220kV羅坑變電站母線接地開關(guān)的配置分析

陳武勤

摘 要：對(duì)于常規(guī)變電站，為保證檢修人員檢修母線時(shí)的安全，電壓為63 kV及以上的配電裝置，每段母線上應(yīng)安裝接地開關(guān)或接地器，而接地開關(guān)或接地器的配置需通過計(jì)算檢修母線電磁感應(yīng)電壓以確定接地開關(guān)的數(shù)量及布置間距。該文通過220 kV羅坑變電站工程計(jì)算介紹了母線接地開關(guān)的配置數(shù)量及間距布置。

關(guān)鍵詞：變電站 母線電磁感應(yīng)電壓 母線接地開關(guān)

中圖分類號(hào)：TM63；TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）06（c）-0031-02

在常規(guī)變電站中，雙母線接線的母線檢修時(shí)，一段母線停電檢修時(shí)，另一段平行運(yùn)行母線的工作電流和短路電流因電磁藕合而在檢修母線上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。根據(jù)DL/T 5352—2006《高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中5.1.8章節(jié)規(guī)定：“對(duì)屋外配電裝置，為保證電氣設(shè)備和母線的檢修安全，每段母線上應(yīng)裝設(shè)接地開關(guān)或接地器；接地開關(guān)或接地器的安裝數(shù)量應(yīng)根據(jù)母線上電磁感應(yīng)電壓和平行母線的長(zhǎng)度以及間隔距離進(jìn)行計(jì)算確定”。

1 220 kV羅坑變電站母線的選用及布置

220 kV羅坑變電站為新建變電站，該站主變?nèi)萘繛?×180 MVA，220 kV主變中性點(diǎn)直接接地，110 kV母線及220 kV母線均為雙母線接線，220 kV及110 kV母線選用管型母線。假設(shè)220 kV 2M母線檢修，1M母線單獨(dú)運(yùn)行時(shí)工作電流為2 180 A，三相短路電流為27.87 kA，單相短路電流為23.34 kA；110 kV母線正常工作電流為1 150 A，三相短路電流為18.47 kA，單相短路電流為17.49 kA。

220 kV兩組管型母線布置如圖1所示，母線相間距D1=3.5 m，兩組母線間的距離D2=5 m，220 kV配電裝置共12個(gè)間隔，每個(gè)間隔取13 m，母線長(zhǎng)度l=13 m。

110 kV兩組管型母線布置如圖2所示，母線相間距=1.6 m，兩組母線間的距離=3.5 m，110 kV配電裝置共20個(gè)間隔，每個(gè)間隔取8 m，母線長(zhǎng)度l= m。

從圖1中，假設(shè)2M段母線檢修，1M段母線運(yùn)行，根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知，1M段母線流過負(fù)荷電流或短路電流時(shí)，隨著電流的變化，使得2M段母線產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，即可能致使人受傷的母線電磁感應(yīng)電壓。而根據(jù)1M段母線流過不同的電流，2M段母線產(chǎn)生的電磁感應(yīng)電壓可分為兩類：（1）長(zhǎng)期工作電磁感應(yīng)電壓，是由運(yùn)行中的母線通過正常工作電流產(chǎn)生的，作用是長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)的。（2）瞬時(shí)電磁感應(yīng)電壓，是當(dāng)工作母線發(fā)生三相或單相接地短路故障造成的，作用是瞬時(shí)的[1]。

2 220 kV母線電磁感應(yīng)電壓及接地開關(guān)安裝數(shù)量、間距計(jì)算

2.1 220 kV母線電磁感應(yīng)電壓的計(jì)算

因2M段母線A2相距離1M段母線最近，當(dāng)1M母線流過三相負(fù)荷電流或C1相發(fā)生短路電流時(shí)，在2M段母線A2相母線上產(chǎn)生的電磁感應(yīng)電壓最大。設(shè)定如下。

（1）1M母線的三相負(fù)荷電流為I，A；（2）1M母線中的C1相的單相接地短路電流為，A；（3）1M母線流過三相負(fù)荷電流時(shí)，A2相母線的電磁感應(yīng)電壓為，V/m；（4）1M母線C1相發(fā)生單相接地短路時(shí)，A2相的感應(yīng)電壓，V/m；（5）2M母線中A2相對(duì)1M母線中A2相單位長(zhǎng)度的平均互感抗，Ω/m；2M母線中A2相對(duì)1M母線中B1相單位長(zhǎng)度的平均互感抗，Ω/m；2M母線中A2相對(duì)1M母線中C1相單位長(zhǎng)度的平均互感抗，Ω/m；（6）220 kV母線長(zhǎng)度為l，m；（7）2M母線中A2相相對(duì)于1M母線上A1、B1、C1相間距L1，m；（8）短路電流持續(xù)時(shí)間t，按0.2 s考慮。

根據(jù)參考文獻(xiàn)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（電氣一次部分）》， 220 kV 2M段母線有兩種不電流產(chǎn)生的兩種不同的感應(yīng)電壓計(jì)算如下。

當(dāng)2M母線停電檢修，負(fù)荷電流流過1M母線時(shí)，則2M母線中A2相相對(duì)于1M母線上A1、B1、C1相單位長(zhǎng)度平均互感抗及2M母線中A2相的感應(yīng)電壓為：

4 結(jié)語

采用雙母線接線形式的變電站，尤其是供電負(fù)荷較重的變電站，為確保供電需求，很難安排雙母線都同時(shí)停電，對(duì)于母線檢修或以后的擴(kuò)建，均會(huì)出現(xiàn)一段母線運(yùn)行，另一段母線檢修的情況，而檢修狀態(tài)的母線將產(chǎn)生母線電磁感應(yīng)電壓。

參考文獻(xiàn)

[1] 水利電力部西北電力設(shè)計(jì)院.電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（電氣一次部分）[M].中國(guó)電力出版社，1989.

[2] 《鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)》編委會(huì).鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].冶金工業(yè)出版社，1996.