220kV变电站双回路供110kV变电站运行方式探讨

220kV变电站双回路供110kV变电站运行方式探讨

刘川陈涛威

刘川陈涛威

（广东电网有限责任公司惠州供电局广东惠州516000）

摘要：介绍了惠州地区110kV变电站常见的接线方式，针对不同接线方式下线路发生故障且开关拒动时，线路及主变保护动作情况进行详细分析并提出改进建议，旨在优化电网运行方式，提高供电可靠性。

关键词：双回路供电；单母接线；线路变压器组接线；故障；可靠性

1现状

目前，惠州地区110kV变电站一般为终端变电站，电气主接线一般多采用线路变压器组、桥型接线、单母线（分段）等接线方式，三种接线方式都有各自不同特点，随着电网结构的不断完善，供电可靠性也不断提

高。从电力调度运行角度出发，线路变压器组接线方式的110kV变电站采用一回线路接一台变压器，也适用桥型接线的情况，此方式安排主要考虑到经济性与可靠性；对于同一个220kV变电站双回路供电的单母线接线的110kV变

电站，双回线路应挂220kV变电站同一条110kV母线上，此举主要考虑电网的运行可靠性；针对以上110kV接线方式的变电站，本文详细分析某条线路发生故障且开关拒动时，线路及主变保护动作情况。

2110kV变电站接线方式简介

110kV变电站接线方式一般有线路变压器组接线方式、桥型接线方式、单母线（分段）接线方式。线路变压器组接线方式即110kV线路通过线路断路器与110kV主变压器直接连接，形成独立的接线单元，中间没有

110kV母线或者110kV母联断路器等设备，10kV母线由主变10kV侧断路器供电。该接线优点接线简单、设备少、造价便宜。[1]

桥型接线是由一台断路器和两组隔离开关组成连接桥，将两回变压器—线路组横向连接起来的电气主接线，可分为内桥接线和外桥接线两种接线方式。桥电路连接在变压器出口隔离开关内侧（靠近变压器）的称为内桥接线。

桥电路连接在线路出口处隔离开关的外部一侧（靠近进线）的称为外桥接线。该接线优点为使用的断路器和隔离开关台数少，其配电装置占地面积小。

单母线（分段）接线是由线路、变压器回路和一组母线所组成的电气主接线，每一回110kV线路、主变都通过一台断路器和一组母线隔离开关连接到这组母线上，相比线路变压器组接线，该接线方式有汇流母线，将电能汇集再

进行分配。若母线上有断路器时，则被称为单母线分段接线方式。该接线优点可扩展性好、操作方便。

3线路故障开关拒动时，三种接线方式下保护动作情况分析

以220kV变电站A站为例如下图1所示，当前运行方式为A站：220kV#1M、#2M并列运行，#1主变变高挂#1M，#2主变变高挂#2M，220kV系统中性点在#1主变经隔直装置接地，220kV系统中性点在#2主变经间隙接地，

110kV系统中性点在#1主变直接接地，110kV系统中性点在#2主变经间隙接地，110kV#1M、#2M并列运行，#1主变变中挂#1M，#2主变变中挂#2M，110kVAB甲线1201开关挂#1M，110kVAB乙线1202开关挂#2M，110kVAC线1203开

关挂#1M；B站：110kVAB甲线1201开关、110kVAB乙线1202开关都挂#1M。

图1220kV变电站运行方式

3.1线路变压器组接线故障下保护动作情况分析

当110kV变电站侧是线路变压器组接线方式时，此时110kVAC线发生单相接地故障，如图2，110kVAC线距离I段出口动作跳开1203开关，若110kVAC线1203开关拒动，将由#1主变后备保护零序I段1时限0.9s动作出

口跳开母联1012开关，故障未切除，零序I段2时限1.2s动作出口跳开母联1101开关。#1主变被隔离后，因110kV变电站采用线路变压器组接线方式，在110kV变电站侧110kVAB甲乙双回线路未能构成环路，#2主变无法继续向故

障点提供故障电流，所以故障至此全部结束。由于桥型接线方式没有汇流母线，正常运行方式下，左右两台变压器之间无电气联系，所以发生上述同样故障时，最终的故障情形与线路变压器组接线方式下保护动作情况一致。

[2]

图2线路变压器组接线方式下故障情况

因此，在110kV变电站侧采用线路变压器组接线或桥型接线方式时，无论故障线路是否与中性点直接接地的主变挂同一母线还是不同母线，当某条110kV线路发生故障且开关拒动时，主变后备保护动作跳开110kV母联开关将故障

隔离，最终只会造成110kV一段母线失压。

3.2单母（分段）接线故障下保护动作情况分析

当110kV变电站为单母接线方式时，按照故障线路是否与中性点直接接地主变挂同一母线来分两种情况分析，还对故障点距离220kVA变电站远近程度的不同进行分类讨论，具体分析如下。由于单母分段接线下故

障电流无法通过110kV变电站侧构成环路，所以与线路变压器组接线方式下发生故障的情形相同，主变后备保护动作跳开母联开关后故障隔离，最终造成一段110kV母线失压。

3.2.1故障线路与中性点直接接地主变挂同一条母线时保护动作情况分析

当110kVAC线发生单相接地故障如图3所示，此时由#1主变提供故障电流，110kVAC线距离I段出口动作跳开110kVAC线1203开关，若110kVAC线1203开关拒动，将由#1主变后备保护零序I段1时限0.9s动作出口跳

开母联1012开关，故障未切除，零序I段2时限1.2s动作出口跳开主变变高1101开关。

图3#1主变提供故障电流方式

故障并未切除，由#2主变对故障点提供短路电流，此时故障潮流图如图4所示。由于此时110kV系统无中性点直接接地，故单相短路接地电流很小，110kVAB甲乙线零序、距离保护均无法动作并返回。最后#2主变零序过压再经

1.2s动作出口跳开主变各侧开关，此时故障已隔离，最终两台主变跳闸，220kVA变电站两条110kV母线失压，影响供电可靠性。[3]

图4#2主变提供故障电流方式

当110kVAC线发生两相接地故障，110kVAC线距离I段出口动作跳开110kVAC线1203开关，若110kVAC线1203开关拒动，将由#1主变后备保护零序I段1时限0.9s动作出口跳开母联1012开关，故障未切除，零序I段2

时限1.2s动作出口跳开主变变高1101开关。故障仍未切除，由#2主变对故障点提供短路电流，此时故障潮流图如图4所示。此时110kV系统无中性点直接接地，零序保护无法动作。若故障点距离220kVA站较近，在110kVAB甲线

B站侧距离保护II段保护范围内，则110kVAB甲线B站侧距离保护II段再经0.3s动作出口跳开B站AB甲线1201开关，故障隔离。若故障点距离220kVA站较远，在110kVAB甲线1201B站侧距离保护II段保护范围外，则#2主变后备

零序过压再经1.2s动作出口跳主变三侧开关，故障隔离，最终两台主变跳闸，220kVA站两条110kV母线失压。[4]

当110kVAC线发生两相故障，110kVAC线距离I段出口动作跳开1203开关，若110kVAC线1203开关拒动，将由#1主变后备保护相间阻抗1时限0.9s动作出口跳开母联1012开关，故障未切除，相间阻抗2时限1.2s动作出口跳开主变

变高1101开关。故障并未切除，由#2主变对故障点提供短路电流，后续动作情况同110kVAC线发生两相接地故障相同，三相及三相接地故障动作情况也一样。

3.2.2故障线路与中性点直接接地主变挂不同母线时保护动作情况分析

当220kV变电站A站运行方式调整为110kVAC线1203开关挂#2M运行，其他运行方式不变时如图5所示。当110kVAC线发生单相接地故障，110kVAC线距离I段出口动作跳开110kVAC线1203开关，若110kVAC线1203开关拒动，将由

#1主变后备保护零序I段1时限0.9s动作出口跳开母联1012开关，故障未切除，但#1主变后备保护返回，#1母线故障隔离。若故障点在110kVAB乙线B站侧距离保护II段及III段保护范围内，则110kVAB乙线B站侧距离保护II段再

经0.3s动作出口跳开B站110kVAB乙线1202开关，或者距离保护III段再经1.8s动作出口跳开B站AB乙线1202开关。此时由#2主变提供故障电流，#2主变后备零序过压保护再经1.2s跳主变三侧开关，隔离故障，此时220kVA站只

有一条110kV母线失压。

图5#1主变提供故障电流方式图

当110kVAC线发生两相接地或相间故障，110kVAC线距离I段出口动作跳开1203开关，若110kVAC线1203开关拒动，#1、#2主变后备相间或接地阻抗保护1时限0.9s动作出口跳开母联1012开关，#2主变后备相间或

接地阻抗保护2时限1.2s动作出口跳开母联1102开关，若故障点在110kVAB乙线B站侧距离保护II段及III段保护范围内，则110kVAB乙线B站侧距离保护II段再经0.3s动作出口跳开B站AB乙线1202开关，或者距离保护III段再经

1.8s动作出口跳开B站AB乙线1202开关，隔离故障。

4小结

综上所述，无论故障线路是否与中性点直接接地主变挂同一母线，同一个220kV变电站双回路供电的单母线接线的110kV变电站，其双回路电源因继电保护的需要，应挂220kV变电站同一条110kV母线上。若分挂不

同母线的话，当某条110kV线路出现故障后，在保护失配、开关拒动情况下可能出现两条线路同时跳闸进而影响供电可靠性。

参考文献：

[1]郭庭哲，李强仁.变电站接线形式和调度安全运行[J].电力讯息，2015，32（4）：86—88.

[2]张保会，尹项根.电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版社，2005.

[3]郭庭哲，李强仁.终端线路变压器组继电保护装置及变压器中性点接地方式研究[J].吉林电力，2009，37（5）：5—7.

[4]Q/CSG110039—2012，南方电网继电保护配置技术规范[S].

（下转第63页）