110kV单母线分段接线安全性分析

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摘要：110kv变电站越来越多地采用单母线分段接线，当只有2回110kV出线时，如果保护配置不当，就会引起扩大停电范围的情况出现，严重时还会造成全所失电。通过对全所失电时进行分析，得出距离保护与备自投装置应配合，才能保证变电站安全稳定运行。

关键词：单母线分段；距离保护；备自投

中图分类号：C35文献标识码： A

0引言

随着电力系统的日益发展，许多新建的110kV变电站越来越多采用单母线分段接线方式。当只有2回110kV出线时，会牵扯到保护装置与备自投装置配合的问题，如果处理不好，会扩大事故范围造成全所停电。因此，做110kV单母线分段接线安全性分析非常必要。

1 110kV线路的保护配置与动作

当110kV出线为2回时（如图1所示），110kV线路配置距离保护，且保护动作于信号。当线路故障或是母线故障时，通过上级变电站110kV出线侧线路保护实现保护跳闸和重合闸功能，而本站则是通过110kV备自投装置来完成跳开关故障开关。此时，110kV母联开关不配置单独的母差保护，而是配置充电保护，并装有功能完备的110kV备自投装置（可实现母联开关备投和进线开关备投）。

图1110kV单母线分段接线2回出线

2 110kV线路保护与备自投配合时存在的问题

当110kV出线为2回时，110kV母联开关未配备单独的母差保护，而是配备功能完备的110kV备自投装置。由于110kV线路主保护为距离保护，且动作于信号，当线路或是母线有故障时，都是通过对侧变电站110kV线路保护实现保护跳闸和重合闸功能，而本站则是通过110kV备自投装置跳开故障线路开关，并实现备用电源自投功能。当110kV线路距离保护方向指向线路时，母线故障时，会造成对故障点的多次送电，最后造成全所失电。

3 110kV线路距离保护方向指向线路时造成扩大停电范围的故障分析

当110kV线路距离保护方向指向线路时，110kV线路及其附属设备（包括线路电压互感器、避雷器、电流互感器，3次闸刀）为本站线路开关距离保护的保护对象，本侧110kV母线段不在保护范围内，而是在对侧变电站线路开关距离Ⅱ段的保护范围内。

3.1当运行方式为一线带两变时，保护装置和备自投装置的动作过程

当运行方式为一线带两变时（如图2所示），当本站110kVⅡ段母线或母线设备发生永久性故障时，对侧变电站711开关距离Ⅱ段（或距离Ⅲ段）保护启动并动作跳闸，经0.5s后重合闸，由于是永久性故障，对侧变电站711开关后加速动作，造成本站110kVⅠ、Ⅱ段母线失电。因收不到闭锁备自投信号，110kV备自投装置会进行进线开关备投――跳开711开关、合上712开关。因为711线路上无故障，所以跳开711开关后，并没有切断故障点。当110kV备自投装置完成进线开关备投后，由于712开关合上，对侧变电站712开关距离Ⅱ段会发现本站110kVⅡ段母线上的故障，引起对侧变电站712开关距离Ⅱ段保护启动并动作跳闸，经过0.5s后进行重合闸。由于110kVⅡ段母线是永久故障，并且又经过711开关保护跳闸重合不成，110kV备自投动作成功和712开关保护跳闸重合等反复4次冲击，故障设备可能会扩大故障，最后对侧变电站712开关后加速动作，造成本站全所失电。

图2110kV1号进线带全站负荷

3.2当运行方式为两线带两变时，保护装置和备自投装置的动作过程

当运行方式为两线带两变时（如图3所示），当本站110kVⅠ段母线或母线设备发生永久性故障时，对侧变电站711开关保护动作过程与一线带两变时711开关保护动作过程相同，造成本站110kVⅠ段母线失电。因收不到闭锁备自投信号，110kV备自投装置会进行母联开关备投――跳开711开关、合上700开关。因为711线路上无故障，所以跳开711开关后，并没有切断故障点。当110kV备自投装置完成母联开关备投后，由于母联开关700合上，本站110kVⅠ段母线上的故障会被对侧变电站712开关距离Ⅱ段（或距离Ⅲ段）发现，此时对侧变电站712开关保护动作过程与一线带两变时712开关保护动作过程相同，最终造成本站全所失电。

3.3 防范措施

最有效的防范措施就是增加母差保护装置。但新增母差保护又会对接线和保护配合提出新的要求，短期内难以大量进行改造。为此，可以通过改变110kV出线电流互感器的极性，从而改变110kV出线距离保护的保护方向――由指向线路改为指向母线，将110kV母线及其母线设备纳入距离保护的范围内，再将110kV线路距离保护动作信号并入备自投闭锁条件中。当110kV母线或母线设备发生永久性故障时，虽然还是由对侧110kV线路跳闸完成切断故障电流，但本站110kV线路距离保护能够发现并向110kV备自投装置发闭锁信号，从而防止因110kV备自投装置动作而扩大事故范围，造成全所失电。而当110kV线路上发生永久故障时，通过对侧110kV线路跳闸完成切断故障电流，本站110kV备自投动作跳开故障线路开关，从而切断故障线路，并使该段母线不会失电，保证了供电可靠性。

图3110kV两条进线各带一段母线

3 结论

目前，镇江境内多数110kV变电站只有两回进线，那么应该明确规定110kV所配置的距离保护方向指向母线，并将距离保护动作信号并入闭锁备自投条件，或者扩建时加入母差保护，以提高变电站运行的可靠性。

参考文献：

[1] PSP 691数字式备用电源自投装置技术说明书

[2] PRS-7358型备用电源自投装置技术说明书

[3] PRS-711-D型微机线路保护装置说明书

作者简介：

安梓鸣（1987－），男，吉林省吉林市人，本科，变电站值班员。