220kV变电站母线故障继电保护装置的动作分析

220kV变电站母线故障继电保护装置的动作分析

郭月飞

江阴市供电公司214400

摘要：变电站在运行过程中，会受到多重因素的影响，导致其发生一些故障，不利于供电安全性和稳定性的实现。本文对220kV变电站母线故障继电保护装置的动作进行了分析，旨在进一步提升220kV变电站的稳定性。

关键词：220kV；变电站；母线故障；继电保护

下面对220kV变电站各级电压母线出现故障时，继电保护装置的动作情况展开探讨。

一、典型220kV双母线接线变电站正常运行方式

1.典型220kV双母线接线变电站一次系统接线图（如图1所示）

图1220kV双母线接线变电站一次系统接线

2.典型220kV双母线接线变电站一次系统正常运行方式

（1）220kV：电厂一线221、电源一线

223、1#主变201在1#母线上运行；电厂二线222、电源二线224、2#主变202在2#母线上运行；母联225断路器、225-1、225-2隔离开关均在合闸位置；1#主变220kV中性点D10-2接地刀闸在断开位置；2#主变220kV中性点D20-2接地刀闸在合闸位置。

（2）110kV：电站一线111、电站三线113、1#主变101在1#母线上运行；电站二线112、电站四线114、2#主变102在2#母线上运行；母联115断路器、115-11、115-2隔离开关在合闸位置；1#主变110kV中性点D10-1接地刀闸在断开位置；2#主变110kV中性点D20-1接地刀闸在合闸位置。

（3）10kV：1#主变001断路器带1#母线负荷；2#主变002断路器带2#母线负荷；分段016断路器已拉开，016-1、016-2隔离开关在合闸位置，016断路器自投装置运行。

3.典型220kV变电站二次系统正常运行方式

（1）220kV：电厂一线221、电厂二线

222、电源一线223、电源二线224线路保护配置两套保护。220kV线路保护I屏为CSL101D数字式线路保护装置：配有专用光纤通道的光纤分相差动保护，三段式相间和接地距离，四段零序方向保护，失灵启动，三相不一致保护，充电保护，综合重合闸，故障录波，电压切换箱，分相操作箱；220kV线路保护II屏为CSL-103B数字式线路保护装置：配有纵联分相差动保护，三段式相间和接地距离，四段零序方向保护，电压切换箱，采用高频载波通道传送保护信号。实现双主、双后备的保护配置原则。

220kV母线保护为差动保护，配置了两套保护。220kV母差I屏为WMH-800微机母线保护装置：配有比率制动特性的电流差动保护，复合电压闭锁，母联（分段）充电保护，开关失灵保护，母联失灵死区保护，TA断线闭锁及告警，TV断线告警；220kV母差II屏为WMZ-41B微机母线保护装置：配有电流差动保护，复合电压闭锁，母联开关失灵（死区）保护及充电保护，开关失灵保护，TA断线闭锁及告警，TV断线告警，直流稳压消失监视。另外，220kV失灵保护为WSL-200微机母线失灵保护装置。

（2）110kV：电站一线111、电站二线112、电站三线113、电站四线114线路保护为WXH-811微机线路保护装置：配有三段式相间和接地距离，四段零序方式保护，三相一次重合闸；110kV母线保护为差动保护，配置了WMH-800微机母线保护装置。

（3）10kV：10kV配电线路保护为WXH-821微机线路保护测控装置：配有电流速断、过电流及三相一次重合闸；电容器组保护为低电压、过电压、过电流和零序平衡保护；分段断开，自投运行；1#变001跳闸（包括偷掉）016自投；2#变002跳闸（包括偷掉）016自投。

（4）主变保护：本站#1、2主变压器配置两套保护。主变压器保护I屏为WBH-801（集成了一台变压器的全部主后备电量保护），和WBH-802（集成了变压器的全部非电量类保护）微机变压器保护装置，并配有FCZ-832S高压侧开关操作箱（含电压切换），完成主变的一套电量保护、非电量保护和高压侧的操作回路及电压切换回路功能；主变压器保护II屏为WBH-801微机变压器保护装置，并配有FCZ-813S中压侧和低压开关操作箱（含中压侧电压切换），ZYQ-812高压侧电压切换箱，完成主变的第二套电量保护和中、低压侧的操作回路及高中压侧电压切换回路功能。实现了双主、双后备保护配置原则。

其中，电量保护有：差动保护；220kV复压（方向）过流，220kV零序电流保护（零序方向I段、零序方向II段、零序过流、中性点零序过流），220kV间隙保护；110kV复压（方向）过流，110kV零序电流保护（零序方向I段、零序方向II段、零序过流、中性点零序过流）；10kV复压（方向）过流。

非电量保护有：本体重瓦斯，调压重瓦斯，压力释放，冷却器故障，绕组温度，油温保护。

（5）1#、2#所用变配置有RCS－9621A成套保护装置。

二、变电站母线故障继电保护装置动作分析

变电站母线的作用是汇集电能和分配电能。见220kV双母线接线变电站一次系统接线图1-1，当220kV母线发生故障时，电能则无法从发电厂或变电站把电能送给220kV母线，220kV母线也无法将电能送给220kV各线路或主变压器；当110kV母线、10kV母线发生故障时，电能则无法从该变电站送给110kV、10kV各线路用户。变电站母线故障继电保护装置动作分析如下：

1.10kV母线故障继电保护装置动作分析

10kV1#母线相间永久性故障（保护、断路器动作正确，分段自投不成功）继电保护装置动作分析。

（1）当10kV1#母线相间永久性故障（保护、断路器动作正确，分段自投不成功）时，由上一级后备保护1#主变I屏、II屏10kV复压方向过电流保护1时限动作跳分断016断路器（正常运行时，分断016断路器热备用状态，分断016断路器在断开位置）；由1#主变I屏、II屏10kV复压方向过电流保护2时限动作跳1#主变10kV本侧001断路器切除故障；此时，10kV1#母线失压，10kV1#母线电容器组低电压保护动作跳开电容器011断路器；与此同时，10kV分段自投动作，自投在相间永久性故障的10kV1#母线，10kV分段016后加速保护动作，分段自投不成功。

（2）按照事故处理的基本原则及一般程序，分析10kV1#母线相间永久性故障（保护、断路器动作正确，分段自投不成功）的基本处理思路为：一次设备组、二次设备组（每组检查人员不少于2人）分别对一、二次设备进行检查；将10kV1#母线故障隔离；安排10kV1#母线检修。

2.110kV母线故障继电保护装置动作分析

110kVⅠ#母线相间永久故障（保护，断路器正确动作）继电保护装置动作分析。

（1）当110kV1#母线相间永久性故障（保护、断路器正确动作）时，110kV1#母线差动保护动作跳开101、115、111、113切除故障；此时，110kV1#母线失压。

（2）按照事故处理的基本原则及一般程序，分析110kV1#母线相间永久性故障（保护、断路器正确动作）的基本处理思路为：一次设备组、二次设备组（每组检查人员不少于2人）分别对一、二次设备进行检查；将110kV1#母线故障隔离；恢复101、111、113断路器回路供电；安排110kV1#母线检修。

3.220kV母线故障继电保护装置动作分析

220kVⅠ#母线A相永久故障（母差保护拒动）继电保护装置动作分析。

（1）当220kV1#母线A相永久故障（母差保护拒动）时，由2#主变1屏、2屏高压侧零序方向过流动作跳开母联225断路器；由1#主变1、2屏220kV间隙保护动作跳开1#主变三侧201、101、001断路器；此时，10kV1#母线失压，10kV1#母线电容器组低电压保护动作跳开电容器011断路器；与此同时，10kV分段自投动作，10kV分段自投成功；10kV1#母线恢复供电。

（2）按照事故处理的基本原则及一般程序，分析220kV1#母线A相永久故障（母差保护拒动）的基本处理思路为：一次设备组、二次设备组（每组检查人员不少于2人）分别对一、二次设备进行检查；将220kV1#母线故障隔离；恢复225、201、101、001断路器回路供电；恢复10kV分段016断路器正常运行；

恢复221、223断路器回路供电；根据电压情况决定是否投入011断路器恢复Ⅰ#电容器运行；安排220kV1#母线检修。

参考文献：

[1]耿军，胡非，刘涛，etal.某220kV变电站220kV母差保护动作事故的原因分析[J].电气开关，2016，54（6）：93-95.

[2]刘照拯.论220kV不变电站继电保护事故分析及处理[J].城市建设理论研究：电子版，2016（15）.

[3]靳书涛，李书卿，彭鹏.安钢220kV变电站继电保护改造中存在的问题及解决措施[J].科技创新与生产力，2016（3）：85-86.