张佳ZHANG Jia

（国网山西省电力公司吕梁供电公司，吕梁 033000）

（State Grid Shanxi Electric Power Company Lvliang Power Supply Company，Lvliang 033000，China）

0 引言

变电站在运行过程中，难免会受到不同外力的破坏，再加上母线自身可能存在的质量问题、电力人员的错误操作和继电保护装置的不工作等原因，很容易造成变电站母线事故。如何及时准确地找到母线故障的原因，并将故障破坏的范围控制起来，把损失降到最低，从而保证电力系统整体上安全、平稳地运行，一直是电力工作人员迫切需要解决的问题。笔者结合多年的工作经验，以某220kV 变电站母线故障后，继电保护动作为研究对象进行了仔细分析。

1 故障时的相关情况

当时，该变电站所在的地区是雷雨大风天气，风力十级，电力负荷11034MW。变电站5 号和4 号母线均出现故障，2201、2202、2210、2211、2216、2217 和2219 断路器纷纷跳闸，导致220kV 母线失电。

该变电站的220kV 母联2245 设备的引线采用上下结构，其中4 号线在下部，5 号线在上部。该变电站母线发生故障的位置如下图1 所示。经分析，2245-5 隔离开关和2245 断电器之间的引线第三节部位有放电的痕迹，2245-4 隔离开关与断电器之间的架空引线到架构的绝缘子串架构一侧的第三节片，因被电弧烧灼过已经明显发白。

图1 变电站220kV 母线故障位置

2 变电站母线继电保护动作

母线故障发生后，该变电站220kV 母差当即发生保护动作，相继跳开5 号线母线上的断电器、母联断电器以及4 号母线上的断电器。

母差保护动作发出后，母差动作停信当即发挥作用，该220kV 线路采用了高频闭锁式通道，而变电站对侧的线路开关也采取相应的纵联保护动作，将相关的线路断电器跳开。其中因原来的三相电跳闸，一部分线路纵联保护的单重方式没有重合，而其他各条线路纵联保护因单相跳闸反而重合成功。通过RCS-915 母线保护当发生故障时的波形图（2）分析：

图2

从图2 看出，5 号母线差流消失到4 号母线插柳波形出现是一个无缝连接的过程，并且这个连接点正好在2245 断电器电流消失的时候出现了。而两条母线电压波形将接地的连续性故障表现出来，由于这种转换性故障的相继出现，对于电力系统来说非常少见，所以该线路对侧纵联保护动作具有一定的特殊性，进行研究也有一定的代表性。

在变电站4 号母差保护动作发生后，大约140ms 时除了2211 断路器以外的其他断路器都跳开了，而非故障相电流IV和IW都变成了零，但是由于2211 断路器没有跳开，母线的故障仍然没有解决，IU还是发生了故障的电流，当IV和IW消失后仍然存有10ms，跳开的2211 断路器，形成三相跳闸的局面。

3 母线故障发生的原因

当5 号线发生接地故障后，母差保护在10.7ms 后开始发生动作，大约到50ms 时5 号线上的每个断电器都跳开了，到70ms 的时候，母联断电器跳开了同时5 号母线出现失压的情况。接着4 号母线出现接地故障，母差保护在104.7ms 的时候会再次发生动作，到148.7ms 的时候会跳开4 号母线上的断电器，导致4 号母线失压，是故障点完全被隔离，其故障的录波图如图3，而故障电气位置如图4。

图3 母线故障录波图

图4 母线故障电气位置

由图4 看出，第1 故障点的弧光顺风由西向东延伸，涵盖了2245-4隔离开关与断电器之间的架空引线直到架构绝缘子串所在的区域，还电离了周围的空气。当第1故障点被清除之前，该绝缘子串不会被击穿，而U 相对地电压暂时为零，在母联2245 断电器选择跳开的时候，U 相对地电压开始升高，并且这时第1 故障点形成的弧光还没有消失，也没有回复对空气的绝缘作用，4 号母线的引线绝缘子串覆盖的区域开始放电，造成了第二个故障点。

4 对母线保护动作的行为分析

该变电站的5 号母线出现接地故障时，母差保护动作大约在50ms 跳开5 号母线上的开关，在70ms 的时候跳开母联2245 开关，用以切除母线上的故障，与此同时，故障转移到4 号母线，这是母差保护再次启动，并在140ms将4 号母线上的开关跳开。

在本次母线相继故障的过程中，该变电站的母线保护装置，快速有效地清除了障碍，而母差在故障中的两次正确动作，不仅保证了变电站电力设备的安全，同时也保证了电力系统的安全。

除了母线保护动作对故障进行清除之外，人工方面的因素也同样重要。应该成立专门检查组，分别对设备进行检修，研究并及时更换故障母线，避免选用稳定性不佳的、以次充好的线路。同时，及时对母线继电装置进行调试，确保合格率达标，以确保整个电网正常运行。

5 结束语

随着科技的进步，继电保护的速度、灵敏度、准确可靠性越来越高，为我国现阶段的变电站建设提供了必要的保证。而变电站母线相继故障的问题，也通过继电保护动作得到了较好地解决。其中有些变电站母联间隔的引线采用上下结构的方式，使得风偏放电造成双母线接连故障。然而通过母差动作停信回路的作用，对侧线路开关保护都能够采取正确的动作，但是具体的保护动作还要根据各个原理的不同特点，结合实际情况来开展。

[1]陈中.浅析某220kV 变电站母线相继故障的继电保护动作[J].城市建设理论研究（电子版）,2011(27).

[2]陶阳.220kV 变电站母线故障继电保护装置动作分析[J].电子世界,2014(6).

[3]章钊.220kV 变电站双母线接线和主变投运程序及保护动作情况分析[J].科技与生活,2011(1).