220kV智能變電站雙母雙分段接線分析

尹士平 李勇 唐建華 皮志勇

【摘 要】介紹了智能變電站雙母雙分段一次接線、二次系統(tǒng)、母差失靈保護(hù)等特點(diǎn)，簡要分析了雙母雙分段母差保護(hù)配置、電流互感器極性及虛端子等實際應(yīng)用情況。為雙母雙分段智能變電站運(yùn)行提供了運(yùn)行經(jīng)驗。

【關(guān)鍵詞】智能變電站 雙母雙分段 TA極性 虛端子

1 概述

雙母雙分段的母線接線方式是雙母線接線方式的延伸，其優(yōu)點(diǎn)在于任意一段母線發(fā)生故障時，可以將跳閘范圍縮小到全站的1/4，另外3條無故障的母線仍保持正常運(yùn)行。隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展，為了運(yùn)行方式靈活及大方式下限制短路電流水平，越來越多的廠站采用了雙母雙分段電氣主接線。雙母雙分段在常規(guī)綜自變電站已有較多應(yīng)用，但在智能變電站中仍然是一個試行階段，本文結(jié)合荊門地區(qū)220kV掇刀變電站新投進(jìn)行應(yīng)用分析。

2 一次接線特點(diǎn)

220kV掇刀變電站220kV母線采用雙母雙分段接線方式，220kV本期有10回出線，1臺主變間隔（容量為240MVA），終期為14回出線，2臺主變。按照雙母雙分段接線原則：當(dāng)出線回路線為15回以上，兩組母線均用斷路器，本站220kV母線設(shè)兩個母聯(lián)開關(guān)、兩個分段開關(guān)，如圖1所示。為便于運(yùn)行管理及繼電保護(hù)分析，按照母線的實際物理接線位置，將Ⅰ母與Ⅲ母定義為A段，Ⅱ母與Ⅳ母定義為B段。聯(lián)絡(luò)I母與Ⅲ母的分段1、聯(lián)絡(luò)Ⅱ母與Ⅳ母分段2分別看作兩段母線的饋線開關(guān)，那么就將接線方式分解為兩個雙母接線方式，如圖2所示。

圖1 雙母雙分段接線圖

圖2 雙母雙分段接線分解圖

3 二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)

本站按智能變電站建設(shè)，采用成熟先進(jìn)的分層分布開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并將除10kV外的控制及保護(hù)裝置集中布置于二次設(shè)備室。10kV配電裝置采用間隔層設(shè)備下放的布置方式，構(gòu)成位于就地的站控層網(wǎng)絡(luò)，交換機(jī)按照雙重化原則配置，該網(wǎng)絡(luò)通過光纜與站控層網(wǎng)絡(luò)相連。站控層網(wǎng)絡(luò)和間隔層采用雙重化星形以太網(wǎng)絡(luò)，過程層網(wǎng)絡(luò)按電壓等級設(shè)置，10kV不設(shè)置過程層網(wǎng)絡(luò)。除保護(hù)直采直跳外，其余SV、GOOSE組網(wǎng)傳輸，220kV 及110kV GOOSE網(wǎng)和SV網(wǎng)合并設(shè)置，采用雙重化星形以太網(wǎng)絡(luò)。220kV、110kV、主變各側(cè)采用智能終端+常規(guī)一次設(shè)備方式實現(xiàn)一次設(shè)備智能化，智能終端就地安裝在各間隔智能控制柜內(nèi)。

4 母差失靈保護(hù)特點(diǎn)

該變電站220kV繼電保護(hù)裝置按照雙重化原則，因雙母雙分段接線原則按雙母線對待，因此220kV母差需配置4套母線及失靈保護(hù)，即如圖2所示A段按雙母接線配置兩套母差及失靈保護(hù)，B段也配置兩套母差及失靈保護(hù)。每套母線保護(hù)有一個大差（區(qū)內(nèi)故障判別元件），兩個小差（故障母線選擇元件），在母差保護(hù)中將分段1、分段2分別看作A、B段母線上的饋線開關(guān)。

各元件TA（電流互感器）的極性一致，母聯(lián)TA 的極性按國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)版要求靠I母側(cè)，在A、B段母差保護(hù)中分別對應(yīng)I母或Ⅲ。對于分段開關(guān)，如果有兩組電流互感器，則交叉分別接入兩套裝置，這時不存在分段死區(qū)問題，如果只有一組互感器，則存在死區(qū)問題。分段TA的極性同各該段母線上各饋線開關(guān)TA的極性。如圖3所示。

圖3 雙母雙分段接線TA極性圖

雖然雙母雙分段接線方式的母線失靈保護(hù)可按兩套雙母接線母線保護(hù)進(jìn)行分析，但有一點(diǎn)不能忽視，那就是分段開關(guān)分別作為A、B段的聯(lián)絡(luò)開關(guān)，若分段開關(guān)死區(qū)故障或開關(guān)失靈時，將涉及到A、B段的母線保護(hù)，如母差保護(hù)虛端子的連接原理圖。

雙母雙分段接線分段開關(guān)死區(qū)故障與母聯(lián)開關(guān)相比要復(fù)雜，母聯(lián)開關(guān)死區(qū)故障只涉及本套母差保護(hù)，而分段開關(guān)的死區(qū)故障要另套母差保護(hù)配合，分段開關(guān)斷開50ms后封分段開關(guān)的SV輸入，由于分段開關(guān)SV輸入要接入另套母差保護(hù)的大差和小差回路，所以分段開關(guān)斷開了，其另套母差保護(hù)大小差都不計入分段開關(guān)的電流。

雙母雙分段接線分段開關(guān)失靈和母聯(lián)開關(guān)相比，母差保護(hù)的動作行為也有很大區(qū)別，母聯(lián)開關(guān)失靈后，在本套母差保護(hù)中完成完成封鎖母聯(lián)SV輸入，啟動另外一段小差回路，切除無故障母線上的所有開關(guān)，但是分段開關(guān)失靈后，需要另套母差保護(hù)配合，才能將母線故障從系統(tǒng)中切除，因此A段母線保護(hù)中分段失靈動作的虛端子接至B段母線保護(hù)，作為B段母線保護(hù)的分段失靈的啟動判據(jù)，同理B段中分段失靈動作虛端子接至A段母線保護(hù)，這樣可有選擇性的切除母線故障。

5 結(jié)語

雙母雙分段接線方式相對其它母線方式有著明顯的優(yōu)點(diǎn)，可以提高供電的可靠性，能有選擇地切除故障母線。文中總結(jié)了雙母雙分段智能變電站母差保護(hù)的特點(diǎn)，介紹了TA極性以及A、B段母差保護(hù)虛端子接線原理圖，為智能化雙母雙分段變電站提供運(yùn)行調(diào)試經(jīng)驗。在雙母雙分段智能變電站應(yīng)用方面還有許多值得研究和探討的地方，有待于不斷地完善。

作者簡介：尹士平，男，技師，從事變電運(yùn)行管理工作；李勇，男，技師，從事變電運(yùn)行管理工作；唐建華，男，技師，從事繼電保護(hù)工作；皮志勇，男，工程師，高級技師，從事輸電運(yùn)行管理工作。