淺析220kV變電站母線失壓及處理

李俊偉

摘 要：在電網中，變電站起著非常重要的作用，同時它也是電力的中轉站，在輸配電過程中起著不可替代的作用，而母線是變電站的重要設施，所以它的可靠運行直接決定供電的可靠性。在變電站中，有很多故障會由于保護或機構的原因未切除掉，越級到母線級，由母線保護動作切除掉，本文針對有可能造成母線失壓的各種情況進行分析及處理，以提高此類事故處理能力和工作中的防患意識。

關鍵詞：母線；故障；分析；處理

在變電站中，母線發生故障的幾率很小，但很多故障會越級到母線級，由母線保護動作切除掉，因此而奠定了其在電網運行中的重要性。在母線級發生故障時，尤其是樞紐變電站，不但會使故障的母線上所有出線停電，嚴重時甚至會使電網瓦解，破壞整個電網的穩定。本文主要以220kV武蘇變電站為例，針對有可能造成母線失電的各種情況進行分析及處理，以提高此類事故處理能力和工作中的防患意識。

一、運行方式（主接線圖如圖一）

2號主變并列運行，1號主變中性點接地刀閘2010、1010在合位。220kV上、下母并列運行，201、263、265、267在上母運行，202、264、266、268在下母運行，母聯260開關在合位，旁路270開關及旁母冷備用。110kV南、北母并列運行，101、131、133、135、137、141在南母運行，139在南母熱備用，102、128、132、134、136、138在北母運行，母聯130開關在合位。35kV東、西母分列運行，301、324、325、326在東母運行，302、323、327、328、331在西母運行，母聯320開關在分位。

二、母線保護配置

（一）220kV母線保護配置。220kV母線微機保護裝置采用的是南瑞繼保電氣有限公司生產的RCS-915和BP-2B型保護裝置組成。RCS-915母線保護裝置包括有母線差動保護、母聯充電保護、母聯死區保護、母聯失靈保護、母聯過流保護、母聯非全相保護以及開關失靈保護等功能。BP-2B母線保護包括有母線差動保護、母聯失靈（或死區）保護以及開關失靈保護出口。

（二）110kV及35kV母線保護配置。在220kV武蘇變電站中，110kV和35kV系統中未配置母線保護，當母線上有故障時，由主變的中后備保護動作將故障切除掉。

三、母線保護簡介

（一）母線保護范圍。各開關CT至母線所有的一次設備，包括各開關CT、開關、母線側隔離開關、母線、母線PT和避雷器等，均屬于母差保護范圍。

（二）母線保護原理。（1）母線差動保護。母線差動保護差動回路包括大差回路和小差回路。雙母保護中，大差做為啟動元件，判斷區內故障，保護范圍是兩條母線；小差做為選擇元件，判斷故障所在母線，保護范圍是一條母線和母聯CT之間的區域。小差動作一時限跳開母聯開關，二時限跳開故障母線所有開關。大差動作，是同一時限跳開故障母線上所有開關，不區分設備所在母線。雙母正常運行時，投的是小差，有選擇性。在倒母過程中，才把母差設為大差（防止操作并列刀閘時的環流引起保護誤動）。

（2）母差死區保護。母線并列運行時，若故障發生在母聯開關與母聯CT時，開關側母線段開關跳開無法切除該故障，而CT段的小差元件不會動作，這種情況稱為死區故障。此時，母差保護動作已將一條母線切除，電流元件不返回，母聯開關已跳開而母聯CT仍有故障電流，死區保護經母線差動復合電壓閉鎖后切除另一條母線。

（3）母聯失靈保護。類同于死區保護，區別在于死區故障跳開母聯開關，而母聯失靈保護動作后，母聯開關仍在合位。

（4）母差充電保護。當分段母線中的一段停電檢修后，可以通過母聯（或分段）開關對檢修母線充電恢復雙母運行。此時投人母聯充電保護，當檢修母線有故障時，母聯開關跳開切除故障。

四、母線事故分析（以220kV武蘇變電站為例）

（一）母線故障類型。（1）單母失壓。220kV上母或下母單母失壓；110kV南母或北母單母失壓；35kV東母或西母單母失壓。

（2）雙母失壓。220kV上母、下母全部失壓；110kV南母、北母全部失壓；35kV東母、西母全部失壓。

（二）母線失壓原因。（1）單母失壓。1）母線故障。220kV任何一條母線母差范圍內發生故障，小差動作。110kV和35kV任一條母線故障時，主變中后備或低后備保護動作，一時限跳母聯開關，二時限跳故障母線的主變側開關。220kV上母發生故障，母差保護動作，一時限跳母聯260開關，故障電流依然存在，二時限跳開201、263、265、267開關。2）線路故障，線路開關或保護拒動。線路開關應跳而未跳開時，在220kV系統中，開關失靈保護動作，它的跳閘回路與母差保護用的是同一個回路，跳母聯及故障母線上的所有開關。在110kV或35kV系統中，由主變中、低后備保護動作，使母線失壓。263線路故障，263開關未跳開，開關失靈保護動作，跳開母聯260及201、265、267開關，220kV上母失壓。325線路故障，裝置死機，1號主變低后備保護動作，320開關在分位，301開關跳閘，35kV西母失壓。

3）誤操作或操作時設備故障。 133開關停電，在操作中，133南隔離開關母線側B相支柱絕緣子根部斷裂，引線對架構放電，1號主變中后備保護動作跳開130、101開關使南母失壓。

（2）雙母失壓。1）母差死區故障，兩條母線跳閘。220kV母聯260開關與CT之間發生故障，母差保護動作，母聯260開關及上母263、265、267、201開關跳閘；由于CT仍有故障電流流過，大差元件不返回，母差保護動作跳下母264、266、268、202開關。2）單母故障，母聯開關拒動。220kV上母故障，母差保護動作跳260及上母263、265、267、201開關，母聯260開關拒動， 260失靈啟動，跳開下母264、266、268、202開關，上、下母失壓。110kV 或35kV系統中母聯或分段開關拒動時，主變的中低后備保護動作，使雙母失壓。3）一條母線檢修，另一條母線故障。135南隔離開關觸頭處溫度過高，將南母、135開關停電處理，所有出線倒至北母運行。中午時分開始刮大風，133線路發生相間短路，保護裝置死機，主變中后備保護動作跳開130、101、102開關使北母失電。4）兩條母線同時故障。下午兩點開始降雨，中雨持續到晚上七點轉為暴雨，并伴有雷電，110kV南母電壓互感器A相絕緣子發生閃絡，136北隔離開關瓷瓶發生閃絡，主變中后備保護動作使南北母失壓。5）倒母線或單條母線送電時，母線故障或發生誤操作事故。220kV上母檢修完畢后用260開關給上母充電時，220kV母差保護動作，兩條母線失壓。檢查發現上母一絕緣子閃絡放電， RCS-915單母運行壓板在投入位置，現場檢查220kV下母母差保護范圍設備無異常。

五、母線故障的處理

（一）判明故障性質。（1）母線失壓后，根據事故前的運行方式，保護及自動裝置動作情況、所報信號、開關跳閘情況、設備外觀等，判明故障性質、發生的范圍和事故停電范圍；

（2）對母差保護范圍內的設備認真地進行外部檢查，檢查有無爆炸、接地、短路、冒煙、起火現象或痕跡，瓷質部分有無擊穿閃絡、破碎痕跡，配電裝置上、導線上有無落物，設備上是否有人工作等。

（二）母線故障失壓處理。（1）母線故障停電，母差保護動作，如果故障點能夠隔離或消除的，應立即拉開開關、隔離開關隔離或消除故障；

（2）檢查母線絕緣良好，導線無嚴重損傷，依調度命令對母線充電正常后恢復供電；

（3）若故障不能消除、且不能隔離，檢查母聯開關在斷開位置。如果是一條母線失壓，將故障母線所接分路開關由無故障母線送出（先拉開故障母線上的隔離開關后，再合正常母線上的隔離開關）；運行的雙母同時失壓，檢查母線及其所連設備有無明顯故障，并在調度指揮下進行處理。

（三）失靈保護動作及線路故障保護拒動處理。（1）若由于線路開關拒動造成母線失壓，應根據光字信號、動作情況和現場檢查結果綜合判斷，將故障線路開關隔離后，恢復母線及無故障設備運行，注意失靈開關保持不動，以便于檢修人員分析原因。

（2）若由于保護拒動造成母線失壓，匯報調度，根據調度通知的對側保護動作情況，判斷故障線路將其隔離，恢復母線運行。

（四）母差保護誤動處理。在母線失壓原因中未提到母差保護誤動，在此對處理簡做討論。

（1）若未發生任何故障現象，站內設備未發現問題，分路中有保護信號掉牌，可能屬外部故障，母差保護電流回路有問題，以致誤動作。應匯報調度，根據調度命令，暫時退出母差保護。將外部故障隔離以后，母差保護重新投入運行。

（2）若未發生任何故障現象，所內設備無問題，跳閘時無故障電流沖擊現象，母差保護信號掉牌不能復歸。則可能是母差保護誤動，此時應退出母差保護，恢復供電，由專業人員處理母差保護誤動原因。

六、結束語

在變電站中，母線的可靠運行保障了供電的可靠性，當其發生故障時，需要運行人員能很快的判明事故的性質和范圍，迅速限制事故的發展，消除事故的根源。特別要注意雙母失壓的情況，輕則可造成大面積停電，重則可導致電網解列。因此，確保母線安全運行，意義重大。