倒母线及旁路代主变操作要点解析

详细内容

关键词 双母线 倒母线 旁路代主变
一、基本理论概述
1、概述：变电站电气主接线是由变压器、开关、刀闸、互感器、母线、避雷器等电气设备按一定顺序连接的，用以表示汇集、分配电能的电路。并且要求电气主接线可以保证必要的供电可靠性和电能质量、要具有一定的灵活性和方便性、要具有经济性、要具有发展和扩建的可能性。
2、双母线接线的优点：
（1）可轮流检修母线而不使供电中断。
（2）当一母线故障后，能迅速切至另一条母线恢复供电。
（3）检修任一回路的母刀时，只要将该刀闸的回路和母线同时停电即可，不影响其它回路的供电。
（4）调度、扩建、检修方便。
3、双母带旁路的特点：具有双母的优点，另外当线路（主变）开关检修时，该线路（主变）仍能继续供电。
4、双母带旁路的缺点：
（1）操作复杂，易发生误操作（不但要切换一次，而且二次的交流电压、电流、压板要切换）。
（2）投资费用大（一般当线路≧5条时，才装设专用旁路）。
（3）占地面积增大，配电装置构架增大。
二、变电运行工区500KV、220KV变电站主接线形式汇总
变电站500kV220kV110kV35kV10kV
三堡3/2双母线
任庄3/23/2单母分段
九里山双母线双母代旁单母分段
贺村双母代旁双母代旁单母分段
潘家庵双母代旁双母代旁双母代旁
郎山双母线双母线单母分段
沙庄双母代旁双母线单母分段
桃园双母代旁双母代旁单母分段带旁路
赵山双母代旁双母代旁双母代旁
三、变电运行工区目前可以进行旁路代主变的变电站统计
变电站电压等级主变保护配置
220kV110kV
九里山√PST-1200(双套)
贺村√√PST-1200(双套)
潘家庵√√WBZ-03(单套)
沙庄√PST-1200(双套)
桃园√√RCS-978(双套)
赵山√√RCS-978(双套)
注：“√”表示可进行旁路代主变操作
四、倒母线操作解析：
倒母线操作对于变电站是一项非常频繁而又非常复杂的操作，稍有不慎。就会发生误操作事故。现对操作要点进行分析(以母线停役为例)：
例如将220kV XX开关付母线运行倒至正母线运行. 220kV付母线由运行改为检修。
1.检查220kV母联xx开关确在合闸位置。
解析：确认正付母线确在并列状态，否则，合刀闸时可能产生用刀闸合环（相当于带负荷合刀闸）或拉刀闸时产生用刀闸解环（相当于带负荷拉刀闸）的误操作事故，(且母线压差越大，危害越大)220kV系统是环网运行，110kV是解环运行，要进行方式调整，合上母联开关，拉开一台主变的110kV总开关，总之一定要检查母联开关确在合闸位置。
省中调规程规定：用刀闸解合环操作，设备主管单位应事先经过计算、试验和批准，并对其安全性、可靠性负责。
2.将母差保护改为单母方式
解析：各站根据母差保护配置的具体类型，或投互联压板或投单母压板或将切换开关QK打至“破坏固定”位置。之所以这样是为了保证在整个倒母线过程中，母线有故障不经选择元件，直接跳2条母线，确保人身设备安全。对于BP-2B母差保护，当两组母线刀闸同时合上时，装置自动判别为母线互联，但为了可靠（手动优先于自动）采用投入强制互联。
注意：一定要在取母联开关操作保险之前将母差保护改为单母方式。否则如果任一条母线故障，都将是母联失灵启动跳开另一条母线，延误了母线故障切除时间，有可能造成系统稳定破坏
3.检查母差保护不平衡电流正常
解析：对于微机型母差保护不平衡电流应≦100MA；对于PMH-3型母差保护不平衡电流应≦10MA。目的是比较倒母线前后母差不平衡电流的大小，防止不平衡电流过大引起母差保护误动作。同时还可以积累运行资料和经验，以利母差保护的正确运行。
4.分开母联开关控制电源空气开关
解析：倒母线之前要取母联操作保险，这点大家都知道，其目的是为了防止在倒排过程中，母联开关偷跳，造成用刀闸解合环的误操作事故。
5.将电压切换开关BK由“分列”打至“并列”位置
解析：有的变电站（贺村、潘家庵）是自动并列，电压切换开关BK始终打在“并列”位置。但正常时二次并不并列，只有当母联开关运行时一组PT刀闸拉开后，二次才并列。但是此项不操作行不行呢？理论上讲是可以的，靠电压切换继电器的接点来切换二次电压，但是，由于虽然此时一次是并列运行，但由于1#、2#PT的实际特性不是完完全全一致，致使二次电压有相差，如果靠电压切换继电器的接点来切换二次电压，长期可能使其接点烧损，导致接触不良或粘连，发生设备事故：接触不良可能造成保护失压误动，粘连可能造成从二次侧并列，造成反送电，采用并列之后，电压回路的断开不靠电压切换继电器的接点来实现，而靠BK和开关的辅助接点来实现，其接点容量大。且目前大多数220kV单元使用的是南瑞的CZX—12A的操作箱，YQJ采用了自保持，目的是确保一次刀闸辅助接点接触不良时保护装置不会失压，但也有弊病，若复归线圈动作不可靠，YQJ自保持，使PT二次并列。
下图2是线路保护取自母线电压示意图：

图2线路保护取自母线电压示意图
有些变电站在并列回路中只串有母联开关的辅助接点或只有BK开关的接点。注意：ZKK在每一个线路保护屏的后上方，有4个接点（3个常开，一个常闭）如上图。常开接点的作用很明确，常闭接点的作用是用于监视当线路该保护检修完毕后，其ZKK是否合上，如未合，则后台机上该单元将发出“装置异常或失压”信号，提醒运行人员。所以验收保护时，应注意验收该单元无任何异常信号。如果没有这个常闭接点，当保护校验完毕后，检修人员漏合且运行人员又未注意验收，则当执行恢复开关运行，当合上开关后，开关将跳闸（为何跳：大家知道，正常情况下，微机保护执行自检程序，每隔5/3毫秒检查启动元件是否动作，国产微机保护的启动元件动作条件为：I2+I0＞某值，用以反映不对称短路和接地短路；△I（电流突变量）＞某值，用以反映对称短路，如启动元件动作，则进入故障处理程序，合上开关时，满足启动条件，进入故障处理程序，此时又无电压，阻抗元件动作，开关跳闸），造成运行人员误认为是线路故障另一套保护拒动。所以此常闭接点是必要的，如没有，建议检修人员更换。
6.倒单元开关，按照先合后拉的原则。
7.检查付母线负荷确已全部倒至正母线。
8.拉开付母线压变二次空开
9.合上母联开关控制电源空气开关
10.将电压切换开关BK由“并列”打至“分列”位置
11.检查母差不平衡电流正常
12.退出互联压板
13.拉开母联开关及两侧刀闸及PT刀闸
解析：对于何时断开PT二次空开和压变刀闸，笔者认为按拉开二次空开后，再拉开母联开关及母联刀闸和PT刀闸的顺序操作，比较好。这样操作（1）可以防止反送电。（2）拉开空载电容式电压互感器时声音很小，如果母线带电拉PT刀闸电弧很大。所以我们要求在倒完母线后，先拉开母线二次空开（对于500KV有2个1ZKK,计量二次空开也要拉开,试验电压用保险也要取下）然后拉母联开关，再拉开压变刀闸，。其目的也是为了防止PT二次反充电。（这是因为PT正常运行时相当于变压器的一种特殊运行方式，其二次侧是电压线圈，阻抗很大，相当于开路。PT相当于内阻极小的电压源，当PT由二次向一次充电时，将在一次产生很高的电压，一次侧很小的电流就会在二次产生很大的电流，轻则二次空开跳开，重则会造成人身和设备损坏事故，所以是绝不允许反充的）分析原理图见下图3。

图3 PT 刀闸及二次空开接线图
14.验电挂地线
至于电度表切换，应在BK电压切换开关打至“并列”位置后就切换，否则按上述顺序操作，倒完母线后再切换，会造成电度表短时失压。
五、母线复役操作步骤简介：
1. 拆除接地点
2.合上母联两侧刀闸及PT刀闸
3.投入母联开关充电保护
4.合上母联开关
4.充电无异常后退出充电保护
5.合上PT二次空气开关
6.将母差保护改为单母方式
7.检查母差不平衡电流正常
8.断开母联开关操作控制电源
9.将电压切换开关BK由“分列”打至“并列”位置
10.电度表切换
11.倒母线
12.检查母线负荷分配正常
六、旁路代主变的操作分析
华东电网近几年旁路代主变操作曾经发生过的事故简介：
1.1995.03.22，某站执行“将1#主变501开关由冷备用改为运行，旁路510开关 由运行改为冷备用”时，当操作至“8.停用差动保护压板”时，监护人为了便于下一步操作，去控制室找电流短接片，找到后操作人监护人都忘记操作第8项了，就操作下一步：短接510开关流变端子。造成差动动作。
2.2003.12.30，浙江金华电业局110KV白马变电站，在执行“2#主变110KV开关由热备用改为运行，旁路由代2#主变110KV开关运行改为对旁母充电”操作中，将退出差动保护压板和主变差动CT接人差动回路的操作步骤放在一次设备操作之后，当操作至110KV开关改运行，拉开旁路开关时，由于110KV侧差动CT实际未接人差动回路，造成差动动作，开关跳闸。
3.2003.12.12，浙江温州电业局220KV珠山变电站，在主变220KV开关复役过程中，由于漏投220KV开关纵差CT连接片，造成主变差动动作。
6.1以220KV旁路开关代主变开关操作为例解析：
1.调整一次运行方式。现220KV旁路开关均在正母对旁母充电运行。当代1#主变开关运行时，拉开2620开关，合上26010刀闸，一次即操作完毕。当代2#主变开关运行时，拉开2620开关，拉开26201刀闸，合上26202刀闸，合上26020刀闸，一次即操作完毕。（对于桃园、潘家庵站，同时应将2620开关的母差CT端子切至相应母线，因为其母差保护为PMH-3型固定连接式母差保护。对于贺村站还需停用主变另一套保护，因为由于主变套管CT容量不够，两套1200保护均采用开关CT。旁路代主变时，只能切换一套，故另一套必须停用。而BP-2型母差保护为自适应式，无需切换，也没有CT切换连片。
对于PMH-3型固定连接式母差保护不切CT连片的分析：(分析图形见下图4、5、6)

图4

图5 破坏固定区外故障

图三6 破坏固定区内故障
在破坏固定方式下，正常运行时，小差不平衡电流很大（一个欠，一个过）当II母发生区内故障时，I母选择元件（1CJ）也可能动作，将2条母线上的开关全部切除。
在破坏固定方式下，发生区外故障，启动元件不会动作，母差不会误动，但选择元件（1CJ、2CJ）流过较大的不平衡电流，可能使继电器烧毁。故旁路开关代主变或出线开关时，应将旁路开关的母差CT连接片切至相应母差回路中去。而BP-2B母差保护就无需倒母差CT连片，母线运行方式具有自适应，且电流校验自动纠正刀闸辅助接点的错误。
以I1,I2----In表示各元件电流数字量；
以Ik表示母联电流数字量；
以S11,S12----S1n表示各元件正母刀闸位置，0表示刀闸分，1表示刀闸合；
以S21,S22----S2n表示各元件付母刀闸位置；
以S1k表示母线并列运行状态，0表示分列运行，1表示并列运行；各元件CT的极性端必须一致，母联CT装在付母线侧，极性默认与付母线上的元件一致。则差流计算公式为：
大差电流：Id=I1+I2+----+In
正母小差电流：Id1=I1*S11+I2*S12+----+In*S1n─I1k*S1k
付母小差电流：Id2=I1*S21+I2*S22+----+In*S2n+I1k*S1k
它是将刀闸辅助接点、电流量全部转换为数字量，利用程序来完成的。
2.退出旁路2620开关全部线路保护出口压板。（包括母差屏上的失灵启动压板）
解析：旁路开关代主变开关时，仅仅借用的是旁路开关，其保护仍然是主变的保护且主变屏上有作用于旁路开关的跳闸出口压变，故所以线路保护的压板及出口压板可以全部脱离。根据部颁220－500KV电网继保装置运行整定规程第2.17条规定：220KV主变开关可不启动失灵。同时省局苏电调字563号也有规定：若变压器保护启动断路器失灵保护，则需注意因变压器保护出口回路延时复归可能引起的误动作，变压器瓦斯等本体保护的出口不宜启动断路器失灵保护，断路器失灵保护应经相电流元件控制和电压元件闭锁。一般情况下，220KV变压器保护可不启动断路器失灵保护。所以现在变电运行工区的主变失灵启动是不投的。
旁路2620开关保护配置的11＋901或602＋631保护。其失灵启动母差保护图见下图7。

图7 失灵启动母差原理图
3.检查差流正常，脱离主变差动保护压板和高压侧后备保护压板
解析：仅脱离采用开关CT的那套保护，使用套管CT的那套保护不需脱离。对于RCS-978和PST-1200的要脱离后备保护，因为差动和后备公用一组CT。而WBZ-03则不需要脱离后备，因为后备用的是套管CT。差动用的是开关CT。同时主变的非全相保护也应脱离。防止在操作过程中，非全相保护误动，当旁路开关运行后，再投入旁路开关的非全相保护。
4．将旁路2620开关纵差CT连片接人差动回路
解析：开关在热备用状态开入或退出CT连片，不会造成CT开路。
5．退出主变保护跳高压侧开关的跳闸压板
解析：因220KV开关为双跳圈，应脱离2个跳圈压板，同时另一套保护跳高压侧开关的压板不要忘记退出
6．电压切换开关由“本侧”切至“旁路”位置
解析：因为保护所用的电压原是经过高压侧开关刀闸的辅助接点及电压切换继电器的接点过来现应改为经过旁路开关刀闸的辅助接点及电压切换继电器的接点过来
7．测量投入主变保护跳旁路开关的跳闸压板
解析：主变保护屏（1）有2个跳旁路开关的压板，同时另一套保护屏跳旁路开关的压板千万不要忘记投入）
8．合上2620开关，拉开主变高压开关
9．将高压侧开关纵差CT连片短接退出
10．检查差流正常后，投入差动保护及后备保护和旁路开关的非全相保护
11．脱离本体保护跳高压侧开关压板，投入本体保护跳旁路开关压板
12．将高压侧开关改为冷备用
13．如高压侧开关改为开关检修，还应脱离母差跳高压侧开关压板，以防机械伤人。（对于桃园、潘家庵，还应将母差CT连片短接）
七、结束语
用户对电网的安全运行要求越来越重要，而我们本身也决不允许看到电网事故的发生，精心操作，用心值班，确保安全运行是我们每一位变电运行值班员的责任，而正确操作的前提还少不了值班员的一份责任心。