双母双分段接线运行方式优化研究

张馨介，朱余启

(云南电力调度控制中心，昆明 650216)

0 前言

母线是电网运行中的重要设备，母线故障直接影响电网安全稳定运行[1]。220kV母线一般采用双母线接线方式，当双母线其中一段母线检修时，无需线路配合停电，保证了重要用户的供电可靠性。但该种接线方式建设成本较高，采用了较为复杂的接线方式，在隔离开关倒换操作时容易出现误操作。[2]基于双母线接线方式，将双母线中每一段母线分为两段，并两两母线之间通过断路器联接，形成了双母双分段接线方式。其优点为任意一段母线跳闸或检修，另外3段无故障母线都能保持正常运行[3]，但建设成本较双母线接线更高。为了保障主网供电可靠性，部分220kV母线也采用双母双分段接线方式。

双母双分段接线虽已充分考虑电网设备N-1后的可靠性，但在电网实际运行维护过程中，必然存在设备检修的情况，在检修过程中，若再出现设备跳闸，根据母线运行方式的不同，仍存在一定风险。本文主要针对双母双分段母线在设备检修后再出现N-1的风险进行分析，并提出运行方式的优化方案，避免故障范围的扩大。

1 双母双分段接线结构特点

双母双分段接线典型结构如图1所示：共有4段母线、2台分段断路器、2台母联断路器以及若干线路。线路可以连接主变、负荷、电源，也可作为变电站与变电站之间的联络线。

当双母双分段母线其中一段母线检修时，可将在该母线运行的所有线路断路器倒至未停电母线，而不需要线路配合停电；当单一母联或分段断路器检修时，不会对母线运行方式造成本质改变。

图1 双母双分段典型结构

如图1所示，作为电力系统实际运行中常见接线形式，除建设成本较双母线接线高外，双母双分段接线运行可靠，设备N-1后安全裕度高。

2 双母双分段运行风险

电网实际运行中，必然存在电气设备停电检修的情况，在电网全网架运行时不会存在的风险，在设备检修后会突显出来，双母双分段接线方式运行的母线就存在此类问题。以图1为例，当母线设备检修后，若再次发生设备N-1跳闸，根据母线运行方式的不同，将产生不同的后果。双母双分段母线在有母线设备停电时，再次出现母线或母联断路器跳闸将有可能导致额外母线失压。

经整理分析，对双母双分段接线其中一段母线供电的设备共4类：母联断路器；分段断路器；与主网相连的联络线；接入电厂的线路。若对单段母线进行供电的所有设备出现故障，则该段母线将失压。而双母双分段接线的母联断路器、分段断路器皆正常运行时，能保证每段母线至少有两个对其供电设备。若非本段母线跳闸的基准风险，其余任意单一设备跳闸都不会导致该两段母线失压。

双母双分段母线在完整网架下安全裕度较高，往往不会出现单一设备跳闸间接导致母线失压的情况，但电网设备检修是实际运行中经常会出现的情况，必须考虑N-1后的运行风险。在母线停电检修时，与该母线连接的母联、分段断路器都需配合停运。对于相邻未停运母线，对其供电设备必有减少。而只要当双母双分段母线中任意单段母线的供电设备减少至只有一个时，该单一供电设备跳闸将间接导致单段母线失压，在以往较少考虑该种情况。因此，势必建立一种优化方案，尽量避免出现该种情况。

3 优化方案

对于已采用双母双分段接线运行的变电站，为了防止设备检修后再次出现设备跳闸导致母线失压，应充分利用双母双分段接线特点，对母线运行方式进行优化，避免风险的出现。

由于接入双母双分段母线的线路可以在两组母线之间进行倒换，为双母双分段母线的运行方式提供了充分的优化空间。因此，提出对双母双分段母线接线运行方式的优化方案如下：

1）分析双母双分段母线接线构成：应分析接入母线线路类型，确认对母线供电的线路。

2）合理安排母线运行方式：能保证每段母线至少有两个对其供电设备，并尽量使每段母线的对其供电设备数目相近，以平摊电网运行风险。

3）母线设备停电时，应重新评估风险；若有需要，提前变更运行方式：在单一母线设备停电前，需提前评估电网运行风险，若停电将导致单段母线仅由单一设备供电时，应提前将可对母线供电的线路倒至该母线运行，并尽量保证每段母线至少有两个对其供电设备。

4）应避免出现母线设备N-1时，单一元件因所带潮流超出热稳极限值损坏的情况：单段母线仅由两个设备对其供电时，应通过倒母线方式避免单一供电设备跳闸后，另一供电设备因供电潮流变大超出其热稳极限值而损坏的情况。

在实际应用中，双母双分段母线设备正常运行、检修或跳闸时，若按照该优化方案提前进行评估准备，则可缩小单一设备跳闸后对电网造成的影响，并减少单一设备跳闸而间接导致母线失压的情况发生。

4 结束语

本文以调度运行实际工作中较为常见的双母双分段母线单一设备停电为例，发现了双母双分段母线接线存在的潜在风险，并据此提出了优化方案。以尽量缩小该接线方式下设备发生N-1跳闸所带来的影响。因此，在对双母双分段接线运行方式进行规划时，应充分考虑单段母线上对其供电设备的分布情况，若根据本方案进行合理安排，将大大减小母线设备跳闸所带来的风险。

实际上，本文所探讨的问题本质上还是设备供电可靠性的问题。在对单段母线的供电设备为1个时，若该设备跳闸，也就意味着单段母线的失压。进一步来说，任何设备若仅由单一元件供电，那么该设备将无法满足N-1校验[4]。而通过本优化方案，若发现双母双分段接线中不满足N-1校验的单段母线，可通过倒母线方式避免单一设备跳闸而间接导致母线失压的情况发生，有助于调度员根据电网运行情况降低双母双分段母线接线在电网运行中的风险。