变电站母线故障的分析及处理

变电站母线故障的分析及处理

摘要：变电站母线是电力系统中最重要的电气设备之一，它是电源和用户以及不同电源的连接处。母线故障的发生概率较小，但故障的后果很严重，可能会使电气设备遭到严重破坏，引起大面积停电，甚至会造成电力系统瓦解。不同的接线方式下母线故障、故障的后果以及处理方式都有很大的差别，本文对变电所母线故障及故障的处理过程进行分析。

关键词：母线 接线方式 故障 故障处理 保护

前言

母线发生故障，会直接导致对用户供电的中断。首先正确判断、迅速隔离故障点，对减少负荷损失、停电时间十分有益，这是处理母线故障的原则。再就是使用一些先进的保护装置，比如微机母差保护，其保护功能比起传统的母差保护更加完善，动作更加可靠，一旦发生故障，可以迅速、准确的动作，不会因为保护装置的自身问题造成大面积的停电以及拖延停电时间。最后，应减小人为因素的影响，避免误操作、保护装置误整定的发生。

1、母线的故障类型及原因

变电所母线是电力系统中最重要的电气设备之一，它是电源和用户以及不同电源的连接处。母线故障的发生概率较小，通常是因为母线上设备故障引起，但故障的后果很严重，可能会使电气设备遭到严重破坏，引起大面积停电，甚至会造成电力系统瓦解。即使是3/2接线，也会使电网间的联络失去，稳定下降。

1.1故障的类型

（1）单相接地故障

（2）金属性接地故障

（3）间歇性接地故障或经大电阻接地故障

（4）相间短路故障

（5）相间短路接地故障

1.2 故障的原因

根据华东电网近二十多年运行资料统计表明，变电所母线故障一般都是由下列原因引起的：

（1）母线上的设备故障引起的：母线绝缘子和开关套管的闪络；连接在母线上的电压互感器及装在开关和母线间的电流互感器发生故障；连接在母线上的刀闸或避雷器、绝缘子的损坏；其他外部因素引起的：施工工具碰及导线、大风或地震引起的母线设备弯曲变形等引起的母线故障

（2）二次回路故障引起母差保护或自动装置误动使母线停电；

（3）人员误碰、误操作引起的；

（4）越级跳闸引起母线失电。

2、 事故的处理原则

2.1事故处理时值班员必须留在自己的岗位上，集中注意力保持设备的正确运行方式，迅速、正确地执行当值调度员地指令。只有在接到当值调度员的指令或对人身安全、设备完整有明显或直接危险，方可停止设备的运行或离开工作岗位。

2.2如果事故发生在交接班过程中，交班人员应负责处理事故，接班人员可以协助处理。在事故处理未告一段落或上级领导未允许交接班以前，不得进行交接班。

2.3 处理事故前，除当值人员和有关领导外，其他人不得进入事故地点和控制室，事前进入的人员应主动退出，不得妨碍事故处理。

2.4 当值调度员是事故处理的指挥人，变电所值班员应迅速而无争辩地执行调度指令，并及时将事故象征和处理情况向其汇报。当值人员如果认为值班调度员指令有错误时，应予指出，并作必要解释。如当值调度确认自己的指令正确时，变电所当值负责人（正值）应立即执行。如果值班调度员指令直接威胁人身或设备安全，则无论在任何情况下，值班员均不得执行。此时应立即将具体情况汇报公司总工（或技术负责人），并按其指示执行。

2.5 处理事故时若变电所所长（或技术负责人）在场，应注意值班员处理事故过程，必要时可以帮助他们处理，但不得与调度指令相抵触；若认为值班员不能胜任时可以解除他们的职务，指定他人或代行处理，但事前必须与有关调度取得联系，并作好详细记录。

3、母线的故障处理

3.1没有母线保护的110kV及以下母线故障

单主变高压侧单（双）电源110kV及以下母线，接线比较简单，通常采用主变主保护来保护，保护范围：主变保护的差动范围内。保护动作后一般会造成全所失电。

双主变双电源：有主变高压开关的高压侧母线靠主变高后备保护来保护；无主变高压开关的靠主变差动保护保护，通常高压侧采用备自投装置，主变主保护动作后，高压侧备自投应可靠闭锁：在保护验收时应进行试验，条件不具备时应在投运过程中试验。主变主保护动作不应闭锁低压侧母联备自投。

主变低压母线故障主变低后备保护动作跳开主变低压开关并闭锁低压侧备自投。另一段母线有电源，该主变差动动作跳开主变低压开关时通常低压母联备自投应可靠动作。

故障的处理

（1）所用电系统的恢复

母线故障保护动作后，母线上的所用变电源将失去，通常另一台所用变将自投，如果该所变挂在线路上，应注意该线路电源是否正常，确保所用电正常运行。

（2）故障的隔离

发生故障后应及时将故障点隔离。

（3）恢复非故障设备运行

如果10kV母线故障、线路故障保护拒动或线路故障开关拒动，应尽快采取措施将故障线路隔离。在查不出故障线路的情况下，如母线分段，应拉开分段开关以及故障母线上

所有出线开关，尽可能用外电源对母线进行冲击，不得已可以用主变低压开关对故障母线进行冲击确认是否是母线故障，单主变所供母线故障，应将故障母线上所有开关（含分段开关）拉开，将正常母线上一条线路由主变旁路闸刀倒供，合上主变高压侧电源开关，合上该线路开关对另一条母线供电，在不过载的情况下恢复对正常母线上的负载供电，同时应注意防止带负荷拉合刀闸。双电源双主变的一条母线故障（通常分列运行），应尽快在隔离故障母线后通过旁路闸刀倒供故障母线上的出线，同时应注意防止带负荷拉合刀闸。

3.2220kV、110kV保护误动以及误操作引起的母线故障

母差保护的切换：固定连接式的母差保护在固定连接被破坏时应及时调整母差保护的方式切换开关。

为了防止母差保护的误动，技术上利用母线故障后，母线上的电压会接近零或出现负序电压，来防止装置异常或差流过大造成保护的误动通常采用复合电压闭锁或低电压闭锁。同时要求在倒母线或调整运行方式时检查对应的母差保护以及线路保护上反映接点动作情况的变位信号正确。

为了防止线路保护和母差保护流变间的流变故障的死区，一般用交叉取流变二次次级的方式来避免。图1（a）距离零序保护停用时保护存在K点故障死区，（b）K点故障母差保护以及线路保护均为区内故障，扩大了停电范围，（c）K点故障，母差为区外故障，线路保护为区内故障，通常接线如图1（c）所示：

图1：线路、母差保护流变二次接线图

使用BP-2A（B）系列保护，其流变回路通过闸刀辅助接点接入，流变工作闸刀在断

开位置，母差保护用电流回路受闸刀辅助接点控制不参与母差计算，理论上可行。笔者认为仍应该退出母差用流变二次端子，防止发生意外：压变故障，闸刀辅助接点不到位可能造成保护动作。如果在安措时将闸刀辅助接点由自适应位置切至强断位置也是可行的。

保护误动的特征：伴有直流接地或差流过大的信号并可能伴有压变高低压熔丝熔断或保护人员有工作误投切压板以及安措不正确等现象。

《华东电力系统调度规程》以及《江苏省电力系统调度规程》附录“开关检修状态”中规定：其管辖的开关检修，母差电流互感器回路应拆开，并短路接地，防止通过互感器的二次对运行中的母差保护产生影响。退出母差用流变二次时，如果差动保护停用、开关在运行状态，则先在流变侧短接后退出，防止流变开路。

故障的处理：如果保护有工作，应立即停止，首先考虑保护误动的可能。拉开母线上的电容器开关，汇报调度并迅速检查设备是否由于母差保护误动引起，确认后退出母差保护或故障保护装置，用母联开关对母线充电正常后恢复正常运方。如因直流接地引起保护误动，应及时查明原因或切除有关保护，恢复送电，必要时用旁路开关代供。

如果系运行人员误动误投切压板引起，应立即停止操作，汇报调度，得到同意后恢复保护回路和压板到操作前状况，并根据调度命令迅速恢复正常的运行方式。

4、结语

对于一些特殊的电网运行方式以及特殊的故障类型，220 kV母差保护的动作方式会极其特殊，而不同厂家的保护型号，亦会造成不同的动作结果。在实际的电网运行过程中，电网调度员一定要熟悉母差保护的动作机理，对不同厂家的保护型号有一定了解，才能对

特殊运行方式及特殊故障类型的保护配合考虑周密，正确无误地进行事故处理，保证电网的安全稳定运行。

参考文献：

[1] 江苏省电力公司.《江苏省电力系统调度规程》[Z].2010.

[2] 华东电力调度中心《华东电力系统调度规程》[Z].2007

[3] 国家发展和改革委《微机继电保护装置运行管理规程》[S].2007