变电站保护用电压母线所存问题分析及对策研究

于广学

（南京供电公司，江苏 南京210000）

0 引言

近年来，随着国民经济水平的提高、信息技术的进步，国内变电站事业取得了长足的发展。在系统发生故障时，继电保护装置经引入装置的电压及电流变化情况的分析来对故障点具体位置进行评判，以此发出相应的跳闸命令，达到隔离故障点的目的。从该理论分析可知，电流、电压回路稳定且正确运行的一个必要条件就是保护装置正常工作，若其中任一方出现错误均有可能造成保护装置不正确动作。在变电站的设计中常见设计为电流回路从CT二次绕组直接引到保护装置，二次电压回路由PT二次绕组直接引到控制室，在控制室通过电压切换屏而引到屏顶，借助于屏顶小母线将其连通，此时各保护装置则由屏顶母线引入至二次电压。就该设计来看，屏顶母线二次电压运行的可靠性以及安全性十分重要，若其发生故障，将会使整个变电站中的保护运行受到影响。为确保变电站安全且可靠运行，下面笔者就继电保护屏顶二次电压母线问题和对策进行详细的研究。

1 继电保护屏顶二次电压母线所存问题的分析

就现有二次电压接线方式的运行情况来看，所呈现出的问题并不是很明显，然而随着近年来保护装置的改造及更新增多，在改造中需剪断屏顶运行母线，且退出旧保护屏，在这种情况下进行工作，误碰电压回路的几率很大，很可能引起电压回路接地或短路问题，严重时还会引起安全问题。

从目前的变电站来看，其屏顶二次电压母线主要是新建变电站时一次性安装完成。因新建站中装置均未带电，安装方便快捷，且屏顶二次电压母线均处于裸露状态。尽管在正常运行期间，裸露母线上方存有塑料罩，该塑料罩绝缘，可避免异物掉落所引起的短路，然而在二次接线的时候，因裸露母线之间的距离比较小，通常在3～5 cm范围内，因此很容易在用螺丝刀等相关工具时引起短路。在运行过程中，若负荷增大，则易使铜棒连接位置的连线被烧毁。屏顶母线由直径为8 mm的铜棒所构成，其长度大约为4 m，铜棒通常情况下用4～9 mm2导线来连接，但这种连接方式容易使连接处变成屏顶母线运行的“瓶颈”，在运行期间引起连接线烧毁问题。保护更新改造中，退出旧保护屏存在一定的难度。在改造时，因受到停电等有关因素的影响和限制，整站停电必然是不可能的，通常情况下只需要停改造的线路，且在带电的状态下将正在运行的屏顶母线剪断，无专用切割工具时，在2 m高保护屏顶借助于卡钳来剪断铜棒，很容易引起电压回路短路。

2 解决对策

2.1 全封闭屏顶母线接线方式

针对裸露铜棒容易引起短路问题和在退屏时不容易剪断问题，提出了将BVR35铜软线作为小母线，这种铜软线材质柔软，可满足折、扭等各种施工需求，其绝缘可达500 V，符合安全需求，同时其截面为35 mm2，具有较强的导通能力；在应用过程中可结合需求来选择长度，无需中间连接导线。在接线时，首先定制4种外包不同颜色胶皮的BVR35铜软线，将其分别用在电压回路的N相与A、B、C三相。其次，于屏和屏之间，应预留长约10 cm左右的裕度，在需要将某一面保护屏单独退出时，无需将母线剪断，可有效减少在施工过程中需要转接临时电缆等一系列麻烦。

基于原母线端子所存不足，研制了一种全封闭电压母线端子。因原母线端子的接线柱处于裸露在外的状态，再加上在工作期间二次电压母线是一种不安全因素，所以研制了一种新的母线端子，即JMX-5型继电保护小母线端子。这种类型的小母线端子在整个运行期间不容易出现短路现象，可有效解决当前带电剪继电保护交直流小母线技术所存问题，确保小母线可靠且安全运行，同时也便于轻松、安全、快速地更新和改造保护装置，保证电网运行的安全性、可靠性、稳定性。由此可见，相对于以往的屏顶母线线接方法而言，全封闭屏顶母线接线方式除了能够有效弥补传统电压母线所存不足，使运行更为安全和可靠以外，同时也便于保护装置更新和改造工作的实施，使工作的安全性和稳定性更高，获得更为显著的效果。

2.2 交流电压分线屏

大量实践证明，尽管全封闭屏顶母线接线方式在很大程度上可使变电站保护装置安全可靠运行，但如果母线出现故障，其所产生的影响依旧作用于变电站全部保护装置。在《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》中曾明确要求，变电站在运行过程中所用直流装置应为辐射型供电，且两套保护装置控制电路应来源于不同直流母线段。同时在《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》中还明确规定了交流电压回路可接不同的电压互感器二次绕组。基于这些规定和要求，参照直流馈线屏做法，在变电站运行过程中应用交流电压分线屏，其接线示意图如图1所示。经过对该图的分析可知，应用电压分线屏以后，以往所用屏顶小母线被取消，此时各保护装置交流电压处于一种相互独立的状态，当其中某一保护装置发生电压故障时，其他保护装置依旧可正常运行，不会受到任何影响。

3 结语

图1 电压分线屏连接示意图

综上所述，近年来，随着社会经济发展速度的加快，科学技术水平的不断提高，国内电力事业也取得了突飞猛进的发展，电网规模也逐渐扩大。为有效弥补变电站以往设计所存在的不足和缺陷，保证变电站运行的可靠性、稳定性、安全性，本文就继电保护屏顶二次电压母线所存问题进行了研究和分析，且提出了相应的对策，即基于相关规程和要求，结合实际情况，提出了全封闭屏顶母线接线方式和引入交流电压分线屏2种方法。从实践应用情况来看，采取上述2种方法可使变电站二次电压故障发生率和频率得到显著的下降，同时在很大程度上还可使保护装置运行的稳定性、安全性、可靠性得到提高，对于整个电网和电力设备运行所起作用非常重要。相对于全封闭屏顶母线接线方式而言，交流电压分线屏能有效避免电压回路所引起的短路问题对于变电站全部保护装置所产生的影响，且各保护装置处于互相独立的状态，互不干扰和影响。望通过本文的介绍，使电力工作者对继电保护屏顶二次电压母线问题引起高度重视，在实践中采取有针对性的对策，以确保其安全运行，避免严重安全事故的发生，从而进一步获得最大化的经济效益以及社会效益。

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