220KV變電站母聯(lián)開關(guān)非全相運行的事故處理精

1、第二十八屆中國電網(wǎng)調(diào)度運行會收錄論文全集.2 220KV變電站母聯(lián)開關(guān)發(fā)生 非全相運行時的 事故處理丁立湖北省電力公司調(diào)度中心 摘要：對220KV變電站母聯(lián)開關(guān)非全相運行及其危害進行了分析，提出利用旁路開關(guān)短時代替母聯(lián)開關(guān)運行，進而將母聯(lián)開關(guān)退出運行的操作方法。關(guān)鍵詞：非全相、母聯(lián)開關(guān)、旁路開關(guān).1、母聯(lián)開關(guān)偷跳一相問題的提出.1.1事故示例：.1.1-1事故前接線方式 湖 北省網(wǎng)2002年8月6日，220KV路口變 當時運行方式如下：220KV#2母線接路 01板路線開關(guān)，路02開關(guān)#2主變；#1母線接 天路線路03開關(guān)充電運行及路#1主 變路05開關(guān)，陽路線路07開關(guān)及線路檢修；.220K

2、V母聯(lián)開關(guān)路08及110KV母 聯(lián)開關(guān)路15開關(guān)均在合閘位置；兩臺主變并列運 行，#1、2主變負荷均為50MW 左右；路#1主變220KV/110KV側(cè)中性點直接接地運 行；路220KV母差保護因當 天有工作而停用。.1.1-2事故現(xiàn)象：-1第二十八屆中國電網(wǎng)調(diào)度運行會收錄論文 全集-2 -10: 03路口變反映路08母聯(lián)開關(guān)A、C相跳閘，原因不明，詢問現(xiàn)場發(fā) 現(xiàn)路220KV#1母線三相電壓平衡，路08開關(guān)B相電流很??；路#1主變負荷減至1.2MW，路#2主變負 荷增至98MW 1.1-3處理步驟：由于路變檢修方式下只有 220KV板路線一個電源饋送全站負荷，且#1、2主變并列運 行，路08開

3、關(guān)非全相時，220KV板路線路01開關(guān)通過路#2主變.110KV#4母線.110KV母聯(lián)路15開 關(guān).110KV#5母線潤充路#1主變.路220KV#1母線。10： 03斷開路08母聯(lián)開關(guān)、 路#1主變高壓側(cè)路05開關(guān)后，路220KV#1母線備用。10； 30路#2主變220KV 側(cè)中性點改為直接接地運行10： 37斷開220KV天路線路03開關(guān)（原在#1母線充 電運行）11： 00路#1主變在路220KV#2母線恢復(fù)送電11： 07路08母聯(lián)開關(guān)轉(zhuǎn) 為檢修狀態(tài)12： 46天路線路03開關(guān)在路220KV#2母線送電事后經(jīng)湖北省電力試驗研究院專家檢查和試驗后得出結(jié)論為：系繼電保護人員在220KV

4、母差及陽路線路07開關(guān)保護回路工作時由于頻繁拉、合控制保險，在失靈保護屏上產(chǎn)生123V的電壓脈沖干擾導致母聯(lián)開關(guān)誤動，并燒壞失靈保護B相跳閘回路信號繼電器;路08母聯(lián)開關(guān)機構(gòu)則檢查無異常。1.2母聯(lián)開關(guān)運行中發(fā)生一相開關(guān)偷跳問題的 提出上述事例只是正好發(fā)生在單回線的末端變電站，且母聯(lián)開關(guān)誤跳兩相，對系 統(tǒng)影響很小。但如果是一個較大220KV樞紐變電站在運行中發(fā)生母聯(lián)開關(guān)偷跳一 相時對系統(tǒng)穩(wěn)定運行會有什么影響？ 2、母聯(lián)開關(guān)發(fā)生非全相運行后對系統(tǒng)安全、 穩(wěn)定運行的影響2.1可能導致非全相的原因 斷路器發(fā)生非全相運行的原因，主要是 斷路器機械部分和電氣方面的故障。電氣方面 的故障主要有操作回路故障

5、、二次回路絕緣不良、接點接觸不良導致跳合閘回路不通、密度 繼電器缺陷導致閉鎖操作回路等。機械部分故障主要是斷路器操作機構(gòu)失靈、傳動部分故障和斷路器本體的故障。其中操作 機構(gòu)方面主要有機構(gòu)脫扣、鐵芯卡死等原因。對于液壓式機構(gòu)還可能是機構(gòu)分合閘 閥系統(tǒng)有故障；三相共用一個操作機構(gòu)的斷路器，油、氣系統(tǒng)配置不當也會引起非全相運行。斷路 器傳動部分的故障主要有元件材料性能不好；電磁操作閥針桿 生銹、卡死，導致行程不足； 傳動機構(gòu)連接部分脫銷、連接松動等。斷路器本體故障則可能是動、靜觸頭松動、接觸不良，行程調(diào)整不配合等。基于以上情況，運行單位平時應(yīng)該加強設(shè)備維護，提高檢修質(zhì)量，操作時嚴格按規(guī)程、規(guī)范執(zhí) 行

6、，以保證斷路器正常運行。2.2母聯(lián)開關(guān)運行中發(fā)生非全相時可能產(chǎn)生的危害2.2-1母聯(lián)開關(guān)偷跳一相時的等效電路第二十八屆中國電網(wǎng)調(diào)度運行會收錄論文全220KV#1、2母線及各自所接聯(lián)集-3 -把母聯(lián)開關(guān)及其引線看作短輸電線路；把絡(luò)線看為兩個系統(tǒng)M和N,則母聯(lián)開關(guān)偷跳一相時的等效圖（以 A相為例）如圖（a）所示：按疊加原理，A相非全相運行的等效圖（圖a可看作故障前正常狀態(tài) （圖b和斷線附加狀態(tài)（圖c的疊加。設(shè)Z1SM、Z1SN.M側(cè)和N側(cè)系統(tǒng)的正序阻抗Z2SM、Z2SN.M側(cè)和N側(cè)系統(tǒng)的負序阻抗Z0SM、Z0SN.M側(cè)和N側(cè)系統(tǒng)的零序 阻抗Z1L、Z0L.短線路的正序和零序阻抗 Z12 =Z1SM

7、+Z1L+Z1SN ZD=Z0SM +ZOL+ZOSN M 側(cè)母線電壓為：UA=EMA-(IB+ICZmSM UB=a2EMA-IB ZLSM-ICZmSM UC=aEMA- IB ZmSM- IC ZLSM 式中ZLSM.M側(cè)系統(tǒng)每相的自阻抗ZmSM.M側(cè)系統(tǒng)兩相間的互阻抗 UA、UB、UC、EMA、IB、IC均為向量2.2-3母聯(lián)開關(guān)發(fā)生單相開關(guān)偷跳時將出現(xiàn)：A、變電站#1、2母線及所接220KV線路上 出現(xiàn)零序、負序電流，可能引起主變 220K V側(cè)零序后備后保護誤動，當?shù)谝粫r限 跳220KV母聯(lián)開關(guān)時，由于母聯(lián)開關(guān)已經(jīng)先偷 跳了一相，開關(guān)機構(gòu)可能就已經(jīng)存 在問題，母聯(lián)開關(guān)一相或兩相斷不

8、開引起該站失靈保護動 作切除全站出線開關(guān)的 可能性很大。B、出現(xiàn)母線電壓不平衡母聯(lián)開關(guān)正常運行時流過的穿越電流越 大，母線電壓不平衡現(xiàn)象越嚴重；另外 如該站有兩臺及以上主變并列運行，則 220KV母線通過主變110KV側(cè)開關(guān)形成環(huán)網(wǎng)，220KV母線電壓不平衡現(xiàn)象可能 有所改善，如上述路口變事例；如果變電站僅有一臺主變 運行，則可能出現(xiàn)較高 的過電壓危及站內(nèi)、站外通信設(shè)備及人員安全 第二十八屆中國電網(wǎng)調(diào)度運行會收 錄論文全集.C、由于母聯(lián)開關(guān)非全相運行,兩條.220KV母線上均出現(xiàn)零序、負序分量，如此時再發(fā)生線路故障，可能引起與該變電站周邊.220KV線路保護誤動，裝有相差高頻保護的聯(lián)絡(luò)線甚至會

9、有保護拒動的可能。.3、母聯(lián)開關(guān)偷跳一相時的處理方法 3.1開關(guān)非全相運行時的 常規(guī)處理方法存在的問題 規(guī)程對開關(guān)非全相運行的規(guī)定如下：立即對斷開相開關(guān) 合閘一次；如合不上，則立即斷 開另兩相開關(guān)。以上規(guī)定筆者認為比較適用于線 路開關(guān)，而母聯(lián)開關(guān)、變壓器、發(fā)電機出口開關(guān)操作機 構(gòu)雖然也是分相布置，但 斷路器跳合閘方式由系統(tǒng)技術(shù)要求和所接保護方式?jīng)Q定，接跳母聯(lián) 開關(guān)的保護如 母差、失靈、主變零序、充電保護等保護均要求母聯(lián)開關(guān)三相一致跳閘；用母 聯(lián) 開關(guān)進行合環(huán)操作和對母線充電時也要求開關(guān)三相開關(guān)同時合閘，以減小非同期 分、合閘 對電力系統(tǒng)運行和保護的影響。而且母聯(lián)開關(guān)在運行中發(fā)生非全相時， 母聯(lián)

10、開關(guān)操作把手在 合閘位置，現(xiàn)場機械指示為兩相開關(guān)合閘位置，故只能采取 到母聯(lián)開關(guān)操作機構(gòu)箱手動操作 偷跳相開關(guān)合閘。如前所述多種原因可導致斷路器非全相的發(fā)生，這說明該母聯(lián)開關(guān)在操作機構(gòu)和二次控制回路已經(jīng)存在問題，手動合閘不成功的可能性很大。另外正常運行時主變.220KV、110KV側(cè)一般只 各投一個中性點直接接地運行，.220KV母聯(lián)開關(guān)偷跳一相后，如果立即斷開另兩 相開關(guān)，即使是該站有兩臺及以上變壓器并列運 行，.220KV零序網(wǎng)絡(luò)也是相當 于在該母聯(lián)開關(guān)處開斷為兩個部分，整個零序網(wǎng)絡(luò)中局部發(fā) 生較大變化，發(fā)生該 站周邊線路故障時可能引起保護誤動或拒動，比如單臺主變運行的變電 站中未接 主變

11、運行的母線或兩臺主變并列運行的變電站中.220K側(cè)中性點間隙接地運行的 主變所在的母線上所接的.220KV聯(lián)絡(luò)線開關(guān)就可能因為減少了一個直接接地的 220KV主變中性點而導致零序保護靈敏度不夠，在出現(xiàn)單相接地故障時可能出現(xiàn) 本側(cè)開關(guān)零序保護拒動現(xiàn) 象，嚴重影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行；至于對斷開母聯(lián)開關(guān) 后對全網(wǎng).220KV零序網(wǎng)絡(luò)的影響程 度大小則要根據(jù)電網(wǎng)運行方式和該變電站在電網(wǎng)中的位置來具體分析。.3.2母聯(lián)開關(guān)偷跳一相時比較穩(wěn)妥的處理方法筆者認 為在發(fā)生母聯(lián)開關(guān)非全相運行時，應(yīng)權(quán)衡利弊，只要不是母線電壓、電流嚴重不 平衡到可能引起保護誤動或過電壓嚴重到危及人身和設(shè)備安全的地步，不要輕易斷 開母

12、聯(lián)開 關(guān)的另兩相運行開關(guān)，應(yīng)該想到可利用旁路開關(guān)短時作母聯(lián)開關(guān)運行， 在消除母聯(lián)開關(guān)非全 相運行的影響后再調(diào)整運行方式倒為單母線運行方式，最后 將母聯(lián)開關(guān)轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)。具體操作步驟如下：.3.2-1對雙母線接線變電站，如兩臺主變并 列運行，則不平衡現(xiàn)象較輕；如單臺主變運行且母聯(lián)開關(guān)偷跳前穿越功率越大則母線電壓、電流不平衡現(xiàn)象較為嚴重，需盡快處理。.3.2-2選擇旁路開關(guān)接任意一母線如.#1母線，對.#3旁路母線充電，檢查旁路母線絕緣正常后 旁路開關(guān)及. #3旁路母線轉(zhuǎn)為備用；然后在.#2母線任意選擇一臺運行開關(guān)如.ZZ （可以是主 變.220KV側(cè)開關(guān)），推上.ZZ3刀閘對.#3旁路母線送電后

13、，合上旁路開關(guān)，此 時.#1、2母線通 過#3旁路母線及旁路開關(guān)合母運行；然后立即斷開母聯(lián)開關(guān)，為 避免破壞母差保護的選擇 性可臨時將.220KV母差改為無選擇方式或停用（視對 母差保護影響的程度而定）；停用旁-4第二十八屆中國電網(wǎng)調(diào)度運行會收錄論文 全集.路開關(guān)操作直流，推上ZZ1刀閘，短接#1、2母線后，加用旁路開關(guān)操作直 流，斷開旁路開 關(guān)；此時#1、2母線已經(jīng)通過ZZ1、ZZ2刀閘短接，下一步就可以 進行倒母線操作了，最后 再操作拉開ZZ1或ZZ2刀閘（視具體情況而定），將#1（或#2）母線轉(zhuǎn)為冷備用狀態(tài)；此 時按220KV單母線方式加用220KV母差保護。注1 3.2-3如母線不平衡

14、現(xiàn)象嚴重，過電壓危及站內(nèi)人員和設(shè)備安全，應(yīng)立即 斷開母聯(lián)開關(guān)，參 照上述方法用旁路開關(guān)作母聯(lián)運行后，用刀閘短接 #1、2母線后 倒母線處理。.3.2-4對雙母線、帶母聯(lián)兼旁路開關(guān)接線的變電站，因為此類變電 站聯(lián)絡(luò)線開關(guān)一般不超過 四臺，為節(jié)約資金未設(shè)置專用旁路開關(guān)，在處理母聯(lián)開 關(guān)非全相時因為沒有專用旁路開關(guān)可用于替代母聯(lián)開關(guān)運行，處理時應(yīng)先斷開母 聯(lián)兼旁路開關(guān)，根據(jù)具體情況選擇影響較小的母 線及線路停電，將線路停電倒至另一母線運行。.注 1:湖北省調(diào)于2003年5月先后進行過兩次220KV變電站一 條母線檢修工作完工后母 聯(lián)開關(guān)因故不能投運的情況下，操作檢修母線送電及換 停運行母線的操作實例

15、，倒母線操作 也是在先用刀閘短接兩條母線后進行。參考文獻：賀家李宋從矩電力系統(tǒng)繼電保護原理.1985水利電力出版社 作者簡介：丁立.(1970湖北武漢人湖北省電力公司調(diào)度中心調(diào)度科調(diào)度員工程師Fault Proces ssingonNon-al II-phases Op erati ono fBus-tieSwitch in2 220KV Substati on (Dis patch ingCenter, Hubei Electric Power Company, Ding Li, 430077 Abstrac： The Non-all-phases op erati on of bus-tie switch in 220KV substati on and its