220kV智能变电站双母双分段接线分析

尹士平 李勇 唐建华 皮志勇

【摘 要】介绍了智能变电站双母双分段一次接线、二次系统、母差失灵保护等特点，简要分析了双母双分段母差保护配置、电流互感器极性及虚端子等实际应用情况。为双母双分段智能变电站运行提供了运行经验。

【关键词】智能变电站 双母双分段 TA极性 虚端子

1 概述

双母双分段的母线接线方式是双母线接线方式的延伸，其优点在于任意一段母线发生故障时，可以将跳闸范围缩小到全站的1/4，另外3条无故障的母线仍保持正常运行。随着电网的快速发展，为了运行方式灵活及大方式下限制短路电流水平，越来越多的厂站采用了双母双分段电气主接线。双母双分段在常规综自变电站已有较多应用，但在智能变电站中仍然是一个试行阶段，本文结合荆门地区220kV掇刀变电站新投进行应用分析。

2 一次接线特点

220kV掇刀变电站220kV母线采用双母双分段接线方式，220kV本期有10回出线，1台主变间隔（容量为240MVA），终期为14回出线，2台主变。按照双母双分段接线原则：当出线回路线为15回以上，两组母线均用断路器，本站220kV母线设两个母联开关、两个分段开关，如图1所示。为便于运行管理及继电保护分析，按照母线的实际物理接线位置，将Ⅰ母与Ⅲ母定义为A段，Ⅱ母与Ⅳ母定义为B段。联络I母与Ⅲ母的分段1、联络Ⅱ母与Ⅳ母分段2分别看作两段母线的馈线开关，那么就将接线方式分解为两个双母接线方式，如图2所示。

图1 双母双分段接线图

图2 双母双分段接线分解图

3 二次系统网络特点

本站按智能变电站建设，采用成熟先进的分层分布开放式系统结构，并将除10kV外的控制及保护装置集中布置于二次设备室。10kV配电装置采用间隔层设备下放的布置方式，构成位于就地的站控层网络，交换机按照双重化原则配置，该网络通过光缆与站控层网络相连。站控层网络和间隔层采用双重化星形以太网络，过程层网络按电压等级设置，10kV不设置过程层网络。除保护直采直跳外，其余SV、GOOSE组网传输，220kV 及110kV GOOSE网和SV网合并设置，采用双重化星形以太网络。220kV、110kV、主变各侧采用智能终端+常规一次设备方式实现一次设备智能化，智能终端就地安装在各间隔智能控制柜内。

4 母差失灵保护特点

该变电站220kV继电保护装置按照双重化原则，因双母双分段接线原则按双母线对待，因此220kV母差需配置4套母线及失灵保护，即如图2所示A段按双母接线配置两套母差及失灵保护，B段也配置两套母差及失灵保护。每套母线保护有一个大差（区内故障判别元件），两个小差（故障母线选择元件），在母差保护中将分段1、分段2分别看作A、B段母线上的馈线开关。

各元件TA（电流互感器）的极性一致，母联TA 的极性按国网标准版要求靠I母侧，在A、B段母差保护中分别对应I母或Ⅲ。对于分段开关，如果有两组电流互感器，则交叉分别接入两套装置，这时不存在分段死区问题，如果只有一组互感器，则存在死区问题。分段TA的极性同各该段母线上各馈线开关TA的极性。如图3所示。

图3 双母双分段接线TA极性图

虽然双母双分段接线方式的母线失灵保护可按两套双母接线母线保护进行分析，但有一点不能忽视，那就是分段开关分别作为A、B段的联络开关，若分段开关死区故障或开关失灵时，将涉及到A、B段的母线保护，如母差保护虚端子的连接原理图。

双母双分段接线分段开关死区故障与母联开关相比要复杂，母联开关死区故障只涉及本套母差保护，而分段开关的死区故障要另套母差保护配合，分段开关断开50ms后封分段开关的SV输入，由于分段开关SV输入要接入另套母差保护的大差和小差回路，所以分段开关断开了，其另套母差保护大小差都不计入分段开关的电流。

双母双分段接线分段开关失灵和母联开关相比，母差保护的动作行为也有很大区别，母联开关失灵后，在本套母差保护中完成完成封锁母联SV输入，启动另外一段小差回路，切除无故障母线上的所有开关，但是分段开关失灵后，需要另套母差保护配合，才能将母线故障从系统中切除，因此A段母线保护中分段失灵动作的虚端子接至B段母线保护，作为B段母线保护的分段失灵的启动判据，同理B段中分段失灵动作虚端子接至A段母线保护，这样可有选择性的切除母线故障。

5 结语

双母双分段接线方式相对其它母线方式有着明显的优点，可以提高供电的可靠性，能有选择地切除故障母线。文中总结了双母双分段智能变电站母差保护的特点，介绍了TA极性以及A、B段母差保护虚端子接线原理图，为智能化双母双分段变电站提供运行调试经验。在双母双分段智能变电站应用方面还有许多值得研究和探讨的地方，有待于不断地完善。

作者简介：尹士平，男，技师，从事变电运行管理工作；李勇，男，技师，从事变电运行管理工作；唐建华，男，技师，从事继电保护工作；皮志勇，男，工程师，高级技师，从事输电运行管理工作。