因此會延時150ms或50ms跳故障線路，
但母線上其它設(shè)備開關(guān)不會跳閘。
(4)南瑞繼保RCS-915系列母差保護設(shè)有一段后備保
護，即當(dāng)大差動作、小差不動作時，經(jīng)250ms延時切除兩
條母線上所有元件。在對“T”區(qū)充電前，已將各間隔母
線側(cè)刀閘拉開，若“T”區(qū)存在故障，則恰好滿足“大差
動作、小差動作”，母差保護將延時250ms切除兩條母線
上所有元件。
綜上，在對“T”區(qū)充電前，已將各間隔母線側(cè)刀閘
拉開，若“T”區(qū)存在故障，則恰好滿足“大差動作、小
差動作”。對于長園深瑞B(yǎng)P系列、國電南自WMZ_41系
列、國電南自SGP,-750系列母差保護，處理過程無風(fēng)險；
繼電保護技術(shù)
但對于南瑞繼保RCS-915系列母差保護，則存在誤跳運行
母線上所有元件的風(fēng)險，易造成事故擴大，因此對“T”
區(qū)充電前必須采取足夠的預(yù)控措施。
3．2．3 RCs_915系列母差保護的風(fēng)險預(yù)控措施
預(yù)控方案1：更改對側(cè)保全線靈敏度的后備保護定
值。將對側(cè)保全線靈敏度的接地距離II段和相間距離II段
保護時間定值改為零。為了保證在故障情況下，各開關(guān)動
作具有嚴格的選擇性，保護整定級差應(yīng)不小于300ms。但
因南瑞繼保母差后備段是250ms出口，即使把對側(cè)保全線
靈敏度的后備保護定值改為零，也存在線路開關(guān)保護和母
差后備保護同時動作的風(fēng)險，且繼保人員到現(xiàn)場更改定值
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TA二次繞組。該方案確實可以避免母差后備段動作
時誤將運行母線上的間隔開關(guān)跳開，但它一般用于“啟動
方案”中。而在事故處理時，待繼保人員到現(xiàn)場封各間隔
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。按照《深圳供電局有限公司繼電保護及安全自動裝
置運行管理辦法》，母差保護全部退出少于6h時，不需
要更改對側(cè)定值；對各間隔“T”區(qū)充電一般不超過6h
時，不需要更改定值。若某間隔“T”區(qū)存在故障，則
可依靠對側(cè)后加速保護動作切除故障(因“T”區(qū)不在
線路主保護范圍內(nèi)，主保護不會動作)。對于配有閉鎖
式高頻保護的線路，可采取關(guān)閉線路高頻保護收發(fā)訊機
電源的方式來擴大保護范圍，依靠主保護動作切除
“T”范圍內(nèi)故障。
綜上，方案3的預(yù)控措施得當(dāng)且具有實效性，既可規(guī)
避母差后備保護動作切除運行母線的風(fēng)險，又便于操作，
滿足事故處理的快速性要求。
3．2．4對“T”區(qū)充電的注意事項
以線路對側(cè)為電源對線路及“T”區(qū)充電時，應(yīng)先合
本側(cè)開關(guān)，再合對側(cè)開關(guān)(電源側(cè))。若先合對側(cè)開關(guān)(電
源側(cè))，再合本側(cè)開關(guān)，則本側(cè)保護的后加速對“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
功能不能反映所有類型的故障，保護不可靠。以南瑞繼保
的 C 931保護為例進行分析，試驗數(shù)據(jù)見表1。
表1線路保護合后加速試驗數(shù)據(jù)
試驗方法 故障類型 動作情況
臺于反向母線 lllms零序
狀態(tài)1：空載，電壓電流全為零 單相接地故障 加速保護動作
狀態(tài)2：發(fā)合閘命令，80ms后進八狀態(tài)3 臺于反向母線相問故障 不動作
狀態(tài)3進八故障狀態(tài)(故障電流為3A，反
向阻抗為0．10，持續(xù)時間為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 加速保護動作
臺于反向母線三相故障 不動作
R( 931保護中的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，若采用母線TV，
則延時1．25s發(fā)TV斷線異常信號；TV斷線信號動作的同
(下轉(zhuǎn)第49頁)
電工技術(shù)l 2013 I 11期J39

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