變電站保護用電壓母線所存問題分析及對策研究

于廣學

（南京供電公司，江蘇 南京210000）

0 引言

近年來，隨著國民經(jīng)濟水平的提高、信息技術(shù)的進步，國內(nèi)變電站事業(yè)取得了長足的發(fā)展。在系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護裝置經(jīng)引入裝置的電壓及電流變化情況的分析來對故障點具體位置進行評判，以此發(fā)出相應(yīng)的跳閘命令，達到隔離故障點的目的。從該理論分析可知，電流、電壓回路穩(wěn)定且正確運行的一個必要條件就是保護裝置正常工作，若其中任一方出現(xiàn)錯誤均有可能造成保護裝置不正確動作。在變電站的設(shè)計中常見設(shè)計為電流回路從CT二次繞組直接引到保護裝置，二次電壓回路由PT二次繞組直接引到控制室，在控制室通過電壓切換屏而引到屏頂，借助于屏頂小母線將其連通，此時各保護裝置則由屏頂母線引入至二次電壓。就該設(shè)計來看，屏頂母線二次電壓運行的可靠性以及安全性十分重要，若其發(fā)生故障，將會使整個變電站中的保護運行受到影響。為確保變電站安全且可靠運行，下面筆者就繼電保護屏頂二次電壓母線問題和對策進行詳細的研究。

1 繼電保護屏頂二次電壓母線所存問題的分析

就現(xiàn)有二次電壓接線方式的運行情況來看，所呈現(xiàn)出的問題并不是很明顯，然而隨著近年來保護裝置的改造及更新增多，在改造中需剪斷屏頂運行母線，且退出舊保護屏，在這種情況下進行工作，誤碰電壓回路的幾率很大，很可能引起電壓回路接地或短路問題，嚴重時還會引起安全問題。

從目前的變電站來看，其屏頂二次電壓母線主要是新建變電站時一次性安裝完成。因新建站中裝置均未帶電，安裝方便快捷，且屏頂二次電壓母線均處于裸露狀態(tài)。盡管在正常運行期間，裸露母線上方存有塑料罩，該塑料罩絕緣，可避免異物掉落所引起的短路，然而在二次接線的時候，因裸露母線之間的距離比較小，通常在3～5 cm范圍內(nèi)，因此很容易在用螺絲刀等相關(guān)工具時引起短路。在運行過程中，若負荷增大，則易使銅棒連接位置的連線被燒毀。屏頂母線由直徑為8 mm的銅棒所構(gòu)成，其長度大約為4 m，銅棒通常情況下用4～9 mm2導線來連接，但這種連接方式容易使連接處變成屏頂母線運行的“瓶頸”，在運行期間引起連接線燒毀問題。保護更新改造中，退出舊保護屏存在一定的難度。在改造時，因受到停電等有關(guān)因素的影響和限制，整站停電必然是不可能的，通常情況下只需要停改造的線路，且在帶電的狀態(tài)下將正在運行的屏頂母線剪斷，無專用切割工具時，在2 m高保護屏頂借助于卡鉗來剪斷銅棒，很容易引起電壓回路短路。

2 解決對策

2.1 全封閉屏頂母線接線方式

針對裸露銅棒容易引起短路問題和在退屏時不容易剪斷問題，提出了將BVR35銅軟線作為小母線，這種銅軟線材質(zhì)柔軟，可滿足折、扭等各種施工需求，其絕緣可達500 V，符合安全需求，同時其截面為35 mm2，具有較強的導通能力；在應(yīng)用過程中可結(jié)合需求來選擇長度，無需中間連接導線。在接線時，首先定制4種外包不同顏色膠皮的BVR35銅軟線，將其分別用在電壓回路的N相與A、B、C三相。其次，于屏和屏之間，應(yīng)預留長約10 cm左右的裕度，在需要將某一面保護屏單獨退出時，無需將母線剪斷，可有效減少在施工過程中需要轉(zhuǎn)接臨時電纜等一系列麻煩。

基于原母線端子所存不足，研制了一種全封閉電壓母線端子。因原母線端子的接線柱處于裸露在外的狀態(tài)，再加上在工作期間二次電壓母線是一種不安全因素，所以研制了一種新的母線端子，即JMX-5型繼電保護小母線端子。這種類型的小母線端子在整個運行期間不容易出現(xiàn)短路現(xiàn)象，可有效解決當前帶電剪繼電保護交直流小母線技術(shù)所存問題，確保小母線可靠且安全運行，同時也便于輕松、安全、快速地更新和改造保護裝置，保證電網(wǎng)運行的安全性、可靠性、穩(wěn)定性。由此可見，相對于以往的屏頂母線線接方法而言，全封閉屏頂母線接線方式除了能夠有效彌補傳統(tǒng)電壓母線所存不足，使運行更為安全和可靠以外，同時也便于保護裝置更新和改造工作的實施，使工作的安全性和穩(wěn)定性更高，獲得更為顯著的效果。

2.2 交流電壓分線屏

大量實踐證明，盡管全封閉屏頂母線接線方式在很大程度上可使變電站保護裝置安全可靠運行，但如果母線出現(xiàn)故障，其所產(chǎn)生的影響依舊作用于變電站全部保護裝置。在《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》中曾明確要求，變電站在運行過程中所用直流裝置應(yīng)為輻射型供電，且兩套保護裝置控制電路應(yīng)來源于不同直流母線段。同時在《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》中還明確規(guī)定了交流電壓回路可接不同的電壓互感器二次繞組。基于這些規(guī)定和要求，參照直流饋線屏做法，在變電站運行過程中應(yīng)用交流電壓分線屏，其接線示意圖如圖1所示。經(jīng)過對該圖的分析可知，應(yīng)用電壓分線屏以后，以往所用屏頂小母線被取消，此時各保護裝置交流電壓處于一種相互獨立的狀態(tài)，當其中某一保護裝置發(fā)生電壓故障時，其他保護裝置依舊可正常運行，不會受到任何影響。

3 結(jié)語

圖1 電壓分線屏連接示意圖

綜上所述，近年來，隨著社會經(jīng)濟發(fā)展速度的加快，科學技術(shù)水平的不斷提高，國內(nèi)電力事業(yè)也取得了突飛猛進的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模也逐漸擴大。為有效彌補變電站以往設(shè)計所存在的不足和缺陷，保證變電站運行的可靠性、穩(wěn)定性、安全性，本文就繼電保護屏頂二次電壓母線所存問題進行了研究和分析，且提出了相應(yīng)的對策，即基于相關(guān)規(guī)程和要求，結(jié)合實際情況，提出了全封閉屏頂母線接線方式和引入交流電壓分線屏2種方法。從實踐應(yīng)用情況來看，采取上述2種方法可使變電站二次電壓故障發(fā)生率和頻率得到顯著的下降，同時在很大程度上還可使保護裝置運行的穩(wěn)定性、安全性、可靠性得到提高，對于整個電網(wǎng)和電力設(shè)備運行所起作用非常重要。相對于全封閉屏頂母線接線方式而言，交流電壓分線屏能有效避免電壓回路所引起的短路問題對于變電站全部保護裝置所產(chǎn)生的影響，且各保護裝置處于互相獨立的狀態(tài)，互不干擾和影響。望通過本文的介紹，使電力工作者對繼電保護屏頂二次電壓母線問題引起高度重視，在實踐中采取有針對性的對策，以確保其安全運行，避免嚴重安全事故的發(fā)生，從而進一步獲得最大化的經(jīng)濟效益以及社會效益。

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