双母线接线方式母联开关检修时运行方式供电可靠性分析

国网冀北电力有限公司廊坊供电公司　马保华　马世强　赵　磊

双母线接线方式母联开关检修时运行方式供电可靠性分析

国网冀北电力有限公司廊坊供电公司马保华马世强赵磊

220kV变电站110kV母线母联开关检修，110kV系统中有三种运行方式可供选择，为保证安全可靠供电，对三种运行方式进行供电可靠性分析比较，了解各种运行方式下，不同性质故障对用户供电的影响，为今后运行人员安排运行方式提供技术支持。

双母线；母联开关；分列运行

0.引言

供电可靠性是电力系统持续供电的能力，是考核供电企业供电质量的重要指标，是衡量一个国家经济发达程度的标准之一。随着社会现代化、信息化的发展，对电能的依赖程度越来越高，对电能质量要求不断上升。供电可靠性对经济生产、人民生活及社会秩序都会产生巨大影响。实际工作中，经常遇到母联开关检修的情况，母联开关检修时，系统运行方式的安排将直接影响系统的供电可靠性，如果安排不当可能造成系统全部停电的事故，影响对用户的可靠供电。

1.双母线接线母联开关检修时运行方式

220kV变电站一次系统接线图如图1所示。运行方式为220kV两条线路；220kV4号、5号母线；1号、2号台主变；110kV4号、5号母线并列运行给110kV10条线路供电。1号主变220kV、110kV中性点接地运行，变压器中性点零序电流保护投入，间隙电压、电流保护退出；2号主变220kV、110kV中性点经放电间隙接地，变压器中性点间隙电压、电流保护投入，零序电流保护退出。110kV单元开关111、113、115、117、119、101在5号母线运行；112、114、116、118、120、102开关在4号母线运行。变压器容量为2× 240MW。其所带110kV变电站均采用双电源供电，开环运行方式，备用电源自投装置投入。其中111、112；115、116；117、118为双回路供电方式。

图1　220kV变电站一次系统图

110kV母联开关检修时，共有三种运行方式可供选择。

第一种方式：两台主变分列运行各代一条母线，如图2所示，其中1号主变带110kV5号母线运行（红色），2号主变带110kV4号母线运行（蓝色）。

第二种方式：110 kV所有单元倒单母线运行，1、2号主变并列。5号母线运行，4号母线停电。如图3所示。

第三种方式，用线路单元的两组母线刀闸跨接把4号、5号母线串联，使两条母线连体运行。如图4所示。

图2　1号主变带110kV5号母线、2号主变带110kV4母线，母线分列运行

图3　110 kV所有单元倒单母线（5#母线）运行，1、2号主变并列

2.三种运行方式供电可靠性分析

2.1母线本身故障时供电可靠性分析

第一种方式：1号主变带110kV5号母线、2号主变带110kV4母线，母线分列运行。

4号母线故障，母线差动保护动作，故障母线跳闸，故障母线失电，其所带线路停电。由于110kV系统为双电源供电，实行备用电源自投方式运行，通过备用电源自投将停电线路所带负荷自投到另一个电源供电，所以不影响负荷。

5号母线故障，母线差动保护动作，故障母线跳闸，故障母线失电，其所带线路停电。由于110kV系统为双电源供电，实行备用电源自投方式运行，通过备用电源自投将停电线路所带负荷自投到另一个电源供电，所以不影响负荷。

第二种方式：110 kV所有单元倒单母线（5#母线）运行，1、2号主变并列。

4号母线故障，因4号母线在停电状态不影响负荷。

5号母线故障，母线差动保护动作，故障母线跳闸，故障母线失电，其所带110kV线路停电。113、114、119、120所带变电站，通过备用电源自投将停电线路所带负荷自投到另一个电源供电。但是111、112；115、116；117、118双回路供电的3座变电站全站失电，影响负荷。

第三种方式：一个线路单元的两组母线刀闸同时合入（跨接），两条母线连体运行。

4号母线故障，因4、5号母线在一起运行，母线差动保护动作，4、5号母线同时跳闸，110kV线路全部停电。113、114、119、120所带变电站，通过备用电源自投将停电线路所带负荷自投到另一个电源供电。但是111、112；115、116；117、118为双回路供电的3座变电站全站失电，影响负荷。

5号母线故障，因4、5号母线在一起运行，母线差动保护动作，4、5号母线同时跳闸，110kV线路全部停电。113、114、119、120所带变电站，通过备用电源自投将停电线路所带负荷自投到另一个电源供电。但是111、112；115、116；117、118为双回路供电的3座变电站全站失电，影响负荷。

母线本身故障时影响负荷情况列表如表1所示。

表1　母线故障对负荷的影响情况

2.2线路故障越级情况（以电力系统线路故障率较高的单相故障为例）可靠性分析

第一种运行方式：1号主变带110kV5号母线、2号主变带110kV4母线，母线分列运行。

4号母线所带线路发生故障越级，4号母线供电的2号主变110kV后备零序过流保护动作跳开变压器102开关，该条母线停电，其所带线路停电。因110kV系统为双电源供电，实行备用电源自投方式运行，通过备用电源自投将停电线路所带负荷自投到另一个电源供电，不影响负荷。

5号母线所带线路发生故障越级，5号母线供电的1号主变110kV后备零序过流保护动作跳开变压器101开关，该条母线停电，其所带线路停电。因110kV系统为双电源供电，实行备用电源自投方式运行，通过备用电源自投将停电线路所带负荷自投到另一个电源供电，不影响负荷。

因此，不论那条母线所带线路出现越级故障都不影响供电。

第二种运行方式：110 kV所有单元倒单母线（5#母线）运行，1、2号主变并列。

4号母线所带线路发生故障越级，首先1号主变点零序过流保护动作跳开101开关，然后 2号主变间隙保护动作主变三侧开关跳闸，110kV母线及所带110kV线路全部停电。113、114、119、120所带变电站，通过备用电源自投将停电线路所带负荷自投到另一个电源供电。但是111、112；115、116；117、118为双回路供电的3座变电站全站失电，影响负荷。

5号母线所带线路发生故障越级，首先1号主变点零序过流保护动作跳开101开关，然后 2号主变间隙保护动作主变三侧开关跳闸，110kV母线及所带110kV线路全部停电。113、114、119、120所带变电站，通过备用电源自投将停电线路所带负荷自投到另一个电源供电。但是111、112；115、116；117、118为双回路供电的3座变电站全站失电，影响负荷。

因此，110kV系统10条线路任何一条出现越级现象都将造成双回路供电的3座变电站全站失电，影响负荷。

第三种运行方式：一个线路单元的两组母线刀闸同时合入（跨接），两条母线连体运行。

4号母线所带线路发生故障越级， 1号主变点零序过流保护动作跳开101开关，但故障点并未切除， 2号主变间隙保护动作主变三侧开关跳闸，110kV母线及所带110kV线路全部停电。113、114、119、120所带变电站，通过备用电源自投将停电线路所带负荷自投到另一个电源供电。但是111、112；115、116；117、118为双回路供电的3座变电站全站失电，影响负荷。

5号母线所带线路发生故障越级， 1号主变点零序过流保护动作跳开101开关，但故障点并未切除， 2号主变间隙保护动作主变三侧开关跳闸，110kV母线及所带110kV线路全部停电。113、114、119、120所带变电站，通过备用电源自投将停电线路所带负荷自投到另一个电源供电。但是111、112；115、116；117、118为双回路供电的3座变电站全站失电，影响负荷。

110kV系统10条线路任何一条出现越级现象都将造成双回路供电的3座变电站全站失电，影响负荷。

线路故障越级时影响负荷情况列表如表2所示。

表2　线路故障越级时对负荷的影响情况

2.3主变故障跳闸可靠性分析

第一种方式：1号主变带110kV5号母线、2号主变带110kV4母线，母线分列运行。

1号主变故障，变压器保护动作跳闸，其所带的110kV5号母线停电，5号母线所带线路停电。因110kV系统为双电源供电，实行备用电源自投方式运行，通过备用电源自投将停电线路所带负荷自投到另一个电源供电，不影响负荷。

2号主变故障，变压器保护动作跳闸，其所带的110kV4号母线停电，5号母线所带线路停电。因110kV系统为双电源供电，实行备用电源自投方式运行，通过备用电源自投将停电线路所带负荷自投到另一个电源供电，不影响负荷。

第二种方式：110 kV所有单元倒单母线（5#母线）运行，1、2号主变并列。

1号主变故障，变压器保护动作跳闸，2号主变运行带110kV系统运行，不影响负荷。

2号主变故障，变压器保护动作跳闸，1号主变运行带110kV系统运行，不影响负荷。

第三种方式：一个线路单元的两组母线刀闸同时合入（跨接），两条母线连体运行。

1号主变故障，变压器保护动作跳闸，2号主变运行带110kV系统运行，不影响负荷。

2号主变故障，变压器保护动作跳闸，1号主变运行带110kV系统运行，不影响负荷。

主变故障跳闸时影响负荷情况列表如表3所示。

表3　主变故障跳闸对负荷的影响情况

3.结论

通过对220kV变电站110kV母联开关检修时，三种不同运行方式下，出现母线本身故障或线路故障越级或变压器故障，造成的110kV母线失电的情况分析，得出的结论是一致的，即两条母线分列运行的供电可靠性高于其它两种运行方式。因此，在母联开关检修时为提高供电可靠性建议采用两条母线分列运行方式。

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