110千伏两变三母线变电站10千伏母线不停电技术研究与应用

许霖 郑欢 王仁伟 刘博

摘 要：城市电网存在部分不完全接线的110千伏两变三母线结构变电站，其中一台主变停电时一段10千伏母线无法转供。通过低压并联空载主变送10千伏母線方式，合理调整继电保护整定值，优化电网操作模式，可实现一台主变带供全部母线，提高供电可靠性。

关键词：两变三母线；并联空载主变；保护配合；供电可靠性

根据电网发展需求，目前城市电网110千伏运行变电站中，存在远期为三主变四段10千伏母线而现阶段为两主变三段10千伏母线（以下简称为“两变三母”）结构，其中一段母线无法通过母联开关转移至另一台主变供电，在主变上级设备停电时负荷无法转供造成用户停电。然而，随着社会经济发展，不间断供电需求越来越高，如何保证上级电力设备停电时仍能可靠供电，是城市电网运行过程中急需研究和解决的问题。

1 两变三母线式站点介绍

110千伏两主变三母线站点中一条10千伏母线无法通过母联开关转移至另一台主变供电，在上级电源停电时10千伏三段母线只能通过倒送的形式保证其供电，参见图1，在运行过程中存在一定的弊端：

1）10千伏线路过载，低互联区域停电；

2）电压难以合格；

3）保护配合有难度。

2 低压并空载主变送母线方式可行性研究

2.1 低压并空载主变送母线运行方式

针对两变三母线站点结构特点，根据电网运行特点，以图1为例考虑采取的低压并空载主变送母线接线方式，其中2号主变由低压倒送空载运行，即升压空载运行模式。

2.2 主变过电压问题

正常运行时2号主变空载，且高压侧中性点接地，低压电源通过电磁回路交变过来仅有正序、负序分量，零序谐波无法传递，且受变比影响，高次谐波向上传递时衰减，主要为工频正序电压，而中性点已接地，不存在过电压问题。当10千伏单相接地时，相电压上升为线电压，中性点偏移至接地相，但由于高压侧接地，也不存在过电压问题。

2.3 保护配合

2号主变限时速断保护作为Ⅲ母的主保护以及其出线近区相间故障后备保护。

1号主变限时速断保护作为上级保护，两者动作时间配合。2号主变复压闭锁过流保护作为Ⅲ母出线全线相间故障的后备保护，#1主变复压闭鎖过流保护作为其上级保护，两者动作时间配合。

1号主变高压侧复压闭锁过流保护与1号主变复压闭锁过流保护在动作时间、灵敏系数上均配合。

2.4 谐振条件

低压并空载主变送母线运行方式下，类似在10千伏母线上并联了一个电感，仍然过补偿，达不到谐振条件。

2.5 损耗分析

按图2网络建模进行网损计算，结果如表1所示。

从计算结果来开，虽然采取低压并空载主变方式下多出一台主变损耗，但仍较低压倒送方式损耗偏少。

3 总结与展望

针对110千伏两变三母线结构变电站，在上级电源停电时，采取低压并空载主变方式是可行的，利用现有保护能够配合，并具有一定的经济效益。但该方式下运行操作特别是保护配置方面需特别注意，故障特征较为复杂，在实际应用中应予以重点考虑。

参考文献：

[1] 陈慈萱.电气工程基础.北京.中国电力出版社，2003.

[2] 孙书田.110千伏变压器中性点过电压保护的分析与讨论[C].首届全国青年电力系统学术会议论文集.

[3] 李坚.电网运行及调度技术问答.北京.中国电力出版社，2004.

[4] 刘学军.继电保护原理.北京.中国电力出版社，2007.