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220kVGIS母線事故處理方法探析

文檔作者：陳楷1 王卉2 文檔來源： 1.河南電力調度通信中心 2.鄭州供電公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年12月11日
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220kVGIS母線事故處理方法探析
陳楷1王卉2
(1.河南電力調度通信中心，鄭州 450052;	2.鄭州供電公司，鄭州 450052 )
摘要 針對GIS組合電器設備運行特點，從電網(wǎng)調度角度分析GIS母線故障事故處理方法， 在避免事故擴大的前提下盡快恢復網(wǎng)絡結構，供調度和變電運行人員參考。
關鍵詞：組合電器；母線故障；事故處理
The Analysis of Treatment on 220kV GIS Substation Busbar Fault
Chen Kai1 Wang Hui2
(1. Henan Electric Power Dispatching and Communication Center, Zhengzhou 450052;
2. Zhengzhou Power Supply Company, Zhengzhou 450052)
Abstract Based on the characteristic of GIS equipment, analysis the treatment of 220GIS busbar fault from the perspective of power system dispatching and operation? Suggestions were given for grid dispatchers and substation operators? Follow the suggestions, the power grid structure can be restored sooner and avoid accident expanding?
Key words： GIS： busbar fault； accident treatment

1引言
GIS (Gas Insulated Switchgear)氣體絕緣組合 開關設備就是將變電站中除變壓器外的所有電氣設 備，包括斷路器、隔離開關、接地開關、電壓互感 器、電流互感器等等，密封于以SF6氣體作為絕緣 介質、以壞氧樹脂絕緣體作支撐和隔板的接地金屬 外殼內。由于其占地少、運行可靠性高、不受壞境 影響等優(yōu)點，近年來在新建變電站中被大量釆用。
由于設備制造缺陷、安裝工藝等原因，GIS設 備發(fā)生故障的事件也時有發(fā)生[Z],并且由于GIS設 備所有元件均處于密閉金屈殼體內，運行人員無法 直接觀察設備運行狀態(tài)，導致無法準確定位故障點, 給電網(wǎng)調度事故處理帶來很大難度。隨著GIS設備 在電網(wǎng)中的比重逐年增加，出現(xiàn)事故的幾率也越來 越大，將對電網(wǎng)調度運行帶來較大影響。
2	220kV母線故障的事故處理
對于電網(wǎng)調度人員，事故處理的基本要求是準 確性和及時性，并堅持保人身、保電網(wǎng)、保設備的 基本原則。通常的事故處理分為三個階段：
第一階段：采取各種手段保持無故障系統(tǒng)及設 備的正常運行，消除設備過載，抑制事故發(fā)展和擴 大，調整電網(wǎng)潮流及電壓、頻率參數(shù)，使電網(wǎng)具備 承受再次故障沖擊的能力。
第二階段：通過保護動作情況以及具他事故現(xiàn) 象盡快查找并隔離故障點。
第二階段：選取最佳恢復策略，盡快恢復網(wǎng)架 結構，盡可能保持對用戶的連續(xù)供電。
母線故障是較嚴重的電網(wǎng)故障，涉及多個元件跳 閘，對電網(wǎng)的影響較大，事故后的恢復操作也比較復 雜。目前我國220kV變電站主要為雙母線接線方式, 本文也主要對該接線方式的母線事故進行分析。
對于雙母線接線常規(guī)變電站的單母線失壓事 故，在經(jīng)歷事故初期的電網(wǎng)調整，保持無故障系統(tǒng) 及設備的正常運行后，一般都能在故障設備區(qū)找到 事故痕跡，如瓷瓶閃絡痕跡、飄浮物放電等，并判 斷失壓母線是否可以試送電。若能試送電則可進行 恢復送電操作，只需將跳閘開關按一定順序合上即 可；若不具備試送條件，在用隔離開關對故障點實 池隔離后，可將跳閘元件直接倒至正常母線恢復運 行，即先拉開失壓母線側母刀閘，再推上正常母線 側母刀閘，然后合上開關恢復送電。
對于雙母線接線GIS變電站的單母線失壓事 故，在完成第一階段的事故處理后，由于GIS母線 處于密閉金屬殼體內，無法觀察設備運行情況，難 以準確找到故障位置并進行有效隔離，從而給后續(xù) 的事故處理帶來困難。若處理不當還可能造成另一 段母線失壓而導致事故擴大。
由于GIS變電站無法直接觀察設備狀況，發(fā)生 事故后只能通過繼電保護動作情況初步判斷故障范 圍。圖1為雙母線接線220kVGIS變電站一次主接線 示意圖，GIS設備一般在開關兩側均裝有CT,近母 線側CT為線路或主變保護用,遠母線側CT為母差 保護用，保護之間有重疊區(qū)域，可以避免出現(xiàn)死區(qū)。
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圖1 220RVGIS變電站一次主接線示意圖
如圖所示，I區(qū)內發(fā)生故障僅線路（主變）保 護動作，I【區(qū)內發(fā)生故障母差保護、線路（主變） 保護均動作，III區(qū)內發(fā)生故障僅母差保護動作。本 文只討論II區(qū)、III區(qū)內故障。
若事故時母差保護、線路（主變）保護均動作, 此時根據(jù)保護動作情況僅能判斷故障在］I區(qū)內，即 某間隔內兩個CT之間。此時故障點范圍較小，相 對容易處理?？闪⒓磳⒃撻g隔開關兩側刀閘拉開以 隔離故障點，然后對失壓母線進行試送，試送成功 后即可恢復各跳閘元件。
若事故時僅有某段母線母差保護動作，此時根據(jù) 保護動作情況僅能判斷故障在III區(qū)內。存在兩種可 能：一種可能是故障點在該段母線及具連接線上，另 一種可能是故障點在某間隔兩個母刀閘公共部分，如 圖中的a點。如果是第一種情況，則可直接將跳閘元 件倒至正常母線送電。如果是第二種情況，若故障在 a點，若試圖將線路1倒至正常母線送電，會導致將 正常母線通過刀閘合到故障點上使疋常母線失壓，從 而導致事故擴大。由于無法確定故障點的確切位置, 為了避免新的故障沖擊和事故擴大，既不能對失壓母 線送電，又不能直接將跳閘元件倒至正常母線。
通常若跳閘元件停運對電網(wǎng)運行的影響在可以 接受的范圍內，不急于送電，可待對各氣室氣體取 樣分析縮小故障點范圍后再安排送電方案。
若跳閘元件停運對電網(wǎng)安全影響較大，需要立即 送電，應先將該元件母線側刀閘拉開，用對側電源對 母刀閘公共部分進行試充電，試充電時須有可靠速斷 保護，對于線路間隔可利用線路對側的距離II段手合 加速保護，對于主變間隔應將相應后備段保護改短延 時后進行試充電。充電成功后方可推上將該元件的正 常母線側母刀閘，將該元件倒至正常母線送電。
3典型案例分析
2009年8月29 HI 02時00分，河南電網(wǎng)鄭東 新區(qū)康盛熱電廠升壓站（GIS設備，雙母線布置， ZF11-252（L）型，平高集團2006年6月出廠安裝） 220千伏北母失壓，雙套母差保護正確動作，選相C 相，造成康220開關、II康濱線、康高備變跳閘。 因事故前康盛電廠兩臺機組均在檢修狀態(tài)，事故對 電網(wǎng)影響不大。
事故后立即將廠用電倒至備用電源帶，后運行 人員發(fā)現(xiàn)母聯(lián)北刀閘氣室補氣報警發(fā)，就地檢查 SF6氣體壓力由0.45MPa F降至0.2MPa,并在兒分 鐘后卜-降至零，初步確定故障在此氣室內。因事故 后跳閘元件影響較小，為確保安全，未進行倒母線 對II康濱線、康高備變進行送電。
后將康220RV升壓站全停轉檢修，經(jīng)廠家解體 設備檢査發(fā)現(xiàn)，康220北刀閘與CT之間的C相絕 緣隔板墊子有明顯放電痕跡，檢修處理完畢并經(jīng)耐 壓試驗合格后恢復送電。
2010年7月18 FI 19時54分，河南電網(wǎng)洛陽 地區(qū)220kV鐵門變東母失壓，母差保護動作，選相 AB相，事故造成鐵220開關、I砥鐵?2開關、I 順鐵?2開關、牡鐵?2開關、鐵223開關跳閘。19日 01時，運行人員檢杳發(fā)現(xiàn)I砥鐵?2、II順鐵?2間隔 之間母線段外殼上有拳頭大掉漆。
由于I順鐵線、牡鐵線、鐵#3主變的停運對洛 陽地區(qū)電網(wǎng)影響較大，若不及時加入運行將導致減 供負荷和電網(wǎng)結構薄弱，根據(jù)運行人員的發(fā)現(xiàn)可判 斷故障點在母線段上的可能較大，于是對上述三個 元件采用上文所分析的方法對各間隔母刀閘公共部 分試充電正常后將三個元件倒至220kV西母加入運 行，使事故的影響降到最低。
后將鐵門變220kVGIS東母線轉檢修，解體設 備檢杳發(fā)現(xiàn)220kVGIS東母線GM13氣室段A、B 兩相靜觸頭與導體接觸處燒損，GM13氣室與 GM14氣室之間盆式絕緣了有燒痕，具他間隔氣室 設備正常。至7月25 □搶修工作結束全部恢復送電。
（下轉第57頁〉  
道，將實時數(shù)據(jù)庫中定義的各種變量與PLC中相對 應的I/O分配相對應起來，通過讀寫PLC中的信號來 實現(xiàn)監(jiān)控。這是整個過程中最關鍵和最重要的部分。
5.3 MCGS的運行過程描述
 
圖2 MCGS運行界面
當按動啟動按鈕后，小車A開始運動即電機開 始轉動。當改變外電壓值，電機會隨著電壓的變化 而變化。在監(jiān)控界面上，我們可以清晰地看到位移 與轉速的變化。
當電壓的變化值達到臨界條件，即進入ABS狀 態(tài)，小車A停止運動，正常啟停的燈停止閃爍，AES 啟停的燈開始閃爍，小車B開始運動。
6結論
經(jīng)過實驗證明，該裝置能夠基本模擬出ABS防 抱死系統(tǒng)的過程，并且能夠直觀的觀察到減速的整 個過程。這個實驗平臺使實驗室設備貼近工業(yè)現(xiàn)狀, 使學生直面實物模型，掌握基本的控制思想和操作 手段，具有較高的現(xiàn)實價值。
參考文獻
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作者簡介
常云澤(1985-),山西高平，碩士研究生，研究方向：計算機控制。

(上接第54頁)
4結論
由于GIS設備與室外設備的運行特點有較大差 異，事故情況下無法直觀、快速查找出故障點，傳 統(tǒng)的母線事故處理方法對GIS設備不完全適用，甚 至有可能造成事故擴大。根據(jù)本文的分析，對于 220kV雙母線接線方式GIS母線故障的事故處理主 要結論如下：
(1)	GIS母線故障一般為永久性故障，若事故 時僅有母差保護動作，一般不考慮對失壓母線進行 試送電(充電到故障點上對電網(wǎng)沖擊太大且可能進 一步損壞設備)；
(2)	母線失壓后應盡快通過各種直接或間接的 手段杳找或排除故障點，為后續(xù)事故處理提供參考：
(3)	若母線失壓后某跳閘元件對網(wǎng)架結構影響 較大，必須盡快恢復運行，可將該元件倒至正常母 線恢復送電。但需用外部電源對該元件間隔母刀閘 公共部分進行試充電，確認該元件間隔母刀閘公共 部分無故障后方可進行倒母線操作。
鑒于GIS設備的特點及其對事故處理的影響，建議 今后對于重要GIS變電站應研究配備設備在線監(jiān)測系 統(tǒng),對GIS氣室內氣體參數(shù)以及內部設備情況進行在線 監(jiān)測分析，目前已有相關的研究和應用卩％這樣在正常 運行情況卜?可以提早發(fā)現(xiàn)和處理缺陷，在事故情況下可 以迅速確定故障點，加快事故處理和恢復進程。
日前，河南省電力公司已針對本文所分析的情 況出臺了相關運行規(guī)定，并計劃在調度規(guī)程修編中 補充相應條款。
參考文獻
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作者簡介
陳 楷(1980-),男，碩士.工程師，從事電網(wǎng)調度運行與研究工作。

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