220KV變電站母聯(lián)開(kāi)關(guān)非全相運(yùn)行的事故處理(精)

1、第二十八屆中國(guó)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行會(huì)收錄論文全集.2 220KV 變電站母聯(lián)開(kāi)關(guān)發(fā)生 非全相運(yùn)行時(shí)的 事故處理丁立湖北省電力公司調(diào)度中心 摘要：對(duì) 220KV 變電站 母聯(lián)開(kāi)關(guān)非全相運(yùn)行及其危害進(jìn)行了分析，提出利用旁路開(kāi)關(guān)短時(shí)代替母聯(lián)開(kāi)關(guān)運(yùn)行，進(jìn)而將母聯(lián)開(kāi)關(guān)退出運(yùn)行的操作方法。關(guān)鍵詞：非全相、母聯(lián)開(kāi)關(guān)、旁路開(kāi)關(guān).1母聯(lián)開(kāi)關(guān)偷跳一相問(wèn)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(dāng)時(shí)運(yùn)行方式如下：220KV#2 母線接路 01 板路線開(kāi)關(guān)，路02 開(kāi)關(guān)#2 主變；#1 母線接 天路線路 03 開(kāi)關(guān)充電運(yùn)行及路#1 主 變路 05 開(kāi)關(guān)，

2、陽(yáng)路線路07 開(kāi)關(guān)及線路檢修；.220KV 母聯(lián)開(kāi)關(guān)路 08 及 110KV 母 聯(lián)開(kāi)關(guān)路 15 開(kāi)關(guān)均在合閘位置；兩臺(tái)主變并列運(yùn) 行，#1、2 主變負(fù)荷均為 50MW 左右；路#1 主變 220KV/110KV 側(cè)中性點(diǎn)直接接地運(yùn) 行；路 220KV 母差保護(hù)因當(dāng) 天有工作而停用。.1.1-2 事故現(xiàn)象：-1 第二十八屆中國(guó)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行會(huì)收錄論文 全集-2 -10: 03 路口變反映路 08 母聯(lián)開(kāi)關(guān) A、C 相跳閘，原因不明，詢問(wèn)現(xiàn)場(chǎng)發(fā) 現(xiàn)路 220KV#1 母線三相電壓平衡，路 08 開(kāi)關(guān) B 相電流很小；路#1主變負(fù)荷減至 1.2MW，路#2 主變負(fù) 荷增至 98MW 1.1-3 處理

3、步驟：由于路變檢修方式下只有 220KV 板路線一個(gè)電源饋送全站負(fù)荷，且#1、2 主變并列運(yùn) 行，路 08 開(kāi)關(guān)非全相 時(shí)，220KV 板路線路 01 開(kāi)關(guān)通過(guò)路#2 主變.110KV#4 母線.110KV 母聯(lián)路 15 開(kāi) 關(guān).110KV#5 母線潤(rùn)充路#1 主變.路 220KV#1 母線。10： 03 斷開(kāi)路 08 母聯(lián)開(kāi)關(guān)、 路#1 主變高壓側(cè)路 05開(kāi)關(guān)后，路 220KV#1 母線備用。10；30 路#2 主變 220KV 側(cè)中性點(diǎn)改為直接接地運(yùn)行 10：37 斷開(kāi) 220KV 天路線路 03 開(kāi)關(guān) （原在#1 母線充 電運(yùn)行） 11：00 路#1 主變?cè)诼?220KV#2母線恢復(fù)送電

4、 11： 07 路 08 母聯(lián)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn) 為檢修狀態(tài) 12： 46 天路線路 03 開(kāi)關(guān)在路 220KV#2母線送電事后經(jīng)湖北省電力試 驗(yàn)研究院專家檢查和試驗(yàn)后得出結(jié)論為：系繼電保護(hù)人員在220KV 母差及陽(yáng)路線路 07 開(kāi)關(guān)保護(hù)回路工作時(shí)由于頻繁拉、合控制保險(xiǎn)，在失靈保護(hù)屏上產(chǎn)生123V的電壓脈沖干擾導(dǎo)致母聯(lián)開(kāi)關(guān)誤動(dòng)，并燒壞失靈保護(hù)B 相跳閘回路信號(hào)繼電器；路 08 母聯(lián)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)則檢查無(wú)異常。1.2 母聯(lián)開(kāi)關(guān)運(yùn)行中發(fā)生一相開(kāi)關(guān)偷跳問(wèn)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(kāi)關(guān)誤跳兩相，對(duì)系 統(tǒng)影響很小。但如果是一個(gè)較大 220KV樞紐變電站在運(yùn)行中發(fā)生母聯(lián)開(kāi)關(guān)偷跳一 相時(shí)對(duì)系統(tǒng)

5、穩(wěn)定運(yùn)行會(huì)有什么影響？ 2、母聯(lián)開(kāi)關(guān)發(fā)生非全相運(yùn)行后對(duì)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的影響 2.1 可能導(dǎo)致非全相的原因 斷路器發(fā)生非全相運(yùn)行的原因，主要是 斷路器機(jī)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、二次回路絕緣不良、接點(diǎn) 接觸不良導(dǎo)致跳合閘回路不通、密度 繼電器缺陷導(dǎo)致閉鎖操作回路等。機(jī)械部分故障主要是斷路器操作機(jī)構(gòu)失靈、傳動(dòng)部分故障和斷路器本體的故障。其中操 作 機(jī)構(gòu)方面主要有機(jī)構(gòu)脫扣、鐵芯卡死等原因。對(duì)于液壓式機(jī)構(gòu)還可能是機(jī)構(gòu)分合閘 閥系統(tǒng)有故障；三相共用一個(gè)操作機(jī)構(gòu)的斷路器，油、氣系統(tǒng)配置不當(dāng)也會(huì)引起 非全相運(yùn)行。斷路 器傳動(dòng)部分的故障主要有元件材料性能不好；電磁操作閥針

6、桿 生銹、卡死，導(dǎo)致行程不足； 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接部分脫銷、連接松動(dòng)等。斷路器本體故障則可能是動(dòng)、靜觸頭松動(dòng)、接觸不良，行程調(diào)整不配合等?；谝陨锨闆r，運(yùn)行單位平時(shí)應(yīng)該加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，提高檢修質(zhì)量，操作時(shí)嚴(yán)格按規(guī)程、規(guī)范執(zhí)行，以保證斷路器正常運(yùn)行。2.2 母聯(lián)開(kāi)關(guān)運(yùn)行中發(fā)生非全相時(shí)可能產(chǎn)生的危害 2.2-1 母聯(lián)開(kāi)關(guān)偷跳一相時(shí)的等效電路 第二十八屆中國(guó)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行會(huì)收錄論文全 集-3 -把母聯(lián)開(kāi)關(guān)及其引線看作短輸電線路；把 220KV#1、2 母線及各自所接聯(lián) 絡(luò)線看為兩個(gè)系統(tǒng) M 和 N,則母聯(lián)開(kāi)關(guān)偷跳一相時(shí)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(yùn)行的等效圖（圖 a 可看

7、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(fù)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 Z1 藝=Z1SM+Z1L+Z1SN ZD=Z0SM +Z0L+Z0SN M 側(cè)母線電壓為：UA=EMA-（IB+ICZmSM UB=a2EMA-IB ZLSM-IC ZmSM 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、

8、IC 均為向量 2.2-3 母 聯(lián)開(kāi)關(guān)發(fā)生單相開(kāi)關(guān)偷跳時(shí)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(fù)序電流，可能引起主變 220K V 側(cè)零序后備后保護(hù)誤動(dòng)，當(dāng)?shù)谝粫r(shí)限 跳 220KV母聯(lián)開(kāi)關(guān)時(shí)，由于母聯(lián)開(kāi)關(guān)已經(jīng)先偷 跳了一相，開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)可能就已經(jīng)存 在問(wèn)題，母聯(lián)開(kāi)關(guān)一相或兩相斷不開(kāi)引起該站失靈保護(hù)動(dòng)作切除全站出線開(kāi)關(guān)的可能性很大。B、出現(xiàn)母線電壓不平衡母聯(lián)開(kāi)關(guān)正常運(yùn)行時(shí)流過(guò)的穿越電流越 大，母線電壓不平衡現(xiàn)象越嚴(yán)重；另外 如該站有兩臺(tái)及以上主變并列運(yùn)行，則220KV 母線通過(guò)主變 110KV 側(cè)開(kāi)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

9、事例；如果變電站僅有一臺(tái)主變 運(yùn)行，則可能出現(xiàn)較高 的過(guò)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(guó)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行會(huì)收 錄論文全集.C、由于母聯(lián)開(kāi)關(guān)非全相運(yùn)行，兩條.220KV 母線上均出現(xiàn)零序、負(fù)序分量，如此時(shí)再發(fā)生線路故障，可能引起與該變電站周邊.220KV 線路保護(hù)誤動(dòng)，裝有相差高頻保護(hù)的聯(lián)絡(luò)線甚 至?xí)?有保護(hù)拒動(dòng)的可能。.3、母聯(lián)開(kāi)關(guān)偷跳一相時(shí)的處理方法 3.1 開(kāi)關(guān)非全相運(yùn)行時(shí)的 常規(guī)處理方法存在的問(wèn)題 規(guī)程對(duì)開(kāi)關(guān)非全相運(yùn)行的規(guī)定如下：立即對(duì)斷開(kāi)相開(kāi)關(guān) 合閘一次；如合不上，則立即斷 開(kāi)另兩相開(kāi)關(guān)。以上規(guī)定筆者認(rèn)為比較適用于線 路開(kāi)關(guān)，而母聯(lián)開(kāi)關(guān)、變壓器、發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)雖

10、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(hù)方式?jīng)Q定，接跳母聯(lián)開(kāi)關(guān)的保護(hù)如母差、失靈、主變零序、充電保護(hù)等保護(hù)均要求母聯(lián)開(kāi)關(guān)三相一致跳閘；用母 聯(lián) 開(kāi)關(guān)進(jìn)行合環(huán)操作和對(duì)母線充電時(shí)也要求開(kāi)關(guān)三相開(kāi)關(guān)同時(shí)合閘，以減小非同期 分、合閘對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行和保護(hù)的影響。而且母聯(lián)開(kāi)關(guān)在運(yùn)行中發(fā)生非全相時(shí)， 母聯(lián)開(kāi)關(guān)操作把手在 合閘位置，現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械指示為兩相開(kāi)關(guān)合閘位置，故只能采取 到母聯(lián)開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)箱手動(dòng)操作 偷跳相開(kāi)關(guān)合閘。如前所述多種原因可導(dǎo)致斷路 器非全相的發(fā)生，這說(shuō)明該母聯(lián)開(kāi)關(guān)在操作 機(jī)構(gòu)和二次控制回路已經(jīng)存在問(wèn)題， 手動(dòng)合閘不成功的可能性很大。 另外正常運(yùn)行時(shí)主變.220KV、110KV

11、 側(cè)一般只各投一個(gè)中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行，.220KV 母聯(lián)開(kāi)關(guān)偷跳一相后，如果立即斷開(kāi)另兩 相開(kāi)關(guān)，即使是該站有兩臺(tái)及以上變壓器并列運(yùn)行， 220KV 零序網(wǎng)絡(luò)也是相當(dāng)于在該母聯(lián)開(kāi)關(guān)處開(kāi)斷為兩個(gè)部分，整個(gè)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(shí)可能引起保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)，比如單臺(tái)主變運(yùn)行的變電站中未接主變運(yùn)行的母線或兩臺(tái)主變并列運(yùn)行的變電站中.220K 側(cè)中性點(diǎn)間隙接地運(yùn)行的 主變所在的母線上所接的.220KV 聯(lián)絡(luò)線開(kāi)關(guān)就可能因?yàn)闇p少了一個(gè)直接接地的. 220KV 主變中性點(diǎn)而導(dǎo)致零序保護(hù)靈敏度不夠， 在出現(xiàn)單相接地故障時(shí)可能出現(xiàn) 本側(cè)開(kāi)關(guān)零序保護(hù)拒動(dòng)現(xiàn) 象，嚴(yán)重影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行；至

12、于對(duì)斷開(kāi)母聯(lián)開(kāi)關(guān) 后對(duì)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(yùn)行方式和該變電站在 電網(wǎng)中的位置來(lái)具體分析。.3.2 母聯(lián)開(kāi)關(guān)偷跳一相時(shí)比較穩(wěn)妥的處理方法 筆者認(rèn) 為在發(fā)生母聯(lián)開(kāi)關(guān)非全相運(yùn)行時(shí)，應(yīng)權(quán)衡利弊，只要不是母線電壓、電流嚴(yán)重不 平衡到可能引起保護(hù)誤動(dòng)或過(guò)電壓嚴(yán)重到危及人身和設(shè)備安全的地步，不要輕易斷 開(kāi)母聯(lián)開(kāi) 關(guān)的另兩相運(yùn)行開(kāi)關(guān)，應(yīng)該想到可利用旁路開(kāi)關(guān)短時(shí)作母聯(lián)開(kāi)關(guān)運(yùn)行， 在消除母聯(lián)開(kāi)關(guān)非全 相運(yùn)行的影響后再調(diào)整運(yùn)行方式倒為單母線運(yùn)行方式，最后 將母聯(lián)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)。具體操作步驟如下：.3.2-1 對(duì)雙母線接線變電站，如兩臺(tái)主變并 列運(yùn)行，則不平衡現(xiàn)象較輕；如單臺(tái)主變運(yùn)

13、行且母聯(lián)開(kāi)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(yán)重，需盡快處理。.3.2-2 選擇旁路開(kāi)關(guān)接任意一母線如.#1 母線，對(duì).#3 旁路母線充電，檢查旁路母線絕緣正常后旁路開(kāi)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(tái)運(yùn)行開(kāi)關(guān)如.ZZ（可以是主 變.220KV側(cè)開(kāi)關(guān)），推上.ZZ3 刀閘對(duì).#3 旁路母線送電后，合上旁路開(kāi)關(guān)，此 時(shí).#1、2 母線通 過(guò)#3 旁路母線及旁路開(kāi)關(guān)合母運(yùn)行；然后立即斷開(kāi)母聯(lián)開(kāi)關(guān)，為 避免破壞母差保護(hù)的選擇 性可臨時(shí)將.220KV 母差改為無(wú)選擇方式或停用（視對(duì) 母差保護(hù)影響的程度而定）；停用旁-4第二十八屆中國(guó)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行會(huì)收錄論文 全集

14、.路開(kāi)關(guān)操作直流，推上 ZZ1 刀閘，短接#1、2 母線后，加用旁路開(kāi)關(guān)操作直 流，斷開(kāi)旁路開(kāi) 關(guān)；此時(shí)#1、2 母線已經(jīng)通過(guò) ZZ1、ZZ2刀閘短接，下一步就可以 進(jìn)行倒母線操作了，最后 再操作拉開(kāi) 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(shí)按 220KV 單母線方式加用 220KV 母差保 護(hù)。注 13.2-3 如母線不平衡現(xiàn)象嚴(yán)重，過(guò)電壓危及站內(nèi)人員和設(shè)備安全，應(yīng)立即 斷開(kāi)母聯(lián)開(kāi)關(guān)，參照上述方法用旁路開(kāi)關(guān)作母聯(lián)運(yùn)行后，用刀閘短接#1、2 母線后倒母線處理。.3.2-4 對(duì)雙母線、帶母聯(lián)兼旁路開(kāi)關(guān)接線的變電站，因?yàn)榇祟愖冸?站聯(lián)絡(luò)線開(kāi)關(guān)一般不超過(guò)

15、 四臺(tái)，為節(jié)約資金未設(shè)置專用旁路開(kāi)關(guān)，在處理母聯(lián)開(kāi) 關(guān)非全相時(shí)因?yàn)闆](méi)有專用旁路開(kāi)關(guān)可用于替代母聯(lián)開(kāi)關(guān)運(yùn)行，處理時(shí)應(yīng)先斷開(kāi)母 聯(lián)兼旁路開(kāi)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(yùn)行。 .注 1:湖北省調(diào)于 2003 年 5 月先后進(jìn)行過(guò)兩次 220KV 變電站一 條母線檢修工作完工后母 聯(lián)開(kāi)關(guān)因故不能投運(yùn)的情況下，操作檢修母線送電及換 停運(yùn)行母線的操作實(shí)例，倒母線操作 也是在先用刀閘短接兩條母線后進(jìn)行。參考文獻(xiàn)：賀家李宋從矩電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理.1985 水利電力出版社 作者簡(jiǎn)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