双母线分段接线的若干问题探讨 莫玲，肖立军 ５１９０００） （广东电网公司珠海供电局，广东珠海［摘要］ 分析双母线分段接线的运行方式对母线倒闸操作和母线保护的影响，介绍提高母差保护灵敏度的方法，提出 实际应用中防范母差保护拒动的措施。 关键词 双母线分段接线运行方式微机母线保护拒动 ０引言 双母线分段接线具有供电可靠、调度灵活、母线故障 停电范围小等优点，被越来越多地应用于出线回路数较 多、输送和穿越功率较大的５００ｋＶ变电站。５００ｋＶ变电站 一见运行方式有闭环运行和分列运行两种，如图２所示。 般汇集多个大电源和大容量联络线，高压侧交换系统间 图２双母线单分段接线图 有巨大功率潮流，并向中压侧输送大量电能，若母线出现 故障而中断功率输送，则会影响整个地区供电，甚至引起 地区电网瓦解，造成大面积停电。鉴于此，探讨双母线分 在闭环运行方式下，两个母联开关和一个分段开关均 在合位，三段母线构成闭合环路，ＩＩ母分别与Ｉ母、ＩＩＩ母 并列运行。在分列运行方式下，如果一个母联开关在分 段接线的运行方式，分析双母线分段母线保护的正确应 用，降低运行方式多变、母线保护复杂带来的风险，具有 现实意义。 位，另一个母联开关和分段开关均在合位，则形成“１Ｉ母 与Ｉ母（ＩＩＩ母）分列运行、与ＩＩＩ母（Ｉ母）并列运行”的状 态；如果两个母联开关均在分位，而分段开关在合位，则 形成“ＩＩ母分别与Ｉ母、ＩＩＩ母分列运行”的状态。 １运行方式对母线倒闸操作的影响 １．１双母线四分段接线的常见运行方式 双母线四分段接线具有Ｉ母、ＩＩ母、Ｖ母、ｖＩ母四段 １．３运行方式对倒母线操作的影响 规程对倒母线操作的规定为：正常情况下，运行中设 备进行倒换母线操作时，应将母联两侧刀闸及开关合上， 母线，两个母联开关ＱＦ１２、ＱＦ５６，两个分段开关 ＱＦ１５、ＱＦ２６，其常见运行方式有闭环运行和分列运行两 种，如图１所示。 并退出母联开关的操作电源，才能进行倒闸操作＿１］。在分 列运行方式下，双母线分段接线的母线仅经一个母联断路 器并列运行，进行运行中设备的倒换母线操作时，在拉 （合）母线侧隔离开关的过程中，母联断路器偷跳，会导致 带负荷拉（合）隔离开关。为此，应退出相应母联断路器的 操作电源。但是，退出母联断路器操作电源虽然可以避免 “母联断路器偷跳导致带负荷拉／合隔离开关”的风险， 但同时带来了“单母故障导致双母失压”的风险。 －＿『可 ］＿可 ｉＱＦ１２ ＱＦ５６１ 【 里［－ ｝＿＿＿］ 里ｆ 图１ 双母线双分段接线图 在闭环运行方式下，双母线分段接线的母线通过两个 母联断路器并列运行，进行运行中设备的倒换母线操作 时，在拉（合）母线侧隔离开关的过程中，一个母联断路器 在闭环运行方式下，两个母联开关和两个分段开关均在 合位，四段母线构成闭合环路，Ｉ母和ＩＩ母、Ｖ母和Ⅵ母并 列运行。在分列运行方式下，如果一个母联开关在分位，另 一偷跳，而另一个母联断路器在合位，不会导致带负荷拉 （合）隔离开关。为此，不退出相应母联断路器的操作电源 个母联开关和两个分段开关均在合位，则形成“两段母线 分列运行、另两段母线并列运行”的状态；如果两个母联开 关均在分位，而两个分段开关均在合位，则形成“Ｉ母和ＩＩ 母分列运行、Ｖ母和Ⅵ母分列运行”的状态。 不会带来“母联断路器偷跳导致带负荷拉／合隔离开关”的 风险，同时可以降低“单母故障导致双母失压”的风险。 ２运行方式对母线保护的影响 ２．１分相式比率差动元件 各类微机母线保护主要以比率制动特性的完全电流差 １．２双母线三分段接线的常见运行方式 双母线三分段接线具有Ｉ母、ＩＩ母、ＩＩＩ母三段母线， 两个母联开关ＱＦ１２、ＱＦ２３，一个分段开关ＱＦ１３，其常 收稿日期：２０１３—１０—２１ 作者简介：莫玲（１９７１一），工学硕士，工程师，从事调度自动４１５：ｒ－作；肖立军（１９６６一），工学硕士，高级工程师，从事变电运行工作。 电工技术ｌ ２０１４ｌ ４期Ｉ６７ 动原理构成。差动电流和制动电流为： —ｌ ， ｌ Ｊ一１ 一∑ｌ，， 式中， 为差动电流；ｊ 为制动电流；ｊｒｊ为第 个连接元 件的电流向量。 ２．２分列运行对母线大差的影响 双母线四分段接线按两个双母线系统配置两套母差保 护，一套装置保护分段开关“左”侧的两段母线Ｉ母和Ⅱ 母，另一套装置保护分段开关“右”侧的两段母线Ｖ母和Ⅵ 母，两套装置的保护范围在分段开关处交叠，如图３所示。 图３母线保护范围图 母线差动保护采用分相式比率差动元件，有一个大差 和两个小差。大差的动作量为除母联开关外全部支路和分 段电流的向量和，制动量为除母联开关外全部支路和分段 电流的绝对值和；某段母线的小差动作量为该段母线所连 接的全部支路电流的向量和，制动量为该段母线所连接的 全部支路的绝对值和。 在Ｉ母、ＩＩ母分列运行，母联ＱＦ１２开关断开，分段 ＱＦ１５、ＱＦ２６开关和另一母联ＱＦ５６开关处于合闸位置的 工况下，如果Ｉ母或ＩＩ母发生故障，则分段ＱＦ２６或ＱＦ１５ 开关间隔可能有较大的电流流出，使Ｉ母、ＩＩ母大差比率 差动元件的制动电流增大，但对大差的动作电流无影响， 因此，Ｉ母、ＩＩ母大差的灵敏度会下降。同理，在Ｖ母、 ＶＩ母分列运行，母联ＱＦ５６开关断开，分段ＱＦ１５、ＱＦ２６ 开关和另一母联ＱＦ１２开关处于合闸位置的工况下，Ｖ 母、ｖ１母大差也存在灵敏度不够的问题。 ２．３闭环运行对母线小差的影响 双母线三分段接线配置一套母线差动保护，包括一个 大差和三个小差。大差是指除母联和分段开关外所有支路 电流所构成的差动回路；某段母线的小差是指该段母线所 连接的全部支路电流所构成的差动回路。 在Ｉ母、Ｉ１母、ＩＩＩ母闭环运行，母联ＱＦ１２、ＱＦ２３开 关和分段ＱＦＩ３开关均处于合闸位置的工况下，如果ＩＩ母 一端故障，ｌＩ母另一端有一大电源提供短路电流，则部分 短路电流 沿ＩＩ母流向故障点，另一部分短路电流 经 ＱＦ２３、ＩＩＩ母、ＱＦ１３、Ｉ母、ＱＦ１２流向故障点，如图４所 示。 显然，短路电流 先由ＱＦ２３流出ＩＩ母，再经ＱＦ１２ 流进Ｉ１母，到达故障点时，对ＩＩ母小差的动作量无影响， 但加大了ＩＩ母小差的制动量，使ＩＩ母小差灵敏度下降。同 ６８Ｉ ＷＷＷ．ｃｈｉｎａｅｔ．ｎｅｔ Ｉ中国电工罔 理，在Ｉ母、ＩＩ母、ＩＩＩ母闭环运行方式下，Ｉ母小差和ＩＩＩ 母小差也存在灵敏度不够的问题。 Ｉ母 Ⅲ母 图４故障电流分配图 ３母线保护策略 ３．１南瑞继保ＲＣＳ－９１５系列保护 ＲＣＳ－９１５ＡＢ型微机母线保护装置适用于单母线、单母 分段、双母线等主接线方式。为防止在母联开关断开的情 况下，弱电源侧母线发生故障时大差比率差动元件的灵敏 度不够，大差比例差动元件的比率制动系数有高低两个定 值。其中，母联开关处于合闸位置以及投单母或刀闸双跨 时，大差比率差动元件采用比率制动系数高值；而当母线 分列运行时，自动转用比率制动系数低值。小差比例差动 元件则固定取比率制动系数高值。 ＲＣ ９ １ ５ＡＳ型微机母线保护装置适用于双母线四分段 主接线方式。当母联开关处合闸位置或母差保护投单母方 式时，大差比率制动系数取０．５；当母线分列运行时，大 差比率制动系数自动转为０．３；小差比率制动系数固定取 ０．６５。 ＲＣＳ一９１５ＣＤ／ＣＴ微机母线保护装置适用于双母线三分 段主接线方式。在母联及分段开关均处于合闸位置而构成 环形母线时，故障母线可能有电流从母联及分段开关流 出，造成小差比率差动元件的灵敏度不够，因此在环形母 线闭环运行方式下，小差比率差动元件采用小差比率制动 系数低值，其它运行方式下采用比率制动系数高值。 ３．２深土¨Ｉ南瑞ＢＰ系列保护 ＢＰ系列微机母线保护装置适用于双母线、双母线分 段等主接线方式。考虑到分段母线的联络开关断开的情况 下发生区内故障，非故障母线段有电流流出母线，影响大 差比率元件的灵敏度，大差比率差动元件的比率制动系数 可以自动调整。联络开关处于合位时，大差比率制动系数 与小差比率制动系数相同；联络开关处于分位时，大差比 率差动元件自动转用比率制动系数低值。 ３．３许继公司ＷＭ聃００系列保护 ｗＭＨ一８００系列微机母线保护装置适用于双母线、双 母线分段等主接线方式。为防止在母联断开的情况下，弱 电源侧母线发生故障时大差比率差动元件灵敏度不够，或 双母线三分段接线合环运行工况下，母线故障时小差比率 差动元件可能灵敏度不够，制动系数设置了高低两个定 值。其中，母线并列运行或单母运行情况下，大差制动系 数取高值，分列运行时取低值；双母线三分段接线合环运 行时，小差制动系数取低值，其它情况下都取高值。 修”压板；而配置了ＢＰ系列或ＷＭＨ一８００系列微机母线 ４现场风险控制 保护装置的母线应该投入“母线分列”压板。 ４．３利用自动方式降低保护拒动风险 ４．１母线分列运行判断方式 对于闭环运行的双母线三分段接线，在母联开关非全 微机母线保护装置可通过自动和手动两种方式来判断 相运行期间，应退出“母联检修”或“母线分列”压板， 双母线是并列还是分列运行。自动方式判别是将母联开关 让母线保护根据“自动方式”默认母联开关在合位，这样 的常开和常闭辅助接点引入装置的端子，若母联开关的常 处理后，即使母联开关“合上相”对应的母线发生故障， 开和常闭接点不对应，则母线保护默认母联开关在合位； 母线保护也不会因灵敏度不够而拒动。 手动方式判别是人为投入“母联检修”压板（ＲＧＳ－９１５）或 另一方面，对于双母线三分段接线，在母联开关非全 “母线分列”压板（ＢＰ系列、ＷＭＨ一８００系列）。这两种判 相运行且被闭锁分闸期间，应该投入“单母投入”压板 断方式中，手动方式优先级最高，也就是说，若投入“母 （ＲＣＳ－９１５）或“母线互联”压板（ＢＰ系列、ＷＭＨ－８０Ｏ系 联检修”压板或“母线分列”压板，则母线保护就认为母 列），若母线发生事故，则可加快故障的切除，有利于系 线分列运行；若退出“母联检修”压板或“母线分列”压 统稳定。 板，则母线保护就根据自动方式判断母线运行状态。 ５结束语 ４．２利用手动方式降低保护拒动风险 运行中的母联开关单相跳闸造成两相运行或两相跳闸 双母线分段接线在母线闭环运行方式下，进行运行中 造成单相运行时，母联开关的常开和常闭接点不对应，微 设备的倒换母线操作时，不存在“一个母联开关偷跳即导 机母线保护会通过“自动方式”默认母联开关在合闸位 致带负荷拉（合）刀闸”的风险，因此，不必退出相应母联 置。而在此期间，实际上母联开关有一相或两相在分闸位 开关的操作电源，以降低“单母故障导致双母失压”的风 置，为此，对于双母线四分段接线，在母联开关非全相运 险。在双母线四分段接线分列运行方式下和双母线三分段 行期间，一旦母联开关“断开相”对应的母线发生故障， 接线闭环运行方式下，如果不采取措施，那么母线故障时 那么母线保护就可能因灵敏度不够而拒动。但是，在母联 都存在母线保护拒动的风险，应采取措施予以控制。 开关非全相运行期间，利用手动方式强制母差保护的大差 参考文献 比率制动系数取低值，就可以降低“母线保护拒动”的风 险。其具体方法是：在母联开关非全相运行期间，配置了 Ｅ］－ＩＱ／ＣＳＣｒＧＰＧ ２ １２ ｏＯ１—２Ｏ１１广东电力系统调度规程［Ｓ］ ＲＣＳ－９１５ＡＳ型微机母线保护装置的母线应该投入“母联检 （编辑杨小波） （上接第４７页） 值。由于电缆局部放电检测是一门较新的技术，实际应用 中有待积累更多的经验，因此测试电缆局部放电时还应结 合运行负荷、环境噪音等信息进行综合判断，以提高判断 准确性。 参考文献 ［１￣６Ｂ／Ｔ １６９２７－－１９９７高电压试验技术Ｅｓ］ ［２］Ｑ／ＧＤＷ－ｌｌ一１２０—２ＯＯ７输变电设备状态检修试验规程［ｓ］ 舳 ４Ｏ Ｉ－３］ＨＡＭＥＲＬＩＮＧ Ｂ Ｒ，ＷＥＳＴＥＲ Ｆ Ｊ，ＧＵＬＳＫＩＥ，ｅｔ ａ１．Ｆｕｎｄａ— ２Ｏ 卅鼬＿ ’— －・ ｌ・ ．州 ｍｅｎｔａｌ Ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ Ｏｎ－ｌｉｎｅ ＰＤ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ｏｎ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ０ 嚣一２０ Ｐｏｗｅｒ Ｃａｂｌｅｓ［Ｃ］．ＩＥＥＥ７ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｓｏｌｉｄ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｓ． －４０ 嘲 叫■Ｉ “ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ，ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ：Ｉｓ．ｒＬ］，２００１：４０８￣４１１ —８０ ［４－Ｉ苏文群，张丽，等．ＸＬＰＥ电缆局放检测技术及其应用ｌ－Ｊ］．华 １００ ０ ９０ １８０ ２７０ ３６０ 相位，（。） 东电力，２０１１，３９（４）：６５４￣６５７ （ｃ）ｃ相 ［５］石磊．高压电缆终端头在线局放测试方法探讨［Ｊ］．变压器， 图１０处理后测量图谱 ２００７，４４（１Ｏ）：３３￣３９ ４结束语 ［６］韦斌，王伟，李成榕，等．ＶＨＦ钳型传感器在线检测１ｌＯｋＶ ＸＬＰＥ电缆局放Ｊ－Ｊ］．高电压技术，２００４，３０（７）：３７￣３９ 利用ＰＤＴ－８３２Ｃ便携式电缆局部放电检测仪带电检测 ［７］王红斌，李端姣，等．高压电缆终端在线局部放电测试分析 电缆局部放电，操作简单，在实际应用中有较高的实用价 ［Ｊ］．２０１１，２４（１２）：１１３～ｌ１６ 电工技术Ｉ ２０１４ｌ ４期１６９