严重故障下冷倒母线操作方案研究

严重故障下冷倒母线操作方案研究

【摘要】本文针对调度员事故处理过程中关于冷倒母线的操作方案进行了研究，提出了较为合理的操作方案，指出事故处理过程中要注意一次设备与继电保护的配合关系。

【关键词】严重故障；冷倒母线；保护

0 引言

按照华北电网和河北电网调度管理规程中关于母线故障的处理原则，调度员在进行故障处置时，若出现双母线中的一条母线故障，且故障点无法迅速隔离，故障母线短时不能恢复，在确认故障母线上的元件无故障后，可将其冷倒至运行母线并恢复送电。

冷倒母线，即在开关断开的状态下，先拉开所在母线刀闸，后合上另一母线刀闸。

在电网运行实践中，出现多次因开关套管或CT爆炸造成母线故障掉闸的情况，因爆炸碎片的巨大冲击会引起相邻的引线、支持瓷瓶、开关等设备受损，从而对如何确定故障母线上的元件是否完好带来了困难。若某间隔中出现从外观检查无法确认的损伤，在未经带电验证的情况下贸然将其冷倒至运行母线，不仅会造成故障范围扩大，而且会因带负荷合刀闸操作造成人身伤害。

1 问题分析

以典型220kV双母线接线图为例，结合一次真实发生的故障，因1号电压互感器爆炸造成220kV#1母线故障掉闸，后检查确认爆炸造成的冲击引起母联201-1刀闸引线脱落，确认故障母线短时不能恢复，如何将故障母线上的251间隔冷倒至220kV#2母线运行。

故障发生后，220kV#1母线及所连接的母联201开关、L1线路的251开关跳闸，因故障后的冲击造成201-1刀闸引线脱落，220kV#1母线无法送电。此时如果能够确认251间隔无故障，可通过先拉开251-1刀闸后合上251-2刀闸，再合上251开关的操作顺序，尽快将跳闸的L1线路送出以恢复电网接线方式。

实践中我们遇到的问题是：如何能够确认251开关无故障？因为故障冲击已经引起了某段引线脱落，是否在251间隔也存在从外观检查无法确认的损伤？

首先可采取通过目测或使用红外测温等简单的方法进行外观检查，确认251开关无故障。此方法的缺点是仅靠运行经验无法准确判断，且在实际情况中现场运维人员因不愿承担误判断造成的运行风险，一般情况下无法得出结论。

其次可待检修及继电保护专业人员从工区携带设备赶赴现场，在拆封相关保护回路后对251开关进行加压，判断是否存在故障点。此方法的缺点是专业人员携带设备赶赴现场需要一定的时间，某些变电站因位置偏远、交通不便从而到现场的时间较长，影响调度员事故处理的时间。

稳妥并通用的办法是通过L1线路对侧开关对251间隔进行充电，确认该间隔能够带电运行。

2 操作方案研究

按照规程要求，充电时注意试送断路器必须具备可靠的速动保护，并充分考虑母差保护动作的可能性，防止造成事故扩大或故障未及时切除而引起系统稳定问题。

充电时，一次方面的操作顺序为：

（1）将故障母线上的251-1刀闸断开，合上251开关；

（2）合上L1线路对侧开关对251间隔充电；

（3）充电无问题后拉开251开关，合上251-2刀闸；

（4）合上251开关，L1线路上220kV#2母线送电。

进行到第二步，用线路对侧开关充电时，若251间隔内有故障，本侧母差保护判断为区内故障，由于251-1-2刀闸均在断开位置，母差大差启动后无法判断故障母线，将延时250ms无选择地切除所有母线，造成事故扩大。

针对此问题，需根据L1线路保护配置的不同情况，采取相应的保护操作方案。

（1）若L1线路配置有高频保护

注意充电前需关闭251开关的线路保护收发信机电源，这样若对侧断路器合于故障点，由于收不到本侧高频保护的闭锁信号，对侧开关的线路高频保护判断为区内故障，从而可以迅速断开对侧开关。否则，若没有关闭收发信机电源的操作，当充电于故障点时，本侧线路保护判断为区外故障从而闭锁对侧高频保护，对侧开关无法跳开；而本侧母差保护判断为区内故障，母差大差启动后将延时250ms无选择地切除所有母线，造成事故扩大。

（2）若L1线路配置双套纵联差动保护

纵联差动保护的原理为求取线路两侧电流的向量和。若充电时对侧开关合于故障点，本侧母差保护延时250ms后切除所有母线；结合差动保护的原理，本

侧故障电流为流入母线，对侧故障电流为流出母线，两侧电流的向量和为零，线路保护判断为区外故障并不出口，对侧开关只能靠手合后加速保护延时100ms动作跳开。这样当充电时两侧开关都不能迅速跳开，不满足速动保护的要求，从而有可能引起系统稳定问题。

因此，在线路对侧开关充电前，需将251-1刀闸的母差保护辅助触点置于“强制接通”的状态，这样合于故障点时本侧母差保护判断为1号母线区内故障，母差保护能够有选择地迅速动作跳开251开关并远跳对侧开关。

可见，不论线路保护如何配置，问题的关键在于251-1-2刀闸均在断开位置的情况下，母差大差启动后无法判断故障母线从而造成故障扩大。因此，我们建议在充电时，本侧需在继电保护二次方面进行相应设置，将故障母线侧刀闸的母差保护辅助触点置于“强制接通”的状态，确保不因保护误动造成故障扩大。变电站运维人员只需操作部分保护压板，即可避免在充电时引起事故扩大。

3 结论

调度员在进行事故处理时要充分考虑一次设备及保护方面的操作细节，合理确定操作方案，严防事故扩大。要综合分析事故情况下的各种危险点，调配能够掌握的各类资源，做出最优的选择。

【参考文献】

[1]国家电力调度通信中心编.电网典型事故分析（1999-2007年）[M].北京：中国电力出版社，2008.

[2]华北电网调〔2011〕11号.华北电网调度管理规程[S].