浅析220kV变电站母线失压及处理

李俊伟

摘 要：在电网中，变电站起着非常重要的作用，同时它也是电力的中转站，在输配电过程中起着不可替代的作用，而母线是变电站的重要设施，所以它的可靠运行直接决定供电的可靠性。在变电站中，有很多故障会由于保护或机构的原因未切除掉，越级到母线级，由母线保护动作切除掉，本文针对有可能造成母线失压的各种情况进行分析及处理，以提高此类事故处理能力和工作中的防患意识。

关键词：母线；故障；分析；处理

在变电站中，母线发生故障的几率很小，但很多故障会越级到母线级，由母线保护动作切除掉，因此而奠定了其在电网运行中的重要性。在母线级发生故障时，尤其是枢纽变电站，不但会使故障的母线上所有出线停电，严重时甚至会使电网瓦解，破坏整个电网的稳定。本文主要以220kV武苏变电站为例，针对有可能造成母线失电的各种情况进行分析及处理，以提高此类事故处理能力和工作中的防患意识。

一、运行方式（主接线图如图一）

2号主变并列运行，1号主变中性点接地刀闸2010、1010在合位。220kV上、下母并列运行，201、263、265、267在上母运行，202、264、266、268在下母运行，母联260开关在合位，旁路270开关及旁母冷备用。110kV南、北母并列运行，101、131、133、135、137、141在南母运行，139在南母热备用，102、128、132、134、136、138在北母运行，母联130开关在合位。35kV东、西母分列运行，301、324、325、326在东母运行，302、323、327、328、331在西母运行，母联320开关在分位。

二、母线保护配置

（一）220kV母线保护配置。220kV母线微机保护装置采用的是南瑞继保电气有限公司生产的RCS-915和BP-2B型保护装置组成。RCS-915母线保护装置包括有母线差动保护、母联充电保护、母联死区保护、母联失灵保护、母联过流保护、母联非全相保护以及开关失灵保护等功能。BP-2B母线保护包括有母线差动保护、母联失灵（或死区）保护以及开关失灵保护出口。

（二）110kV及35kV母线保护配置。在220kV武苏变电站中，110kV和35kV系统中未配置母线保护，当母线上有故障时，由主变的中后备保护动作将故障切除掉。

三、母线保护简介

（一）母线保护范围。各开关CT至母线所有的一次设备，包括各开关CT、开关、母线侧隔离开关、母线、母线PT和避雷器等，均属于母差保护范围。

（二）母线保护原理。（1）母线差动保护。母线差动保护差动回路包括大差回路和小差回路。双母保护中，大差做为启动元件，判断区内故障，保护范围是两条母线；小差做为选择元件，判断故障所在母线，保护范围是一条母线和母联CT之间的区域。小差动作一时限跳开母联开关，二时限跳开故障母线所有开关。大差动作，是同一时限跳开故障母线上所有开关，不区分设备所在母线。双母正常运行时，投的是小差，有选择性。在倒母过程中，才把母差设为大差（防止操作并列刀闸时的环流引起保护误动）。

（2）母差死区保护。母线并列运行时，若故障发生在母联开关与母联CT时，开关侧母线段开关跳开无法切除该故障，而CT段的小差元件不会动作，这种情况称为死区故障。此时，母差保护动作已将一条母线切除，电流元件不返回，母联开关已跳开而母联CT仍有故障电流，死区保护经母线差动复合电压闭锁后切除另一条母线。

（3）母联失灵保护。类同于死区保护，区别在于死区故障跳开母联开关，而母联失灵保护动作后，母联开关仍在合位。

（4）母差充电保护。当分段母线中的一段停电检修后，可以通过母联（或分段）开关对检修母线充电恢复双母运行。此时投人母联充电保护，当检修母线有故障时，母联开关跳开切除故障。

四、母线事故分析（以220kV武苏变电站为例）

（一）母线故障类型。（1）单母失压。220kV上母或下母单母失压；110kV南母或北母单母失压；35kV东母或西母单母失压。

（2）双母失压。220kV上母、下母全部失压；110kV南母、北母全部失压；35kV东母、西母全部失压。

（二）母线失压原因。（1）单母失压。1）母线故障。220kV任何一条母线母差范围内发生故障，小差动作。110kV和35kV任一条母线故障时，主变中后备或低后备保护动作，一时限跳母联开关，二时限跳故障母线的主变侧开关。220kV上母发生故障，母差保护动作，一时限跳母联260开关，故障电流依然存在，二时限跳开201、263、265、267开关。2）线路故障，线路开关或保护拒动。线路开关应跳而未跳开时，在220kV系统中，开关失灵保护动作，它的跳闸回路与母差保护用的是同一个回路，跳母联及故障母线上的所有开关。在110kV或35kV系统中，由主变中、低后备保护动作，使母线失压。263线路故障，263开关未跳开，开关失灵保护动作，跳开母联260及201、265、267开关，220kV上母失压。325线路故障，装置死机，1号主变低后备保护动作，320开关在分位，301开关跳闸，35kV西母失压。

3）误操作或操作时设备故障。 133开关停电，在操作中，133南隔离开关母线侧B相支柱绝缘子根部断裂，引线对架构放电，1号主变中后备保护动作跳开130、101开关使南母失压。

（2）双母失压。1）母差死区故障，两条母线跳闸。220kV母联260开关与CT之间发生故障，母差保护动作，母联260开关及上母263、265、267、201开关跳闸；由于CT仍有故障电流流过，大差元件不返回，母差保护动作跳下母264、266、268、202开关。2）单母故障，母联开关拒动。220kV上母故障，母差保护动作跳260及上母263、265、267、201开关，母联260开关拒动， 260失灵启动，跳开下母264、266、268、202开关，上、下母失压。110kV 或35kV系统中母联或分段开关拒动时，主变的中低后备保护动作，使双母失压。3）一条母线检修，另一条母线故障。135南隔离开关触头处温度过高，将南母、135开关停电处理，所有出线倒至北母运行。中午时分开始刮大风，133线路发生相间短路，保护装置死机，主变中后备保护动作跳开130、101、102开关使北母失电。4）两条母线同时故障。下午两点开始降雨，中雨持续到晚上七点转为暴雨，并伴有雷电，110kV南母电压互感器A相绝缘子发生闪络，136北隔离开关瓷瓶发生闪络，主变中后备保护动作使南北母失压。5）倒母线或单条母线送电时，母线故障或发生误操作事故。220kV上母检修完毕后用260开关给上母充电时，220kV母差保护动作，两条母线失压。检查发现上母一绝缘子闪络放电， RCS-915单母运行压板在投入位置，现场检查220kV下母母差保护范围设备无异常。

五、母线故障的处理

（一）判明故障性质。（1）母线失压后，根据事故前的运行方式，保护及自动装置动作情况、所报信号、开关跳闸情况、设备外观等，判明故障性质、发生的范围和事故停电范围；

（2）对母差保护范围内的设备认真地进行外部检查，检查有无爆炸、接地、短路、冒烟、起火现象或痕迹，瓷质部分有无击穿闪络、破碎痕迹，配电装置上、导线上有无落物，设备上是否有人工作等。

（二）母线故障失压处理。（1）母线故障停电，母差保护动作，如果故障点能够隔离或消除的，应立即拉开开关、隔离开关隔离或消除故障；

（2）检查母线绝缘良好，导线无严重损伤，依调度命令对母线充电正常后恢复供电；

（3）若故障不能消除、且不能隔离，检查母联开关在断开位置。如果是一条母线失压，将故障母线所接分路开关由无故障母线送出（先拉开故障母线上的隔离开关后，再合正常母线上的隔离开关）；运行的双母同时失压，检查母线及其所连设备有无明显故障，并在调度指挥下进行处理。

（三）失灵保护动作及线路故障保护拒动处理。（1）若由于线路开关拒动造成母线失压，应根据光字信号、动作情况和现场检查结果综合判断，将故障线路开关隔离后，恢复母线及无故障设备运行，注意失灵开关保持不动，以便于检修人员分析原因。

（2）若由于保护拒动造成母线失压，汇报调度，根据调度通知的对侧保护动作情况，判断故障线路将其隔离，恢复母线运行。

（四）母差保护误动处理。在母线失压原因中未提到母差保护误动，在此对处理简做讨论。

（1）若未发生任何故障现象，站内设备未发现问题，分路中有保护信号掉牌，可能属外部故障，母差保护电流回路有问题，以致误动作。应汇报调度，根据调度命令，暂时退出母差保护。将外部故障隔离以后，母差保护重新投入运行。

（2）若未发生任何故障现象，所内设备无问题，跳闸时无故障电流冲击现象，母差保护信号掉牌不能复归。则可能是母差保护误动，此时应退出母差保护，恢复供电，由专业人员处理母差保护误动原因。

六、结束语

在变电站中，母线的可靠运行保障了供电的可靠性，当其发生故障时，需要运行人员能很快的判明事故的性质和范围，迅速限制事故的发展，消除事故的根源。特别要注意双母失压的情况，轻则可造成大面积停电，重则可导致电网解列。因此，确保母线安全运行，意义重大。