分析110kV变电站母线保护配置

分析110kV变电站母线保护配置

何敏接

东莞市输变电工程建设有限责任公司  广东省东莞市523000

摘要：本文主要为分析100kV变电站母线保护装置自身实际作用和功能，精细化分析变电所主接线方式，明晰变电站母线保护配置原理和特征，对确保变电站可靠、安全运行十分关键。

关键词：110kV变电站；母线保护；配置

母线保护始终是变电站母线发生故障的有效防护，处于母线工作运行范围内产生故障动作，可及时跳开母联断路器，及时中断和切除该母线上全部衔接的元件。但实践中110kV变电站母线保护并未具有统一的标准，相关规范中描述较为灵活，促使母线保护配置更自由，应积极对其展开分析，做好母线保护合理化配置，为后续实践提供参考。

一、110kV变电站主接线方式优劣分析

现下部分110kV变电站实际确定主接线方式时，综合性考量供电可靠性、经济性等因素，选取不同的主接线方式，其中多数选取内桥、单母线分段接线，还存在少量的线便组接线，各类接线均具备自身特有的优缺点，体现在以下几方面：

（1）内桥接线。此类接线方式优势在于设备较少，接线明晰简易，引出线切除和投入较为便捷，实际应用灵活度较佳，可选用备用电源自投装置。不足在于变压器检修或发生故障状况下，应将其中一路电源和桥断路器，且需将变压器两侧隔离开关拉开，按照实际需求投入线路断路器，整个操作程序较多，继电保护装置复杂。

（2）单母分段接线。该接线方式最佳的优势是接线明晰简易，设备较少，操作较为便捷，有助于扩建和选用成套配电装置。实际应用中不足在于缺乏可靠性、灵活性，任意元件故障或检修，均可促使整个配电装置停电。单母线可利用隔开开关分段，但一段母线均发生故障时，需进行短暂性停电，利用隔离开关将故障母线段分开后方可保证并未发生故障区域内正常供电。

（3）线变组接线。此种方式优势在于体积较小、可靠性较高、安全性能优良，维护较为便捷、检修周期较长等优点。选用此类接线方式为设备价格高昂，多处于环境条件不佳等变电站内应用。

二、110kV变电站母线保护配置基本原则分析

母差保护主要保护变电站母线，其自身作用是电流汇集和配置，母线处于变电站内发挥的作用十分凸显，其整体结构较为简易，多布设于变电站内部，受内部因素干扰较为凸显。装设母线保护配置基本原则体现在以下几方面：针对35kV、110kV处于以下状况需增设母差保护：110kV双母线、110kV单母线，重要发电厂或重要变电所的35kV母线，针对风电和光伏电站母差保护十分关键。母差保护为获取较佳的成效，应始终遵循相应的基本原则：一方面，利用电流差。常规下或外部发生故障状况下，流入、流出母线的电流建议保持相吻合，

母线产生故障时，全部电流流向故障点，该状况下电流和值为短路电流；另一方面，电流相位比较方式。正常运行和外部产生故障时，存在反方向电流，母线产生故障状况下，全部支路电流流向故障点，该状况下电流方向保持统一[1]。

三、110kV变电站母线保护配置分析

1、10kV、35kV馈线保护配置

10kV馈线通常多布设过流I、II、III段，过负荷保护等装置，其中10kV馈线实际保护整定基本原则为：I段主要是始终以躲过整个线路末端最大方式下三相短路电流进行整定，实际动作时间限制为0秒；II段是确保处于最小方式下线路尾端三相短路保护灵敏度超过1.2进行整定，同时综合考量相邻线路I段合理化配置，动作时间限制为0.3秒；III段始终以躲过最大负荷，确保处于最小方式本线灵敏度超过1.5进行整定，规定动作时间限制为1秒，并将其扩展延伸至相邻设备。过负荷保护常规作用和功能是发信号，定值与额定电流之比为1.2:1，35kV馈线装置自身实际保护配置与10kV馈线保持相统一。

2、电容器保护配置

降压变压器正常运行过程中，为确保工作稳定、安全，需积极处于低压母线上布设无功补偿装置，处于20kV母线上以并联方式布设电容器，电容器通常装设电流、电压保护。电流保护划分为I、II段，处于电容器电缆或本体受多方面因素影响导致发生各类故障时或延时跳闸。电压保护主要包含两种方式，即过压、低压保护，分别处于母线电压超过或低于标准数值时跳闸。微机保护通常增设开口三角缺乏均衡电压保护，针对电容器缺相状况下作用于跳闸，为确保电容器自身正常运行，应配置相应的过负荷发信保护[2]。

3、备用电源自投装置

110kV变电站实际运行过程中，为从本质层面确保供电可靠性、安全性，均会布设两路电源进行供电，其中一路主供，另一路则作为备用，应结合实际状况装设相互备用的电源自投装置。电源自投判定的方式主要涵盖两种，凉水井变选用的判定依据为主供线路无电流

是检主供线路无电流、母线无电压；动作行为是处于判定依据达标后通过一定的时间限制，促使主供电源开关进行跳开，促使备用电源开关进入投入。

4、主变保护配置

主变始终作为变电站最关键的设备，设备内部各类保护具有一定的复杂性，尤其是应用内桥接线更为复杂，主变保护配置包含以下几方面：第一，主保护。主变主保护主要涵盖两种方式，即差动保护、瓦斯保护，两种保护动作基本原理和特征存在差异性，其均属于瞬时动作的相应的保护，前者主要保护的范围是各侧差动CT间一次设备，主要涵盖主变、套管、引出线等，针对内桥型接线而言，110kV母线作为差动保护范围内。针对差动保护自身产生的动作电流最小数值，常规下充分结合实际状况，正常负荷状况下实现最大限度不平衡电流完成整定。瓦斯保护主要涵盖轻、重瓦斯保护，前者主要于发信，后者动作于跳闸。第二，

电压和电流保护，针对三绕组变压器处于中、低压侧均布设相应的过流保护，将其视为中、低压母线产生相应的故障时的保护或后备，多选用复合电压闭锁过流保护的方式，显著强化保护动作的精准性、可靠性。主变部位主要增设110kV复合电压闭锁过流，主要用于10kV电流后备保护。第三，过负荷保护。主变站自身承载负荷处于额定初期容量120%左右，并保持9秒后，保护将发出过负荷信号，为运维人员提供警示，选用相应的措施[3]。

四、事故案例分析

2020年凉水井变1、2变35kV过流保护动作跳310开关，通过2.7s后1、2变110kV

复合电压实际闭锁过流动作同时跳开011、311、111、012、312、112开关，促使整个变电站全站处于失压状态。通过现场精细化检查分析，明确上述实际保护动作主要系凉水井变凉具303开关发生雷击过电压爆炸引发，同时311开关由于开关跳闸回路电缆发生损伤，促使1变35kV侧311开关拒动。凉具303开关处于35kVI母上，进行正常分析310开关跳闸后

始终交由110kV复合电压实际闭锁过流动作实际跳开011、311、111开关，确保实际故障点完成隔离，但最终发现2变110kV闭锁过流为何调开012、312、112开关，对其进行更深入分析。凉具303开关发生故障，其中1、2主变35kV侧复压过流同步启动，通过跳开310开关，2变35kV侧无法感受故障电流进行保护复归，主变110kV复压过流保护先动作，保护动作行为属于正确的。

结束语

变电站运行具有一定的复杂性，受外界影响因素较多，熟悉掌握变电站继电保护、安全定装置配置状况，对整个110kV变电站运行调度十分关键，尤其是处于复杂保护状况下，为调度员精准判定事故提供参考，显著提高各类事故处理的效率及质量。

参考文献

[1]田恩勇,万有海,陈世丹,等. 110kV变电站母线保护配置的分析与研究[J]. 农村电气化,2021(11):31-33.

[2]胡绪超. 某110 kV变电站35 kV母线电压互感器故障分析[J]. 电力系统装备,2021(16):100-101.

[3]李波,文婷. 断路器拒动引起110kV变电站失压的事故原因分析[J]. 广东电力,2012(5):103-106.