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，

2、阳路线路07 开关及线路检修；.220KV 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

3、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

4、 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 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

5、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、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

6、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，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 集-3 -把母联开关及其引线看作短输电线路；把 220KV#1、2 母线及各自所接联 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

7、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 Z1 艺=Z1SM+Z1L+Z1SN ZD=Z0SM +Z0L+Z0SN M 侧母线电压为：UA=EMA-（IB+ICZmSM UB=a2EMA-IB ZLSM-IC ZmSM 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、

8、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

9、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 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

10、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

11、 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

12、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

13、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，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

14、.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 13.2-3 如母线不平衡现象严重，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

15、 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，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FaultProcesssingonNon-al ll-phases Operati ono fBus-tieSwitchi n2 220KV Substati on (Dispatch ingCen ter, Hubei Electric Power Compa ny. Di ng Li, 430077 Abstrac： The No n-all-phasesoperation of bus-tie switch in 220KV