摘要：220 kV母线电压互感器及其二次回路异常，对电网安全运行危害极大，且处理也非常复杂。从电网调度运行专业角度对双母线运行的220 kV母线TV异常处理进行研究，结合电网的实例进行分析，并为电网调度员处理TV异常时提供建议。
关键词:母线TV;异常;调度处理
目前电网绝大部分220 kV线路保护电压均取自220 kV母线电压互感器，当220 kV母线电压互感器出现异常或其二次回路发生短路、接触不良、断线等故障，将影响220 kV线路保护、母差保护及主变保护电压二次回路的正常运行。。
一、电压互感器及其二次回路异常对保护的影响
1.对线路保护的影响。电网220 kV线路保护均为双重化配置，基本为3种模式：方向高频保护＋高频距离保护（以下简称双高频保护）；光纤差动保护＋高频距离保护；双套光纤差动保护。其中双套高频保护配置的线路约占2/3。正常运行时，一套线路保护装置所投入的保护包括：主保护（光纤差动保护或高频保护）＋距离I、II、III段保护＋零序IV保护。微机保护装置发电压互感器异常告警时，将自动退出受影响的保护。（1）光纤差动保护。光纤差动保护的基本原则是基尔霍夫电流定律。理想情况下，当线路正常运行或保护范围外发生故障时，流入线路和流出线路的电流相等，差电流为0；当保护范围内故障时，差电流等于故障电流。（2）方向高频保护：方向高频保护是利用高频信号，间接地比较线路两侧功率方向，以判别是被保护线路内部故障还是外部故障，从而决定是否动作。功率方向元件需要电压和电流才能判别方向。电压异常影响方向高频保护的正确判断。（3）高频距离保护：高频距离保护是在距离保护装置的基础上增设高频部分构成，能无限时切除被保护线路任一处故障。江西电网高频距离保护由距离II段加高频部分构成，为超范围式保护。电压异常影响高频距离保护的正确判断。
2.对母线差动保护的影响。母线差动保护利用母线上运行的元件电流矢量相加得出的差流判断是否区内、外故障，为防止误碰等引起母线保护误动，增加了电压闭锁功能。电压回路断线告警，母线保护仅失去复压闭锁功能，母差保护仍然能够正确动作。若若此时母线保护及其二次回路无工作，即使电压闭锁功能开放，因电流回路及其他回路无异常，母差保护在故障时依旧能准确判别，故电压回路异常时，母差保护可正常运行。
3.变压器保护。变压器保护发出电压回路断线告警，主变差动保护能够正确动作，带复合电压闭锁的后备保护将自动退出或自动采取其它侧电压闭锁的逻辑功能。变压器保护受电压异常影响不大，可正常运行。
二、220 kV母线TV异常分析及处理
1.TV接线原理示意图。220 kV母线TV二次侧实际接线复杂，其简化原理图如图1所示。TV本体低压侧包括零序回路和非零序回路(含计量、保护、测量3种回路)，零序回路无二次快分开关，非零序回路有二次快分开关;隔离开关辅助触点电压切换回路主要用于保护装置TV电压的选取和设备倒闸时电压的切换;TV并列回路用于TV间电压切换;二次负载包括保护、测量、计量装置。双母运行时，Ⅰ母、Ⅱ母的TV非零序回路二次快分开关合上，TV并列回路中的TV并列开关开，二次负载借助隔离开关辅助触点选取供电TV。
2.220 kV母线TV异常的调度处理。电网调度员在处理TV异常事故时要做到“情况明、判断准、行动快、指挥得当”。当母线TV出现故障，一般情况应先退出有关保护，隔离故障TV后，再恢复正常方式，但是若保护电压能快速切换可不退保护。对于配备双高频保护的220 kV线路，当为其保护提供电压的母线TV故障时，该线路需停运，若保护电压可快速切换至另一组TV供电，该线路可不停运，但要承担线路无全线快速纵联保护的风险，因此在实际处理时调度员应灵活处理。下文以Ⅰ母TV为例，分几种类型对TV异常处理进行分析。（1）TV异常告警，若故障源不明，现场运行人员一般会向调度员申请试拉合有关二次负载的交流电压开关，当某一装置的交流电压开关被拉开时，告警消失，则故障源在该装置，调度员只需下令退出该装置。当有关二次负载电源均拉合一次后，告警仍存在，则说明故障源在TV本体或TV二次侧与二次负载交流电压开关间的回路。（2）若故障源在TV本体一次侧，可分2种情况处理:①故障TV可以用6×14隔离开关来操作隔离，调度员可下令现场运行人员先将Ⅰ母TV二次快分开关拉开，再拉开6×14隔离开关，然后通过TV并列回路将Ⅰ母TV负载切换至Ⅱ母TV。②故障TV不能用6×14隔离开关来操作隔离，调度员可下令现场运行人员先将Ⅰ母TV二次快分开关拉开，并将零序回路的二次回路带电解头(一般由检修人员完成)以避免TV并列时将故障引入Ⅱ母TV，再通过TV并列回路将Ⅰ母TV负载切换至Ⅱ母TV，然后将Ⅰ母上所有运行设备倒闸至Ⅱ母，拉开母联600断路器，拉开6×14隔离开关隔离故障，后续恢复正常一二次方式。（3）若故障源在TV本体低压侧非零序回路中，可对2组TV电压进行切换。先拉开Ⅰ母TV非零序回路中的二次快分开关，再通过TV并列回路将Ⅰ母TV负载切换至Ⅱ母TV，再拉开6×14隔离开关隔离故障。（4）若故障源在TV本体低压侧的零序回路中，由于该回路没有二次快分开关，不能直接对2组TV负载切换，否则会将Ⅰ母TV故障引入Ⅱ母TV，此情况可采取对有关一次设备倒闸操作(倒换母线)来消除故障影响。先将运行在Ⅰ母上的有关一次设备(部分一次设备配置了与电压无关的瞬时速断全段保护，例如差动保护)停电倒闸置Ⅱ母运行，期间必须拉开Ⅰ母侧隔离开关后才能合上Ⅱ母侧隔离开关，否则2组TV二次侧将经过隔离开关辅助触点电压切换回路的“1”和“2”隔离开关短接，将Ⅰ母TV故障引入到Ⅱ母TV。
三、220 kV母线TV异常处理实例
以变电站A为例，A变电站220 kV一次接线如图2所示，叶君线、酃君线为2条电源线，君师线为终端线。某日，运行在Ⅰ母的酃君线612线路双高频保护均发TV断线告警、母差保护发Ⅰ母TV断线告警，经检查为C相一次断线，且不能用6×14隔离开关操作隔离。
调度员处理过程如下:令现场运行人员将6×14TV二次快分开关拉开、零序回路二次侧带电解头(检修人员在现场负责解头)后，通过TV并列回路将负载切换至6×24TV后所有保护告警消失，再操作将酃君线602断路器及#1T 610断路器倒闸至Ⅱ母运行，拉开母联600断路器，拉开6×14隔离开关，操作6×14TV转检修，最后恢复一二次正常方式。此处理过程中，酃君线612线路双高频保护TV断线闭锁，按照文献〔5〕要求，线路需要停电，但是由于调度员与现场运行及检修人员核实，TV二次电压切换操作时间较短，且酃君线停运将造成A变电站只有单电源供电，供电可靠性降低，故未操作酃君线停电。
220 kV母线TV异常会给电网安全稳定运行带来重大影响，尤其是线路仅配备功率方向比较式纵联保护、载波闭锁距离保护情况。为了更好地处理220 kV母线TV异常情况，建议。运行人员及时检查设备情况，尽快判明故障原因并汇报调度员。故障原因未确定前，不能进行TV负载的切换，防止将故障引入正常TV，扩大事故。优先倒闸操作配备双高频保护的线路。TV故障原因明确，且可以尽快隔离故障恢复有关负载的，为减少对电网结构的影响，可以考虑不停运已经闭锁的保护以及配备双高频保护的线路。
参考文献：
〔1〕任燕．220 kV母线差动保护误动事故分析〔J〕.江西电力，2016，35(3):20-22，32.
〔2〕宋建华．220 kV母线相继故障造成继电保护动作分析〔J〕.山西电力，2016(6):40-43.
论文作者:张璇
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/8
标签：回路论文; 母线论文; 电压论文; 故障论文; 线路论文; 异常论文; 调度员论文; 《电力设备》2019年第6期论文;