220kV罗坑变电站母线接地开关的配置分析

陈武勤

摘 要：对于常规变电站，为保证检修人员检修母线时的安全，电压为63 kV及以上的配电装置，每段母线上应安装接地开关或接地器，而接地开关或接地器的配置需通过计算检修母线电磁感应电压以确定接地开关的数量及布置间距。该文通过220 kV罗坑变电站工程计算介绍了母线接地开关的配置数量及间距布置。

关键词：变电站 母线电磁感应电压 母线接地开关

中图分类号：TM63；TM862 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）06（c）-0031-02

在常规变电站中，双母线接线的母线检修时，一段母线停电检修时，另一段平行运行母线的工作电流和短路电流因电磁藕合而在检修母线上产生感应电压。根据DL/T 5352—2006《高压配电装置设计技术规程》中5.1.8章节规定：“对屋外配电装置，为保证电气设备和母线的检修安全，每段母线上应装设接地开关或接地器；接地开关或接地器的安装数量应根据母线上电磁感应电压和平行母线的长度以及间隔距离进行计算确定”。

1 220 kV罗坑变电站母线的选用及布置

220 kV罗坑变电站为新建变电站，该站主变容量为4×180 MVA，220 kV主变中性点直接接地，110 kV母线及220 kV母线均为双母线接线，220 kV及110 kV母线选用管型母线。假设220 kV 2M母线检修，1M母线单独运行时工作电流为2 180 A，三相短路电流为27.87 kA，单相短路电流为23.34 kA；110 kV母线正常工作电流为1 150 A，三相短路电流为18.47 kA，单相短路电流为17.49 kA。

220 kV两组管型母线布置如图1所示，母线相间距D1=3.5 m，两组母线间的距离D2=5 m，220 kV配电装置共12个间隔，每个间隔取13 m，母线长度l=13 m。

110 kV两组管型母线布置如图2所示，母线相间距=1.6 m，两组母线间的距离=3.5 m，110 kV配电装置共20个间隔，每个间隔取8 m，母线长度l= m。

从图1中，假设2M段母线检修，1M段母线运行，根据电磁感应定律可知，1M段母线流过负荷电流或短路电流时，随着电流的变化，使得2M段母线产生感应电势，即可能致使人受伤的母线电磁感应电压。而根据1M段母线流过不同的电流，2M段母线产生的电磁感应电压可分为两类：（1）长期工作电磁感应电压，是由运行中的母线通过正常工作电流产生的，作用是长时间连续的。（2）瞬时电磁感应电压，是当工作母线发生三相或单相接地短路故障造成的，作用是瞬时的[1]。

2 220 kV母线电磁感应电压及接地开关安装数量、间距计算

2.1 220 kV母线电磁感应电压的计算

因2M段母线A2相距离1M段母线最近，当1M母线流过三相负荷电流或C1相发生短路电流时，在2M段母线A2相母线上产生的电磁感应电压最大。设定如下。

（1）1M母线的三相负荷电流为I，A；（2）1M母线中的C1相的单相接地短路电流为，A；（3）1M母线流过三相负荷电流时，A2相母线的电磁感应电压为，V/m；（4）1M母线C1相发生单相接地短路时，A2相的感应电压，V/m；（5）2M母线中A2相对1M母线中A2相单位长度的平均互感抗，Ω/m；2M母线中A2相对1M母线中B1相单位长度的平均互感抗，Ω/m；2M母线中A2相对1M母线中C1相单位长度的平均互感抗，Ω/m；（6）220 kV母线长度为l，m；（7）2M母线中A2相相对于1M母线上A1、B1、C1相间距L1，m；（8）短路电流持续时间t，按0.2 s考虑。

根据参考文献《电力工程电气设计手册（电气一次部分）》， 220 kV 2M段母线有两种不电流产生的两种不同的感应电压计算如下。

当2M母线停电检修，负荷电流流过1M母线时，则2M母线中A2相相对于1M母线上A1、B1、C1相单位长度平均互感抗及2M母线中A2相的感应电压为：

4 结语

采用双母线接线形式的变电站，尤其是供电负荷较重的变电站，为确保供电需求，很难安排双母线都同时停电，对于母线检修或以后的扩建，均会出现一段母线运行，另一段母线检修的情况，而检修状态的母线将产生母线电磁感应电压。

参考文献

[1] 水利电力部西北电力设计院.电力工程电气设计手册（电气一次部分）[M].中国电力出版社，1989.

[2] 《钢铁企业电力设计手册》编委会.钢铁企业电力设计手册[M].冶金工业出版社，1996.