變電站主變電壓側(cè)母線保護(hù)現(xiàn)狀的分析研究

　　1前言

　　在電力系統(tǒng)中，35kV及以下電壓等級(jí)的母線由于沒有穩(wěn)定問題，一般不要求裝設(shè)專用母線保護(hù)。但由于高壓變電站的10kV系統(tǒng)出線多、操作頻繁、容易受小動(dòng)物危害、設(shè)備絕緣老化和機(jī)械磨損等原因，10kV開關(guān)柜故障時(shí)有發(fā)生。經(jīng)運(yùn)行實(shí)踐表明，雖然近年來高壓開關(guān)柜的制造技術(shù)進(jìn)步很快，10kV母線發(fā)生故障的機(jī)率大為減少，但仍然有因個(gè)別開關(guān)柜故障引發(fā)整段開關(guān)柜“火燒聯(lián)營(yíng)”的事故發(fā)生，甚至波及到變壓器，造成變壓器的燒毀。雖然造成此類事故的原因是多方面的，但是在發(fā)生主變低壓側(cè)母線短路故障時(shí)沒有配備快速母線保護(hù)也是重要原因之一。

　　變電站的低壓母線一般不配置專用的快速母線保護(hù)是目前典型的設(shè)計(jì)做法，是符合國(guó)標(biāo)及現(xiàn)行的電力行業(yè)規(guī)程規(guī)范要求的。因此，長(zhǎng)期以來，人們對(duì)低壓側(cè)母線保護(hù)一直不夠重視。但是，系統(tǒng)內(nèi)慘痛的事故教訓(xùn)已經(jīng)引起電力企業(yè)的廣泛關(guān)注，在技術(shù)上尋求新的繼電保護(hù)方案也是廣大繼電保護(hù)工作者的共同愿望。

　　2低壓側(cè)母線保護(hù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及技術(shù)要求

　　2．1低壓側(cè)母線保護(hù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

　　根據(jù)國(guó)標(biāo)《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50062－92)：對(duì)于發(fā)電廠和主要變電所的3～10kV母線及并列運(yùn)行的雙母線，只有在下列情況下才裝設(shè)專用的母線保護(hù)：①需快速而有選擇地切除一段或一組母線上的故障，才能保證發(fā)電廠及電力網(wǎng)安全運(yùn)行和重要負(fù)荷的可靠供電時(shí)；②當(dāng)線路斷路器不允許切除線路電抗器前的短路時(shí)。

　　有相當(dāng)一部分變壓器差動(dòng)的保護(hù)范圍不包括低壓側(cè)斷路器，其使用的電流互感器位于變壓器和低壓斷路器之間。在變電站的設(shè)計(jì)中，低壓側(cè)母線故障要靠主變壓器低壓側(cè)的后備保護(hù)來切除。

　　如圖1所示，該圖表示的是常見的220kV(110kV)變電站低壓母線的某一段接線情況。在主變低壓側(cè)母線或斷路器發(fā)生故障時(shí)，要靠變壓器低壓側(cè)的過流保護(hù)跳開DL1斷路器來切除故障。同樣的問題也存在于發(fā)電廠的6kV(10kV)廠用電系統(tǒng)，當(dāng)中壓廠用電系統(tǒng)發(fā)生母線故障時(shí)，要靠廠用變壓器或啟動(dòng)／備用變壓器低壓側(cè)的過流后備保護(hù)來切除。種設(shè)計(jì)方案的弊端是一旦發(fā)生母線短路故障時(shí)，故障不能被快速切除，而只能等到過流后備保護(hù)動(dòng)作。因主變低后備過流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間一般整定為1．2～2．0s，所以在切除故障時(shí)將會(huì)有較長(zhǎng)的延時(shí)，加大設(shè)備損壞的可能，甚至引發(fā)相鄰設(shè)備的大面積燒毀。

　　2．2對(duì)低壓側(cè)母線保護(hù)的技術(shù)要求

　　對(duì)低壓側(cè)母線保護(hù)的要求，主要包括以下幾個(gè)方面：

　　(a)保護(hù)可靠性要求高，不允許拒動(dòng)和誤動(dòng)。特別是對(duì)防止誤動(dòng)的要求更高，因?yàn)榫軇?dòng)的結(jié)果是故障還可以靠進(jìn)線(或分段)的后備過流切除，與目前不配置專用母線快速保護(hù)的結(jié)果是一樣的，但是如果是發(fā)生誤動(dòng)，后果很嚴(yán)重，直接影響到用戶的供電可靠性，甚至造成不良的社會(huì)影響。

　　(b)保護(hù)的構(gòu)成盡可能簡(jiǎn)單。不大量增加一次設(shè)備(如電流互感器)和外部電纜，而且施工和改造工作簡(jiǎn)單易行。