浅谈110kV GIS变电站加装母线保护改造

摘 要：本文针对深圳地区110kV GIS 变电站GIS 设备母线故障率较高的问题，阐述加装 110kV 母线保护的必要性和可行性。对技改过程中的电源回路、电流，电压回路、开入开出信号回路等关键技术及对策进行分析，对类似110kV变电站装母差保护极有参考价值。

关键词：GIS 变电站；母线保护；母线故障；供电可靠性

近几年，深圳地区电网负荷增长迅猛，电网建设加速，因城区用地紧张，近年投产的变电站一次设备都采用GIS设备。根据深圳局GIS设备故障的统计，GIS设备母线故障率较高。故110kV GIS变电站皆应配置一套母线差动保护，保护按单母线分段配置，典型主接线如下图：

一、110kV母线保护二次回路

（一）电流回路

110kV元件的电流回路应按三相进行采集，使用P级的开关CT绕组。接入的每一路间隔应单独使用一组CT，回路前后禁止串接其他负载。母差保护CT配置范围应与对应间隔的线路保护/主变保护CT配置范围重叠交叉，避免死区。母差保护接入间隔应至少满足四条线路、三台主变、一个分段的配置。各间隔 CT二次接地点在近CT二次出线处各自与二次地网稳固连接。

（二）电压回路

110kV母线电压应取母联（分段）开关两侧PT的三相电压，使用P级的开关PT绕组。电压回路必须经过空气开关进入装置。接入保护装置的元件，其电压二次回路中性线与保护用的电压二次回路中性线一起在全站一点接地。

（三）开入、开出信号回路

1.母线刀闸的开入

母联开关位置接点应采用开关本体位置常开辅助接点三相串联、常闭辅助接点三相并联分别接入装置。

对于双母线接线或单母分段接线双跨间隔，母线刀闸位置接点应采用刀闸本体位置常开辅助接点接入装置。对于单母分段接线，一次设备固定接于一条母线的间隔，应将对应的母线刀闸位置开入短接。

2.跳闸回路

母线保护跳闸应接入“操作箱永跳”。若操作箱无永跳回路，为避免故障发生在断路器和CT之间时，即线路保护的死区，母差保护动作，但跳开开关后故障点仍然存在导致故障范围扩大的情况，母线保护跳闸应同时接“操作箱手跳”及“保护远跳/其他保护停信” 。在后期操作箱更换时，同步改接至“操作箱永跳”。母差保护动作接点应接入110kV备自投装置“闭锁备自投”开入。

（四）电源回路

直流电源回路在电源屏上分配独立的空气开关，采用辐射供电的方式。

二、加装110kV母线保护的必要性

《继电保护和安全自动装置技术规程 》（GB/T14285- 2006）中规定，“对发电厂和变电所的 35kV～110kV电压的母线，在下列情况下应装设专用的母线保护：a.110kV双母线；b.110kV 单母线、重要发电厂或 110kV 以上重要变电所的 35kV～66kV母线，需要快速切除母线上的故障时；c.35kV～66kV电力网中，主要变电所的 35kV～66kV双母线或分段单母线需快速而有选择地切除一段或一组母线上的故障，以保证系统安全稳定运行和可靠供电。

加装母线保护有以下的优点：

1）供电可靠性得以大大提高以快速隔離故障，缩小停电范围。

2）有利于对用户的快速复电。深圳电网有部分110kV线路未配置纵联差动保护，配置的后备保护I段保护定值是按照全线的70%整定，后备保护II段保护定值是按照全线并延伸至相邻线路或者主变整定。 一旦发生故障，因没有足够的信息供运行人员分析和判断，故不能立即判断出故障点。因为若仅后备保护II 段动作，故障点可能在下一级变电站的母线及相连的刀闸、CT 气室等，这就延长了复电的时间。如果装设了母线保护，其和线路主保护有交叉的保护范围，不存在死区，当故障发生，运行人员完全可以通过保护动作情况清晰地判断出故障点在线路还是母线，在哪条母线，可以大大缩短复电的时间。

3）快速切除故障，避免事故扩大作，待取得运行经验后推广。深圳电网的运行方式为多级串供，若站内未配置110kV母差保护，110kV母线故障只能依靠远后备保护切除，这不仅扩大了损坏范围和停电面积，设备损坏程度也进一步加重。安装母线保护后，110kV母线上的故障可迅速切除，避免了事故的扩大，避免长时间故障引起的系统振荡或保护越级跳闸的风险。因此，在条件允许的情况下，在 GIS 设备评估较低而供电可靠性要求较高的 110kV GIS 变电站加装 110kV 母线保护是十分重要并且可行的。

三、结语

笔者结合深圳地区110kV GIS 变电站加装110kV母线保护工程，依据一次设备的评估报告，详细阐述110kV母差保护的必要性和可行性。同时分析了110kV母线保护二次回路。通过改造，提高了供电可靠性，降低了电网运行风险，便于运行人员事故处理，加速恢复供电。希望能为南方电网其他110 kV变电站加装110kV母线保护改造提供一定的技术参造考。

参考文献：

[1] 深圳供电局有限公司继电保护反事故措施汇编，2014.

[2] 继电保护和安全自动装置技术规程（GB/T14285- 2006），2006.

[3] 深圳供电局有限公司继电保护反事故措施汇编，2014.

作者简介：

徐晓（1988-），女，汉族，浙江衢州人，本科，初级工程师。