220千伏母线故障电压互感器隔离方式的分析

220千伏母线故障电压互感器隔离方式的分析

陈秀玲

（广东省东莞市输变电工程公司广东东莞523000）

摘要：220千伏某变电站是一个中枢变电站，其母线汇集及分配电能在电网中起到重要的作用。根据220千伏某变电站的220千伏母线差动保护异常情况，综合分析现场电压采集数据、电压互感器的红外测温情况，判断出电压互感器内部发生缺陷，严重影响电网安全稳定运行。提出电压互感器故障四种隔离方式，并分析各种方式的优缺点，得到最佳的隔离方式，确保电网和人身的安全。

关键词：电压互感器；内部故障；隔离方式

1前言

220千伏变电站是现代电网的重要组成部分，其主要角色是汇集、变化和分配电能量。根据目前的配置，一个220kV变电站的容量约为540MVA至960MVA，容量较大、供电范围较广，如果发生故障将涉及广大的客户停电，将对安全生产及人民的日常生活产生较大的影响。如何及时发现220千伏变电站的缺陷并在处理缺陷的过程中尽量减少设备停电、减少对用户的影响将是变电运行的一个追求的方向。

2事件情况

2015年2月21日11时07分，某220千伏变电站（下文成为“该站”）监控后台机频繁发出“某站220kV母差保护装置异常故障信号”动作、复归。该站220千伏变电站部分的接线图，其接线方式为双母线运行，配备4回220千伏线路及3台主变，单台主变容量为240MVA，共720MVA。该站220kV母线并列运行，3台主变正常运行，#1主变变高、变中中性点接地。#1主变变高2201、#3主变变高2203开关、220kV培北甲线4171开关、则培乙线2946开关挂220千伏1段母线运行，#2主变变高2202开关、220kV培北乙线4172开关、则培乙线2947开关挂220千伏2段母线运行。

根据报警信号，需要分析是二次回路及保护故障还是电压互感器本身故障。

情况故障信息，在220千伏2段母线电压互感器电压的三相段子进行测量，中性点N相对地电压为0V，正常，而B相电压为65V，A、C相电压均为60V。另外，经检查，220千伏2段母线测控电压和保护电压，与互感器端电压一致。经计算，220千伏母差装置检测到三相电压不平衡达到母差告警定值而启动，告警及电压回路没有问题。由此可判断二次回路没有问题。

检查220千伏2段母线电压的历史曲线，发现B相电压有一个逐步上升的过程，由此怀疑220千伏2段母线电压互感器内部存在缺陷，可能是220kV2段母线电压互感器B相一次电容有击穿。

为了进一步确定情况，还对电压互感器进行了红外测温，具体220kV2段母线222PT红外测温具体分析表如表1所示。

经过红外成像测温，显示220千伏2段母线222PTA相温度26.7℃，B相温度28.8℃，C相温度26.8℃，三相温差2.1℃，达到紧急缺陷，需要将220kV2段母线222PT停电处理。

3提出方案并分析方案

根据缺陷情况，需要将该站220千伏2段母线222PT立即停电处理，但为了提高供电可靠性，尽量降低电网及操作中的风险系数，为此提出以下四种隔离的方式：

3.1隔离方式一

采用热倒方式，即将所有负荷倒至1段母线运行，再断开222PT的上一级母联2012开关，然后拉开2段母线电压互感器222PT刀闸，从而达到隔离电压互感器。

此种方式的优点：热倒方式是常见的倒母方式，它是带负荷倒母操作，不影响用户的正常用电。另外，采取“先合后拉”方法进行倒母线操作，由于是等电位拉合刀闸，刀闸断开点没有电弧烧坏，因此对电气设备影响最小。一般情况下，220千伏倒母线操作时间在50~70分钟，倒闸操作时间较短，对运行的影响较小。

此种方式的缺点：由于热倒方式是先将母联开关设置为死开关，即将母差方式设置为非选择性，如果在倒闸过程中系统或某段设备元件发生故障，将造成220千伏部分失压，对电网的影响较大。

3.2隔离方式二

采用冷倒方式，即先将接于2M的设备转冷备用，再将原挂2M的设备由冷备用转运行挂1M。

此种方式的优点：在操作过程中，220千伏母线运行方式还是保持双母线、母差方式不改变，即使在操作过程中系统或某段母线设备元件发生故障，也不会致使两段母线失压，提高了系统运行可靠性。

此种方式的缺点：操作时间长，操作量多，在冷倒过程中需要考虑操作对象所带的负荷能否满足系统要求。

3.3隔离方式三

检查220千伏母联2012开关在运行状态，采用电压互感器二次侧并列运行后，再拉开欲停的220千伏2段母线电压互感器。

此种方式的优点：操作量小，对系统的影响最小，适用于电压互感器运行正常时的停电操作。

此种方式的缺点：如果运行中的电压互感器故障时将会影响母线差动保护、相关元件保护和电压监视，而不能适用于电压互感器二次侧有缺陷时的停电操作。

3.4隔离方式四

直接断开2M母线上的出线开关，再断开220千伏母联2012开关，然后拉开222PT刀闸，再进行二次侧并列操作，恢复母线上元件运行。

此种方式的优点：操作时间较短，操作风险低。在无电情况下隔离电压互感器刀闸，达到隔离故障电压互感器的目的。

此种方式的缺点：这种方式是在特殊情况下使用的，如果2M元件所带负荷较大，或者2M元件对侧不能转移负荷的话这种方式就不能使用。

4方案选择及执行情况

通过以上四种隔离方式的优缺点分析，结合该站220千伏2M母线电压互感器缺陷情况。另外，由于发生缺陷的时间是春节后，该站负荷与平时最高负荷相比较低，采用隔离方式四对现场电压互感器故障隔离和电网系统影响最少。即断开培北乙线4172开关、则培乙线2947开关、#2主变变高2202开关，再断开母联2012开关，此时220千伏2M母线处于热备用状态，220千伏2M母线电压互感器也处于热备用状态，然后进行电压互感器二次侧并列操作，确认电压互感器二次侧并列后，拉开220千伏2M母线电压互感器222PT刀闸，从而达到隔离故障电压互感器的目的。

经过实际操作，验证了隔离方式四的方案使用时间短，风险低，大大提高了操作期间电网的安全系数。

5总结

220kV变电站是枢纽变电站，其事故处理要求比较仔细，当发生紧急情况时，一方面保护人身安全、设备的安全，另一方面就是要在处理过程中尽量降低风险，避免不必要的风险，提高电网的安全系数，从而避免造成二次事故的发生。本文提出的方案能有效降低风险，是很好的案例。

参考文献：

[1]吴雷锋，220kV母线电压互感器二次反送电原因分析，电力学报，2013，28（4）：306-308

[2]宋继成，220kV双母线接线电压互感器配置方式的改进，电力自动化设备，2003，23（12）：77-81

作者简介：

陈秀玲（1977.8--），女，广东清远人，电气助理工程师，研究方向：输变电运行与检修。