220kV母线完善改造施工系统可靠性分析

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摘 要：随着电力系统不断发展，变电站在逐年增多，220kv系统日渐普及、规模庞大。很多变电站因一期工程规模限制，设计之初220kV系统母线多采用双母线接线结构， 为方便日后扩建，母线用四段，分段处的断路器不安装，只用导线死连接代替。电力需求的迅速增长，使得变电站在5到10年间220kV系统就面临母线完善化改造工程。期间母差保护需在一定时间长期退出，且施工危险点多，在不同的时期和不同运行方式影响下，如果关键点安全控制措施不当，在系统发生故障时就会扩大影响，对系统可靠性造成冲击。这就要求对诸如分段断路器控制电源、分段断路器保护投退等做认真分析，将其不利影响降到最低。

关键词：母线完善化 可靠性分析

一、不同安全措施下系统可靠性分析

如图1所示的220kV系统，母线完善化过程中在分段断路器和新母联断路器已启动投运的情况下，用201断路器传动212、213、224断路器。如果在不同控制条件下不同的故障点将造成不同的结果。工作内容：220kV 201断路器传动224断路器；系统方式：201、224断路器在断开位置；220kV母差保护退出。可以通过以下分析比较，得出系统可靠性高低，从而决定安全控制措施的实施。

1.控制条件：分段213断路器控制电源退出

1.1 220kV 3母线A点故障。系统各保护及元件动作情况：220kV母线两套母差保护退出，差动保护不起作用；220kV母联断路器234保护动作，234跳闸；分段213断路器保护动作，因控制电源退出而拒动，故障范围扩大到220kV 1、3母线。母联断路器212断路器保护动作，212跳闸；1、3母线上两回线路1、3后备保护动作，跳闸；220kV线路2带空母线2运行；线路4和2号主变带4母线运行。对系统而言就是损失三条220V 线路的负荷。

1.2 220kV线路1 B点故障，线路1断路器拒动。系统各保护及元件动作情况：线路1断路器失灵保护动作，启动母差失灵保护。220kV母线两套母差保护退出，差动保护不起作用；212母联失灵启动，跳212断路器；分段213断路器保护动作，因控制电源退出而拒动，故障范围扩大到220kV 1、3母线。3母线上线路3后备保护动作，线路3跳闸；220kV线路2带空母线2运行；线路4和2号主变带4母线运行。对系统而言就是损失三条220V 线路的负荷。

2.控制条件：分段213断路器控制电源投入

2.1 220kV 3母线A点故障。系统各保护及元件动作情况：220kV母线两套母差保护退出，差动保护不起作用；分段213断路器保护动作，跳分段213断路器；220kV母联断路器234保护动作，母联234跳闸； 3母线上线路3后备保护动作，线路3跳闸；故障点彻底隔离出系统。220kV线路1、2由母联212断路器串带运行；线路4和2号主变带4母线运行。对系统而言就是损失一条220V 线路的负荷。

2.2 220kV线路1 B点故障，线路1断路器拒动。系统各保护及元件动作情况：线路1断路器失灵保护动作，启动母差失灵保护。220kV母线两套母差保护退出，差动保护不起作用；212母联失灵启动，跳212断路器；分段213断路器保护动作，跳分段213断路器；系统故障点已隔离。220kV线路2带空母线2运行；线路4和2号主变带4母线运行。对系统而言就是损失两条220V 线路的负荷。

由此可见，在此工作期间为了限制不同故障情况下的系统影响范围最小，应当将分段213断路器控制电源投入。只有投入分段213断路器控制电源，才能将故障范围缩小，在系统故障时将其对系统的冲击很好的控制，提高系统的可靠性。

二、分段213断路器过流保护对系统可靠性的影响

在分段213断路器控制电源投入后，随之而来的是213断路器保护投退的选择。213作为分段断路器，其保护有过流、失灵和速断。在系统正常运行方式下，线路秉承“单上单，双上双”的原则，基本满足负荷平衡分配，分段213断路器流过的是基本的均衡电流，一般不会过大。在201传动224分段断路器时，所有母线的不均衡电流都将通过分段213断路器，这时很有可能就超出分段213断路器过流保护的定值。所以需要提前做好分段213断路器潮流计算，在定值允许的范围内时，分段213断路器所有保护可以正常投入；在分段213断路器电流超出其过流定值的情况下，如果分段213断路器发生跳闸，220kV系统将分裂成1、2母线和3、4母线运行，系统潮流将发生很大变化，对整个系统造成极大冲击。所以只能牺牲一部分系统的灵活性，退出213断路器过流保护，从而减少系统面临的冲击。

三、结论

220kV母线完善化改造工程在不同时期和不同的运行方式，不同的安全控制措施将对系统的可靠性造成不同的结果。在201断路器传动新分段、母联断路器时，另外的一个分段断路器控制电源应投入，过流保护最佳方式为退出。虽然在一般方式下以上的结论是合理的安全控制措施，但具体工作也应区分对待负荷性质和重要程度，均衡取舍。

参考文献

[1] 郭永基《电力系统可靠性分析》. 清华大学出版社，2003.12.

[2] 刘万顺《电力系统故障分析》. 中国电力出版社，2011.

[3] 张保会《电力系统继电保护》.中国电力出版社，2006.1.