220KV变电站母联开关非全相运行的事故处理精

1、第二十八届中国电网调度运行会收录论文全集.2 220KV变电站母联开关发生 非全相运行时的 事故处理丁立湖北省电力公司调度中心 摘要：对220KV变电站母联开关非全相运行及其危害进行了分析，提出利用旁路开关短时代替母联开关运行，进而将母联开关退出运行的操作方法。关键词：非全相、母联开关、旁路开关.1、母联开关偷跳一相问题的提出.1.1事故示例：.1.1-1事故前接线方式 湖 北省网2002年8月6日，220KV路口变 当时运行方式如下：220KV#2母线接路 01板路线开关，路02开关#2主变；#1母线接 天路线路03开关充电运行及路#1主 变路05开关，阳路线路07开关及线路检修；.220K

2、V母联开关路08及110KV母 联开关路15开关均在合闸位置；两台主变并列运 行，#1、2主变负荷均为50MW 左右；路#1主变220KV/110KV侧中性点直接接地运 行；路220KV母差保护因当 天有工作而停用。.1.1-2事故现象：-1第二十八届中国电网调度运行会收录论文 全集-2 -10: 03路口变反映路08母联开关A、C相跳闸，原因不明，询问现场发 现路220KV#1母线三相电压平衡，路08开关B相电流很小；路#1主变负荷减至1.2MW，路#2主变负 荷增至98MW 1.1-3处理步骤：由于路变检修方式下只有 220KV板路线一个电源馈送全站负荷，且#1、2主变并列运 行，路08开

3、关非全相时，220KV板路线路01开关通过路#2主变.110KV#4母线.110KV母联路15开 关.110KV#5母线润充路#1主变.路220KV#1母线。10： 03断开路08母联开关、 路#1主变高压侧路05开关后，路220KV#1母线备用。10； 30路#2主变220KV 侧中性点改为直接接地运行10： 37断开220KV天路线路03开关（原在#1母线充 电运行）11： 00路#1主变在路220KV#2母线恢复送电11： 07路08母联开关转 为检修状态12： 46天路线路03开关在路220KV#2母线送电事后经湖北省电力试验研究院专家检查和试验后得出结论为：系继电保护人员在220KV

4、母差及阳路线路07开关保护回路工作时由于频繁拉、合控制保险，在失灵保护屏上产生123V的电压脉冲干扰导致母联开关误动，并烧坏失灵保护B相跳闸回路信号继电器;路08母联开关机构则检查无异常。1.2母联开关运行中发生一相开关偷跳问题的 提出上述事例只是正好发生在单回线的末端变电站，且母联开关误跳两相，对系 统影响很小。但如果是一个较大220KV枢纽变电站在运行中发生母联开关偷跳一 相时对系统稳定运行会有什么影响？ 2、母联开关发生非全相运行后对系统安全、 稳定运行的影响2.1可能导致非全相的原因 断路器发生非全相运行的原因，主要是 断路器机械部分和电气方面的故障。电气方面 的故障主要有操作回路故障

5、、二次回路绝缘不良、接点接触不良导致跳合闸回路不通、密度 继电器缺陷导致闭锁操作回路等。机械部分故障主要是断路器操作机构失灵、传动部分故障和断路器本体的故障。其中操作 机构方面主要有机构脱扣、铁芯卡死等原因。对于液压式机构还可能是机构分合闸 阀系统有故障；三相共用一个操作机构的断路器，油、气系统配置不当也会引起非全相运行。断路 器传动部分的故障主要有元件材料性能不好；电磁操作阀针杆 生锈、卡死，导致行程不足； 传动机构连接部分脱销、连接松动等。断路器本体故障则可能是动、静触头松动、接触不良，行程调整不配合等。基于以上情况，运行单位平时应该加强设备维护，提高检修质量，操作时严格按规程、规范执 行

6、，以保证断路器正常运行。2.2母联开关运行中发生非全相时可能产生的危害2.2-1母联开关偷跳一相时的等效电路第二十八届中国电网调度运行会收录论文全220KV#1、2母线及各自所接联集-3 -把母联开关及其引线看作短输电线路；把络线看为两个系统M和N,则母联开关偷跳一相时的等效图（以 A相为例）如图（a）所示：按叠加原理，A相非全相运行的等效图（图a可看作故障前正常状态 （图b和断线附加状态（图c的叠加。设Z1SM、Z1SN.M侧和N侧系统的正序阻抗Z2SM、Z2SN.M侧和N侧系统的负序阻抗Z0SM、Z0SN.M侧和N侧系统的零序 阻抗Z1L、Z0L.短线路的正序和零序阻抗 Z12 =Z1SM

7、+Z1L+Z1SN ZD=Z0SM +ZOL+ZOSN M 侧母线电压为：UA=EMA-(IB+ICZmSM UB=a2EMA-IB ZLSM-ICZmSM UC=aEMA- IB ZmSM- IC ZLSM 式中ZLSM.M侧系统每相的自阻抗ZmSM.M侧系统两相间的互阻抗 UA、UB、UC、EMA、IB、IC均为向量2.2-3母联开关发生单相开关偷跳时将出现：A、变电站#1、2母线及所接220KV线路上 出现零序、负序电流，可能引起主变 220K V侧零序后备后保护误动，当第一时限 跳220KV母联开关时，由于母联开关已经先偷 跳了一相，开关机构可能就已经存 在问题，母联开关一相或两相断不

8、开引起该站失灵保护动 作切除全站出线开关的 可能性很大。B、出现母线电压不平衡母联开关正常运行时流过的穿越电流越 大，母线电压不平衡现象越严重；另外 如该站有两台及以上主变并列运行，则 220KV母线通过主变110KV侧开关形成环网，220KV母线电压不平衡现象可能 有所改善，如上述路口变事例；如果变电站仅有一台主变 运行，则可能出现较高 的过电压危及站内、站外通信设备及人员安全 第二十八届中国电网调度运行会收 录论文全集.C、由于母联开关非全相运行,两条.220KV母线上均出现零序、负序分量，如此时再发生线路故障，可能引起与该变电站周边.220KV线路保护误动，装有相差高频保护的联络线甚至会

9、有保护拒动的可能。.3、母联开关偷跳一相时的处理方法 3.1开关非全相运行时的 常规处理方法存在的问题 规程对开关非全相运行的规定如下：立即对断开相开关 合闸一次；如合不上，则立即断 开另两相开关。以上规定笔者认为比较适用于线 路开关，而母联开关、变压器、发电机出口开关操作机 构虽然也是分相布置，但 断路器跳合闸方式由系统技术要求和所接保护方式决定，接跳母联 开关的保护如 母差、失灵、主变零序、充电保护等保护均要求母联开关三相一致跳闸；用母 联 开关进行合环操作和对母线充电时也要求开关三相开关同时合闸，以减小非同期 分、合闸 对电力系统运行和保护的影响。而且母联开关在运行中发生非全相时， 母联

10、开关操作把手在 合闸位置，现场机械指示为两相开关合闸位置，故只能采取 到母联开关操作机构箱手动操作 偷跳相开关合闸。如前所述多种原因可导致断路器非全相的发生，这说明该母联开关在操作机构和二次控制回路已经存在问题，手动合闸不成功的可能性很大。另外正常运行时主变.220KV、110KV侧一般只 各投一个中性点直接接地运行，.220KV母联开关偷跳一相后，如果立即断开另两 相开关，即使是该站有两台及以上变压器并列运 行，.220KV零序网络也是相当 于在该母联开关处开断为两个部分，整个零序网络中局部发 生较大变化，发生该 站周边线路故障时可能引起保护误动或拒动，比如单台主变运行的变电 站中未接 主变

11、运行的母线或两台主变并列运行的变电站中.220K侧中性点间隙接地运行的 主变所在的母线上所接的.220KV联络线开关就可能因为减少了一个直接接地的 220KV主变中性点而导致零序保护灵敏度不够，在出现单相接地故障时可能出现 本侧开关零序保护拒动现 象，严重影响系统安全稳定运行；至于对断开母联开关 后对全网.220KV零序网络的影响程 度大小则要根据电网运行方式和该变电站在电网中的位置来具体分析。.3.2母联开关偷跳一相时比较稳妥的处理方法笔者认 为在发生母联开关非全相运行时，应权衡利弊，只要不是母线电压、电流严重不 平衡到可能引起保护误动或过电压严重到危及人身和设备安全的地步，不要轻易断 开母

12、联开 关的另两相运行开关，应该想到可利用旁路开关短时作母联开关运行， 在消除母联开关非全 相运行的影响后再调整运行方式倒为单母线运行方式，最后 将母联开关转为检修状态。具体操作步骤如下：.3.2-1对双母线接线变电站，如两台主变并 列运行，则不平衡现象较轻；如单台主变运行且母联开关偷跳前穿越功率越大则母线电压、电流不平衡现象较为严重，需尽快处理。.3.2-2选择旁路开关接任意一母线如.#1母线，对.#3旁路母线充电，检查旁路母线绝缘正常后 旁路开关及. #3旁路母线转为备用；然后在.#2母线任意选择一台运行开关如.ZZ （可以是主 变.220KV侧开关），推上.ZZ3刀闸对.#3旁路母线送电后

13、，合上旁路开关，此 时.#1、2母线通 过#3旁路母线及旁路开关合母运行；然后立即断开母联开关，为 避免破坏母差保护的选择 性可临时将.220KV母差改为无选择方式或停用（视对 母差保护影响的程度而定）；停用旁-4第二十八届中国电网调度运行会收录论文 全集.路开关操作直流，推上ZZ1刀闸，短接#1、2母线后，加用旁路开关操作直 流，断开旁路开 关；此时#1、2母线已经通过ZZ1、ZZ2刀闸短接，下一步就可以 进行倒母线操作了，最后 再操作拉开ZZ1或ZZ2刀闸（视具体情况而定），将#1（或#2）母线转为冷备用状态；此 时按220KV单母线方式加用220KV母差保护。注1 3.2-3如母线不平衡

14、现象严重，过电压危及站内人员和设备安全，应立即 断开母联开关，参 照上述方法用旁路开关作母联运行后，用刀闸短接 #1、2母线后 倒母线处理。.3.2-4对双母线、带母联兼旁路开关接线的变电站，因为此类变电 站联络线开关一般不超过 四台，为节约资金未设置专用旁路开关，在处理母联开 关非全相时因为没有专用旁路开关可用于替代母联开关运行，处理时应先断开母 联兼旁路开关，根据具体情况选择影响较小的母 线及线路停电，将线路停电倒至另一母线运行。.注 1:湖北省调于2003年5月先后进行过两次220KV变电站一 条母线检修工作完工后母 联开关因故不能投运的情况下，操作检修母线送电及换 停运行母线的操作实例

15、，倒母线操作 也是在先用刀闸短接两条母线后进行。参考文献：贺家李宋从矩电力系统继电保护原理.1985水利电力出版社 作者简介：丁立.(1970湖北武汉人湖北省电力公司调度中心调度科调度员工程师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