倒母線及旁路代主變操作要點(diǎn)解析

     一、基本理論概述
1、概述：變電站電氣主接線是由變壓器、開關(guān)、刀閘、互感器、母線、避雷器等電氣設(shè)備按一定順序連接的，用以表示匯集、分配電能的電路。并且要求電氣主接線可以保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量、要具有一定的靈活性和方便性、要具有經(jīng)濟(jì)性、要具有發(fā)展和擴(kuò)建的可能性。
2、雙母線接線的優(yōu)點(diǎn)：
（1）可輪流檢修母線而不使供電中斷。
（2）當(dāng)一母線故障后，能迅速切至另一條母線恢復(fù)供電。
（3）檢修任一回路的母刀時(shí)，只要將該刀閘的回路和母線同時(shí)停電即可，不影響其它回路的供電。
（4）調(diào)度、擴(kuò)建、檢修方便。
3、雙母帶旁路的特點(diǎn)：具有雙母的優(yōu)點(diǎn)，另外當(dāng)線路（主變）開關(guān)檢修時(shí)，該線路（主變）仍能繼續(xù)供電。
4、雙母帶旁路的缺點(diǎn)：
（1）操作復(fù)雜，易發(fā)生誤操作（不但要切換一次，而且二次的交流電壓、電流、壓板要切換）。
（2）投資費(fèi)用大（一般當(dāng)線路≧5條時(shí)，才裝設(shè)專用旁路）。
（3）占地面積增大，配電裝置構(gòu)架增大。
二、變電運(yùn)行工區(qū)500KV、220KV變電站主接線形式匯總
變電站 500kV 220kV 110kV 35kV 10kV
三堡 3/2 雙母線   
任莊 3/2 3/2  單母分段 
九里山  雙母線 雙母代旁 單母分段 
賀村  雙母代旁 雙母代旁  單母分段
潘家庵  雙母代旁 雙母代旁 雙母代旁 
郎山  雙母線 雙母線 單母分段 
沙莊  雙母代旁 雙母線 單母分段 
桃園  雙母代旁 雙母代旁 單母分段帶旁路 
趙山  雙母代旁 雙母代旁 雙母代旁 
三、變電運(yùn)行工區(qū)目前可以進(jìn)行旁路代主變的變電站統(tǒng)計(jì)
變電站 電壓等級(jí) 主變保護(hù)配置
 220kV 110kV 
九里山  √ PST-1200(雙套)
賀村 √ √ PST-1200(雙套)
潘家庵 √ √ WBZ-03(單套)
沙莊 √  PST-1200(雙套)
桃園 √ √ RCS-978(雙套)
趙山 √ √ RCS-978(雙套)
注：“√”表示可進(jìn)行旁路代主變操作
四、倒母線操作解析：
倒母線操作對(duì)于變電站是一項(xiàng)非常頻繁而又非常復(fù)雜的操作，稍有不慎。就會(huì)發(fā)生誤操作事故。現(xiàn)對(duì)操作要點(diǎn)進(jìn)行分析(以母線停役為例)：
例如將220kV XX開關(guān)付母線運(yùn)行倒至正母線運(yùn)行. 220kV付母線由運(yùn)行改為檢修。
1. 檢查220kV母聯(lián)xx開關(guān)確在合閘位置。
解析：確認(rèn)正付母線確在并列狀態(tài)，否則，合刀閘時(shí)可能產(chǎn)生用刀閘合環(huán)（相當(dāng)于帶負(fù)荷合刀閘）或拉刀閘時(shí)產(chǎn)生用刀閘解環(huán)（相當(dāng)于帶負(fù)荷拉刀閘）的誤操作事故，(且母線壓差越大，危害越大)220kV系統(tǒng)是環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，110kV是解環(huán)運(yùn)行，要進(jìn)行方式調(diào)整，合上母聯(lián)開關(guān)，拉開一臺(tái)主變的110kV總開關(guān)，總之一定要檢查母聯(lián)開關(guān)確在合閘位置。
省中調(diào)規(guī)程規(guī)定：用刀閘解合環(huán)操作，設(shè)備主管單位應(yīng)事先經(jīng)過(guò)計(jì)算、試驗(yàn)和批準(zhǔn)，并對(duì)其安全性、可靠性負(fù)責(zé)。
2. 將母差保護(hù)改為單母方式
解析：各站根據(jù)母差保護(hù)配置的具體類型，或投互聯(lián)壓板或投單母壓板或?qū)⑶袚Q開關(guān)QK打至“破壞固定”位置。之所以這樣是為了保證在整個(gè)倒母線過(guò)程中，母線有故障不經(jīng)選擇元件，直接跳2條母線，確保人身設(shè)備安全。對(duì)于BP-2B母差保護(hù)，當(dāng)兩組母線刀閘同時(shí)合上時(shí)，裝置自動(dòng)判別為母線互聯(lián)，但為了可靠（手動(dòng)優(yōu)先于自動(dòng)）采用投入強(qiáng)制互聯(lián)。
注意：一定要在取母聯(lián)開關(guān)操作保險(xiǎn)之前將母差保護(hù)改為單母方式。否則如果任一條母線故障，都將是母聯(lián)失靈啟動(dòng)跳開另一條母線，延誤了母線故障切除時(shí)間，有可能造成系統(tǒng)穩(wěn)定破壞
3. 檢查母差保護(hù)不平衡電流正常
解析：對(duì)于微機(jī)型母差保護(hù)不平衡電流應(yīng)≦100MA；對(duì)于PMH-3型母差保護(hù)不平衡電流應(yīng)≦10MA。目的是比較倒母線前后母差不平衡電流的大小，防止不平衡電流過(guò)大引起母差保護(hù)誤動(dòng)作。同時(shí)還可以積累運(yùn)行資料和經(jīng)驗(yàn)，以利母差保護(hù)的正確運(yùn)行。
4. 分開母聯(lián)開關(guān)控制電源空氣開關(guān)
解析：倒母線之前要取母聯(lián)操作保險(xiǎn)，這點(diǎn)大家都知道，其目的是為了防止在倒排過(guò)程中，母聯(lián)開關(guān)偷跳，造成用刀閘解合環(huán)的誤操作事故。
5. 將電壓切換開關(guān)BK由“分列”打至“并列”位置
解析：有的變電站（賀村、潘家庵）是自動(dòng)并列，電壓切換開關(guān)BK始終打在“并列”位置。但正常時(shí)二次并不并列，只有當(dāng)母聯(lián)開關(guān)運(yùn)行時(shí)一組PT刀閘拉開后，二次才并列。但是此項(xiàng)不操作行不行呢？理論上講是可以的，靠電壓切換繼電器的接點(diǎn)來(lái)切換二次電壓，但是，由于雖然此時(shí)一次是并列運(yùn)行，但由于1#、2#PT的實(shí)際特性不是完完全全一致，致使二次電壓有相差，如果靠電壓切換繼電器的接點(diǎn)來(lái)切換二次電壓，長(zhǎng)期可能使其接點(diǎn)燒損，導(dǎo)致接觸不良或粘連，發(fā)生設(shè)備事故：接觸不良可能造成保護(hù)失壓誤動(dòng)，粘連可能造成從二次側(cè)并列，造成反送電，采用并列之后，電壓回路的斷開不靠電壓切換繼電器的接點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而靠BK和開關(guān)的輔助接點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其接點(diǎn)容量大。且目前大多數(shù)220kV單元使用的是南瑞的CZX—12A的操作箱，YQJ采用了自保持，目的是確保一次刀閘輔助接點(diǎn)接觸不良時(shí)保護(hù)裝置不會(huì)失壓，但也有弊病，若復(fù)歸線圈動(dòng)作不可靠，YQJ自保持，使PT二次并列。
下圖2是線路保護(hù)取自母線電壓示意圖：
 
圖2線路保護(hù)取自母線電壓示意圖
有些變電站在并列回路中只串有母聯(lián)開關(guān)的輔助接點(diǎn)或只有BK開關(guān)的接點(diǎn)。注意：ZKK在每一個(gè)線路保護(hù)屏的后上方，有4個(gè)接點(diǎn)（3個(gè)常開，一個(gè)常閉）如上圖。常開接點(diǎn)的作用很明確，常閉接點(diǎn)的作用是用于監(jiān)視當(dāng)線路該保護(hù)檢修完畢后，其ZKK是否合上，如未合，則后臺(tái)機(jī)上該單元將發(fā)出“裝置異常或失壓”信號(hào)，提醒運(yùn)行人員。所以驗(yàn)收保護(hù)時(shí)，應(yīng)注意驗(yàn)收該單元無(wú)任何異常信號(hào)。如果沒有這個(gè)常閉接點(diǎn)，當(dāng)保護(hù)校驗(yàn)完畢后，檢修人員漏合且運(yùn)行人員又未注意驗(yàn)收，則當(dāng)執(zhí)行恢復(fù)開關(guān)運(yùn)行，當(dāng)合上開關(guān)后，開關(guān)將跳閘（為何跳：大家知道，正常情況下，微機(jī)保護(hù)執(zhí)行自檢程序，每隔5/3毫秒檢查啟動(dòng)元件是否動(dòng)作，國(guó)產(chǎn)微機(jī)保護(hù)的啟動(dòng)元件動(dòng)作條件為：I2+I0＞某值，用以反映不對(duì)稱短路和接地短路；△I（電流突變量）＞某值，用以反映對(duì)稱短路，如啟動(dòng)元件動(dòng)作，則進(jìn)入故障處理程序，合上開關(guān)時(shí)，滿足啟動(dòng)條件，進(jìn)入故障處理程序，此時(shí)又無(wú)電壓，阻抗元件動(dòng)作，開關(guān)跳閘），造成運(yùn)行人員誤認(rèn)為是線路故障另一套保護(hù)拒動(dòng)。所以此常閉接點(diǎn)是必要的，如沒有，建議檢修人員更換。
6. 倒單元開關(guān)，按照先合后拉的原則。
7. 檢查付母線負(fù)荷確已全部倒至正母線。
8. 拉開付母線壓變二次空開
9. 合上母聯(lián)開關(guān)控制電源空氣開關(guān)
10. 將電壓切換開關(guān)BK由“并列”打至“分列”位置
11. 檢查母差不平衡電流正常
12. 退出互聯(lián)壓板
13. 拉開母聯(lián)開關(guān)及兩側(cè)刀閘及PT刀閘
解析：對(duì)于何時(shí)斷開PT二次空開和壓變刀閘，筆者認(rèn)為按拉開二次空開后，再拉開母聯(lián)開關(guān)及母聯(lián)刀閘和PT刀閘的順序操作，比較好。這樣操作（1）可以防止反送電。（2）拉開空載電容式電壓互感器時(shí)聲音很小，如果母線帶電拉PT刀閘電弧很大。所以我們要求在倒完母線后，先拉開母線二次空開（對(duì)于500KV有2個(gè)1ZKK,計(jì)量二次空開也要拉開,試驗(yàn)電壓用保險(xiǎn)也要取下）然后拉母聯(lián)開關(guān)，再拉開壓變刀閘，。其目的也是為了防止PT二次反充電。（這是因?yàn)镻T正常運(yùn)行時(shí)相當(dāng)于變壓器的一種特殊運(yùn)行方式，其二次側(cè)是電壓線圈，阻抗很大，相當(dāng)于開路。PT相當(dāng)于內(nèi)阻極小的電壓源，當(dāng)PT由二次向一次充電時(shí)，將在一次產(chǎn)生很高的電壓，一次側(cè)很小的電流就會(huì)在二次產(chǎn)生很大的電流，輕則二次空開跳開，重則會(huì)造成人身和設(shè)備損壞事故，所以是絕不允許反充的）分析原理圖見下圖3。
 
圖3 PT  刀閘及二次空開接線圖
14. 驗(yàn)電掛地線
至于電度表切換，應(yīng)在BK電壓切換開關(guān)打至“并列”位置后就切換，否則按上述順序操作，倒完母線后再切換，會(huì)造成電度表短時(shí)失壓。
五、母線復(fù)役操作步驟簡(jiǎn)介：
1. 拆除接地點(diǎn)
2.合上母聯(lián)兩側(cè)刀閘及PT刀閘
3.投入母聯(lián)開關(guān)充電保護(hù)
4.合上母聯(lián)開關(guān)
4.充電無(wú)異常后退出充電保護(hù)
5.合上PT二次空氣開關(guān)
6.將母差保護(hù)改為單母方式
7.檢查母差不平衡電流正常
8.斷開母聯(lián)開關(guān)操作控制電源
9.將電壓切換開關(guān)BK由“分列”打至“并列”位置
10.電度表切換
11.倒母線
12.檢查母線負(fù)荷分配正常
六、旁路代主變的操作分析
華東電網(wǎng)近幾年旁路代主變操作曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的事故簡(jiǎn)介：
1.1995.03.22，某站執(zhí)行“將1#主變501開關(guān)由冷備用改為運(yùn)行，旁路510開關(guān) 由運(yùn)行改為冷備用”時(shí)，當(dāng)操作至“8.停用差動(dòng)保護(hù)壓板”時(shí)，監(jiān)護(hù)人為了便于下一步操作，去控制室找電流短接片，找到后操作人監(jiān)護(hù)人都忘記操作第8項(xiàng)了，就操作下一步：短接510開關(guān)流變端子。造成差動(dòng)動(dòng)作。
2.2003.12.30，浙江金華電業(yè)局110KV白馬變電站，在執(zhí)行“2#主變110KV開關(guān)由熱備用改為運(yùn)行，旁路由代2#主變110KV開關(guān)運(yùn)行改為對(duì)旁母充電”操作中，將退出差動(dòng)保護(hù)壓板和主變差動(dòng)CT接人差動(dòng)回路的操作步驟放在一次設(shè)備操作之后，當(dāng)操作至110KV開關(guān)改運(yùn)行，拉開旁路開關(guān)時(shí)，由于110KV側(cè)差動(dòng)CT實(shí)際未接人差動(dòng)回路，造成差動(dòng)動(dòng)作，開關(guān)跳閘。
3.2003.12.12，浙江溫州電業(yè)局220KV珠山變電站，在主變220KV開關(guān)復(fù)役過(guò)程中，由于漏投220KV開關(guān)縱差CT連接片，造成主變差動(dòng)動(dòng)作。
6.1以220KV旁路開關(guān)代主變開關(guān)操作為例解析：
1. 調(diào)整一次運(yùn)行方式。現(xiàn)220KV旁路開關(guān)均在正母對(duì)旁母充電運(yùn)行。當(dāng)代1#主變開關(guān)運(yùn)行時(shí)，拉開2620開關(guān)，合上26010刀閘，一次即操作完畢。當(dāng)代2#主變開關(guān)運(yùn)行時(shí)，拉開2620開關(guān)，拉開26201刀閘，合上26202刀閘，合上26020刀閘，一次即操作完畢。（對(duì)于桃園、潘家庵站，同時(shí)應(yīng)將2620開關(guān)的母差CT端子切至相應(yīng)母線，因?yàn)槠淠覆畋Ｗo(hù)為PMH-3型固定連接式母差保護(hù)。對(duì)于賀村站還需停用主變另一套保護(hù)，因?yàn)橛捎谥髯兲坠蹸T容量不夠，兩套1200保護(hù)均采用開關(guān)CT。旁路代主變時(shí)，只能切換一套，故另一套必須停用。而BP-2型母差保護(hù)為自適應(yīng)式，無(wú)需切換，也沒有CT切換連片。
對(duì)于PMH-3型固定連接式母差保護(hù)不切CT連片的分析：(分析圖形見下圖4、5、6)
 
圖4
 
圖5  破壞固定區(qū)外故障
 
圖三6  破壞固定區(qū)內(nèi)故障
在破壞固定方式下，正常運(yùn)行時(shí)，小差不平衡電流很大（一個(gè)欠，一個(gè)過(guò)）當(dāng)II母發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)，I母選擇元件（1CJ）也可能動(dòng)作，將2條母線上的開關(guān)全部切除。
在破壞固定方式下，發(fā)生區(qū)外故障，啟動(dòng)元件不會(huì)動(dòng)作，母差不會(huì)誤動(dòng)，但選擇元件（1CJ、2CJ）流過(guò)較大的不平衡電流，可能使繼電器燒毀。故旁路開關(guān)代主變或出線開關(guān)時(shí)，應(yīng)將旁路開關(guān)的母差CT連接片切至相應(yīng)母差回路中去。而BP-2B母差保護(hù)就無(wú)需倒母差CT連片，母線運(yùn)行方式具有自適應(yīng)，且電流校驗(yàn)自動(dòng)糾正刀閘輔助接點(diǎn)的錯(cuò)誤。
以I1,I2----In表示各元件電流數(shù)字量；
以Ik表示母聯(lián)電流數(shù)字量；
以S11,S12----S1n表示各元件正母刀閘位置，0表示刀閘分，1表示刀閘合；
以S21,S22----S2n表示各元件付母刀閘位置；
以S1k表示母線并列運(yùn)行狀態(tài)，0表示分列運(yùn)行，1表示并列運(yùn)行；各元件CT的極性端必須一致，母聯(lián)CT裝在付母線側(cè)，極性默認(rèn)與付母線上的元件一致。則差流計(jì)算公式為：
大差電流：Id=I1+I2+----+In
正母小差電流：Id1=I1*S11+I2*S12+----+In*S1n―I1k*S1k
付母小差電流：Id2=I1*S21+I2*S22+----+In*S2n+I1k*S1k
它是將刀閘輔助接點(diǎn)、電流量全部轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，利用程序來(lái)完成的。   
2. 退出旁路2620開關(guān)全部線路保護(hù)出口壓板。（括母差屏上的失靈啟動(dòng)壓板）
解析：旁路開關(guān)代主變開關(guān)時(shí)，僅僅借用的是旁路開關(guān)，其保護(hù)仍然是主變的保護(hù)且主變屏上有作用于旁路開關(guān)的跳閘出口壓變，故所以線路保護(hù)的壓板及出口壓板可以全部脫離。根據(jù)部頒220－500KV電網(wǎng)繼保裝置運(yùn)行整定規(guī)程第2.17條規(guī)定：220KV主變開關(guān)可不啟動(dòng)失靈。同時(shí)省局蘇電調(diào)字563號(hào)也有規(guī)定：若變壓器保護(hù)啟動(dòng)斷路器失靈保護(hù)，則需注意因變壓器保護(hù)出口回路延時(shí)復(fù)歸可能引起的誤動(dòng)作，變壓器瓦斯等本體保護(hù)的出口不宜啟動(dòng)斷路器失靈保護(hù)，斷路器失靈保護(hù)應(yīng)經(jīng)相電流元件控制和電壓元件閉鎖。一般情況下，220KV變壓器保護(hù)可不啟動(dòng)斷路器失靈保護(hù)。所以現(xiàn)在變電運(yùn)行工區(qū)的主變失靈啟動(dòng)是不投的。
旁路2620開關(guān)保護(hù)配置的11＋901或602＋631保護(hù)。其失靈啟動(dòng)母差保護(hù)圖見下圖7。
 
圖7 失靈啟動(dòng)母差原理圖
3. 檢查差流正常，脫離主變差動(dòng)保護(hù)壓板和高壓側(cè)后備保護(hù)壓板
解析：僅脫離采用開關(guān)CT的那套保護(hù)，使用套管CT的那套保護(hù)不需脫離。對(duì)于RCS-978和PST-1200的要脫離后備保護(hù)，因?yàn)椴顒?dòng)和后備公用一組CT。而WBZ-03則不需要脫離后備，因?yàn)楹髠溆玫氖翘坠蹸T。差動(dòng)用的是開關(guān)CT。同時(shí)主變的非全相保護(hù)也應(yīng)脫離。防止在操作過(guò)程中，非全相保護(hù)誤動(dòng)，當(dāng)旁路開關(guān)運(yùn)行后，再投入旁路開關(guān)的非全相保護(hù)。
4．將旁路2620開關(guān)縱差CT連片接人差動(dòng)回路
解析：開關(guān)在熱備用狀態(tài)開入或退出CT連片，不會(huì)造成CT開路。
5．退出主變保護(hù)跳高壓側(cè)開關(guān)的跳閘壓板
解析：因220KV開關(guān)為雙跳圈，應(yīng)脫離2個(gè)跳圈壓板，同時(shí)另一套保護(hù)跳高壓側(cè)開關(guān)的壓板不要忘記退出
6． 電壓切換開關(guān)由“本側(cè)”切至“旁路”位置
解析：因?yàn)楸Ｗo(hù)所用的電壓原是經(jīng)過(guò)高壓側(cè)開關(guān)刀閘的輔助接點(diǎn)及電壓切換繼電器的接點(diǎn)過(guò)來(lái)現(xiàn)應(yīng)改為經(jīng)過(guò)旁路開關(guān)刀閘的輔助接點(diǎn)及電壓切換繼電器的接點(diǎn)過(guò)來(lái)
7． 測(cè)量投入主變保護(hù)跳旁路開關(guān)的跳閘壓板
解析：主變保護(hù)屏（1）有2個(gè)跳旁路開關(guān)的壓板，同時(shí)另一套保護(hù)屏跳旁路開關(guān)的壓板千萬(wàn)不要忘記投入）
8． 合上2620開關(guān)，拉開主變高壓開關(guān)
9． 將高壓側(cè)開關(guān)縱差CT連片短接退出
10．檢查差流正常后，投入差動(dòng)保護(hù)及后備保護(hù)和旁路開關(guān)的非全相保護(hù)
11．脫離本體保護(hù)跳高壓側(cè)開關(guān)壓板，投入本體保護(hù)跳旁路開關(guān)壓板
12．將高壓側(cè)開關(guān)改為冷備用
13．如高壓側(cè)開關(guān)改為開關(guān)檢修，還應(yīng)脫離母差跳高壓側(cè)開關(guān)壓板，以防機(jī)械傷人。（對(duì)于桃園、潘家庵，還應(yīng)將母差CT連片短接）
七、結(jié)束語(yǔ)
用戶對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行要求越來(lái)越重要，而我們本身也決不允許看到電網(wǎng)事故的發(fā)生，精心操作，用心值班，確保安全運(yùn)行是我們每一位變電運(yùn)行值班員的責(zé)任，而正確操作的前提還少不了值班員的一份責(zé)任心。