1、變電站母差保護(hù)退出運(yùn)行預(yù)案研究符樹雄，劉志鵬(海南電網(wǎng)公司電力調(diào)度控制中心，海口570203).摘要：母差保護(hù)是發(fā)電廠、變電站的主要保護(hù)裝宣之一。變電站母差保護(hù)退出后，系統(tǒng)存在隱定水平急劇下降的風(fēng)險(xiǎn),必須采取措施提高系統(tǒng)安全穩(wěn)定性。介紹海南電網(wǎng)永莊變電站220kV母差保護(hù)的配置情況，分析母差保護(hù)退出后出現(xiàn)的系統(tǒng)運(yùn)行方式.研究縮短故障持續(xù)時(shí)間、增加無功電源和減少有關(guān)斷而潮流等提高系統(tǒng)穩(wěn)定性措施.最后，提出了母差保護(hù)退出時(shí)的運(yùn)行預(yù)案，實(shí)際運(yùn)行的結(jié)果表明，該運(yùn)行方案是有效的、可行的。關(guān)鍵詞：母差保護(hù)；變電站；安全穩(wěn)定；運(yùn)行方式；故障持續(xù)時(shí)間中圖分類號：TM773文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號：1007-99

2、04(2015)03-0063-03RunningScheduleSubstationswithBusDifferentialProtectionExitedFUShuxiong.LIUZhipeng(ElectricPowerDispatchingControlCenter,HainanPowerGirdCorporation,Haikou570203.China)Abstract:Busdifferentialprotectionisoneofthemainprotectionsinpowerplantsandsubstalions.Thestabilityofpowersystemswo

3、ulddeclinerapidlywithoutbusdiHerentialprotection.Therefore,somemeasuresshouldbetakentoensurethestabilityofpowersystems.Inthisarticle,detailconfigurationsofthe220kVbusdifferentialprotectioninYongzhuangsubstation,areintroducedoperationmodesofpowersystemsareanalyzed,andmeasuresareproposedincludingthesh

4、orteningoffaultduration,theincreaseofreactivegeneratorsandthedeclineofpowerflow.Finally,therunningscheduleofYongzhuangsubstationwith220kVbusdiflerentialprotectionexitedisproposed.Aclualoperationprovesthattheproposedscheduleisefficientandfeasible.Keywords:busdiflerentialprotection:substation:security

5、andstability；operationmode；faultduration0引言永莊變電站是海南電網(wǎng)北部樞紐變電站之一，它和玉洲變電站承擔(dān)著海口市80%的負(fù)荷，其一次接線如圖1所示。然而，永莊變電站220kV母線目前僅配置一套RCS-9J5AB母線保護(hù)裝置，該套保護(hù)裝置于2005年5月正式投入運(yùn)行。當(dāng)該母差保護(hù)退出后，母線將會出現(xiàn)無母差保護(hù)運(yùn)行的情況，同時(shí)，母線故障只能靠遠(yuǎn)后備保護(hù)帶時(shí)限切除。因此，這一現(xiàn)狀使得系統(tǒng)存在海口市大面積停電、甚至存在影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)。在此背景下，通過分析母差保護(hù)退出后出現(xiàn)的系統(tǒng)運(yùn)行方式，研究應(yīng)采取的措施并提出可行預(yù)案，以便繼電保護(hù)、調(diào)度和運(yùn)行方式等部門展

6、開后續(xù)的工作。1母差保護(hù)退出時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定水平及運(yùn)行方式在永莊變電站220kV母差保護(hù)退出后，如果220kV母線發(fā)生三相永久性故障，則永莊變電站各出線對側(cè)有靈敏度保護(hù)段必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)切除故障才能保證系統(tǒng)穩(wěn)定。極限切除時(shí)間具體情況如表1所示。表1220kV母線極限切除時(shí)間s故障地點(diǎn)孤網(wǎng)方式聯(lián)網(wǎng)方式永莊變電站220kV毋線0.30.2注：頻率穩(wěn)定條件暫態(tài)過程中成率不超過51.5Hz。永莊變電站各出線對側(cè)有靈敏度保護(hù)段動作時(shí)間如表2所示。從此表可以得知，在永莊變電站220kV母差退出后，如果220kV母線發(fā)生三相永久故障，則永莊變電站各出線對側(cè)相間距離II段（對全線相間故障有靈敏度）最快也要0.9s

7、后才能切除故障。這遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于孤網(wǎng)方式下0.3s的極限切除時(shí)間和聯(lián)網(wǎng)方式下0.2s的極限切除時(shí)間。因此，必須采取縮短永莊站各出線對側(cè)相間和接地距離D段和零序過流m段的動作時(shí)間等措施，才能夠滿足系統(tǒng)穩(wěn)定要求。表2各出線對側(cè)有靈敏度保護(hù)段動作時(shí)間$線路名零序過流皿段相間距離II段接地距離II段華永I線華永n線馬永I線永丘線永玉線2提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施在永莊變電站母差保護(hù)退出后，該母線上發(fā)生的故障必須由對側(cè)帶時(shí)限的保護(hù)段動作來切除。若該時(shí)限過長并且此時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差，則可能會破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，甚至造成系統(tǒng)瓦解。因此母

8、差保護(hù)退出后，必須采取措施提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定水平，防止母線故障時(shí)破壞系統(tǒng)穩(wěn)定。2.1縮短故障持續(xù)時(shí)間縮短故障持續(xù)時(shí)間，能夠減少故障對系統(tǒng)的沖擊，從而提高海南電網(wǎng)北部地區(qū)的電壓恢復(fù)速度。為此，參照海南電網(wǎng)繼電保護(hù)運(yùn)行規(guī)定第5.5條規(guī)定,將永莊變電站220kV出線對側(cè)后備保護(hù)對全線有靈敏度的保護(hù)段（相間和接地距離II段、零序過流ID段）動作時(shí)間都修改為0.3s,如表3所示。這一期間保護(hù)允許無選擇性跳閘，期間對其動作行為不予評價(jià)。表3母差退出時(shí)各出線對例有靈敏度保護(hù)段動作時(shí)間s線路名年序過流皿段相間距離n段接地距離11段長永I線長永n線馬永I線永丘

9、線水玉線2.2增加北部電網(wǎng)無功使用PSD-BPA暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算程序（版本號4.15.7RM）對各種電壓水平下永莊變電站220kV母線三相永久故障的極限切除時(shí)間進(jìn)行仿真計(jì)算。算例結(jié)果表明永莊變電站220kV母線電壓的變化會對其母線三相永久故障的極限切除時(shí)間產(chǎn)生影響，具體情況如表4所示。表4不同電壓下極限切除時(shí)間冊線電壓AV故障地點(diǎn)故障極限切除時(shí)間/8孤網(wǎng)方式聯(lián)網(wǎng)方式215220kV母線0.280.17220220kV母線0.300.20225220kV母線0.320.21230220kV母線0.330.22235220kV毋線0.340.24從表4中可以看出，當(dāng)

10、220kV母線電壓從215kV變化到235kV（在節(jié)點(diǎn)電壓考核標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)）時(shí)，母線故障極限切除時(shí)間從0.28s提高到0.34s(孤網(wǎng)方式)。由此可見，通過充分利用調(diào)壓手段能夠改變北部電網(wǎng)無功大小和分布，提高永莊變電站等北部電網(wǎng)220kV母線電壓。具體來說，永莊變電站220kV母線短路時(shí)，通過調(diào)節(jié)海口電廠機(jī)組的無功出力，適時(shí)投退北部電網(wǎng)電容器和電抗器等無功補(bǔ)償裝置，調(diào)節(jié)永莊、玉洲、丘海和長流站的主變壓器檔位等措施，不但能夠提高母線故障極限切除時(shí)間，而且能夠有效地提高暫態(tài)電壓的恢復(fù)速度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2.3減小出線功率使用PSD-BPA暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算程序?qū)Ω鞣N負(fù)荷水平下永莊變電站220kV母線三相永

11、久故障的極限切除時(shí)間進(jìn)行仿真計(jì)算。算例結(jié)果表明，永莊變電站對側(cè)220kV出線功率的變化會對其母線三相永久故障的極限時(shí)間產(chǎn)生影響，具體情況如表5所示。表5不同負(fù)荷下極限切除時(shí)間長永I口線馬永I線永丘線永玉線地點(diǎn)孤網(wǎng)方式聯(lián)網(wǎng)方式15020-10-50220kV母線0.430.3417040-20-70220kV母線0.380.2819060-30-90220kV線0.340.2321080-40-110220kV母線0.300.20230100-50-130220kV母線0.280.19故障故障極限切除時(shí)間/*永莊變電站對側(cè)220kV出線功率/MW從表5可以看出，在保證負(fù)荷平衡的情況下，永莊變電站

12、對側(cè)220kV出線外送斷面潮流的減少能夠降低線路上無功功率的消耗。如果母線發(fā)生短路，減小出線功率還能夠提高母線故障極限切除時(shí)間，從而有效地提高暫態(tài)電壓恢復(fù)速度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性氣3永莊變電站220kV母差退出后運(yùn)行方案將永莊變電站220kV出線(長永I線、長永H線、馬永I線、永丘線、永玉線)對側(cè)后備保護(hù)距離保護(hù)(相間距離、接地距離)II段、零序過流in段時(shí)間均改為0.3S。這一期間允許保護(hù)無選擇性跳閘，其動作行為不予以評價(jià)。調(diào)節(jié)海口電廠、牛路變電站、清瀾電廠等機(jī)組的有功出力，適時(shí)投、退北部電網(wǎng)電容器、電抗器等無功補(bǔ)償裝置，結(jié)合調(diào)節(jié)永莊、玉洲、丘海變電站主變檔位來改變系統(tǒng)無功功率的大小和分布情況。從

13、而使永莊變電站等北部電網(wǎng)220kV母線電壓在節(jié)點(diǎn)電壓考核標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)運(yùn)行。安排牛路電站、清瀾電廠等機(jī)組維持在有功出力較高水平下運(yùn)行。這樣可使北部電網(wǎng)地區(qū)負(fù)荷盡量在llOkV電壓等級下保持平衡，從而，減少永莊變電站220kV出線的輸出功率，減少北部220kV和UOkV電磁環(huán)網(wǎng)的交換功率。在母差保護(hù)退出后，調(diào)度員和現(xiàn)場運(yùn)行人員要做好事故預(yù)想。調(diào)度員要做好永莊站母線三相或單永故障的事故預(yù)想，北部、東部各電廠要做好機(jī)組跳閘的事故預(yù)想和保廠用電等安全措施。為保證母差保護(hù)退出后系統(tǒng)和廠站設(shè)備安全，應(yīng)盡快督促有關(guān)部門盡快實(shí)施和開展加裝第二套母差保護(hù)的工作。4結(jié)語通過對海南電網(wǎng)永莊變電站220kV母差保護(hù)退出時(shí)運(yùn)行預(yù)案的研究，分析了該母差保護(hù)退出后系統(tǒng)的穩(wěn)定水平和運(yùn)行方式，提出了縮短故障持續(xù)時(shí)間、增加北部電網(wǎng)無功功率和減少永莊變電站出線輸出功率這3項(xiàng)措施，并制定了相應(yīng)的母差保護(hù)退出時(shí)行預(yù)案。實(shí)際運(yùn)行情況表明，該運(yùn)行方案是有效的、可行的。參考文獻(xiàn)張洪，郝劍欣.繼電保護(hù)與母差停用的系統(tǒng)暫態(tài)境定性J.電網(wǎng)技術(shù)，1998,22(10):29-33.1 李勇，汪劍波，呂東曉，等.葛二江電廠母差保護(hù)退出時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行方式研究J.華中電力,2002,15(5):7-9