对一起220kV母线电压消失现象的思考

某220kV变电所#2主变220KV正母闸刀更换为水平打开式闸刀（需要合上闸刀才能完成对其的新设备投产冲击试验），工作结束后准备用#2主变220kV开关对#2主变220kV正母闸刀进行冲击试验，当操作到“合上#2主变220kV正母闸刀”时发现运行的220kV副母压变端子箱内“母线电压空气开关”跳开，220kV主变保护、线路保护、母差保护报“母线电压消失”信号。

运行方式

某变电所220kV侧系统运行方式如图1，220kV副母线、副母压变运行，副母压变闸刀2G闭合，220kV正母线、正母压变检修，正母压变闸刀1G断开；2375线接副母运行，220kV旁路开关接220kV副母线代#2主变220kV开关运行。

图1 系统运行方式示意图

二次电压切换原理

220kV旁路开关接副母代主变或出线运行时，图2中副母闸刀常开辅助接点2G1闭合、常闭接点2G2断开，双位置继电器2YQJ动作线圈励磁、复归线圈失磁，图3虚线框中的2YQJ接点闭合；220kV旁路开关接正母代主变或出线运行时，同理图3虚线框中的1YQJ接点闭合。

图2 220kV旁路保护电压切换重动回路

图3中，1YH为220kV正母压变，1YHa1、1YHb1、1YHc、1YHa3、1YHb3、1YHc3分别为220kV正母二次电压绕组及开口零序电压绕组；2YH为220kV副母压变，2YHa1、2YHb1、2YHc、2YHa3、2YHb3、2YHc3分别为220kV副母二次电压绕组及开口零序电压绕组。正母线电压1YMaⅠ、1YMbⅠ、1YMcⅠ、1YMlⅠ，副母线电压2YMaⅠ、2YMbⅠ、2YMcⅠ、2YMlⅠ、YMn为屏顶电压小母线。

220kV正母压变二次电压A601、B601、C601经“正母母线二次电压空开1ZKK”、“正母压变闸刀辅助接点1G”切换，220kV副母压变二次电压A603、B603、C603经“副母母线二次电压空开2ZKK”、“副母压变闸刀辅助接点2G”切换接入屏顶小母线，正母线开口零序电压L601经正母闸刀辅助接点1G切换、副母线开口零序电压L603经副母闸刀辅助接点2G切换接入屏顶小母线。

220kV旁路开关接副母代主变运行时，屏顶小母线的副母电压2YMaⅠ、2YMbⅠ、2YMcⅠ、2YMlⅠ在旁路保护屏经2YQJ接点切换输出为A720、B720、C720、L720，如图3虚线框内所示。

图3 正副母线二次电压切换原理图

图4中，1G、2G、4G分别为#2主变220kV正母、副母、旁母闸刀辅助接点，主变220kV开关接正母或副母运行时，1G1或2G1闸刀常开辅助接点闭合，双位置继电器1YQJ或2YQJ动作线圈励磁，1YQJ或2YQJ接点闭合，保护屏顶母线电压1YMaⅠ、1YMbⅠ、1YMcⅠ、1YMlⅠ、2YMaⅠ、2YMbⅠ、2YMcⅠ、2YMlⅠ经1YQJ或2YQJ接点切换后进入主变保护。

220kV旁路开关代主变开关运行时，1G1、2G1闸刀常开辅助接点断开、1G2、2G2常闭辅助接点闭合，正副母电压切换回路断开；4G1闸刀常开辅助接点闭合、4G2闸刀常闭辅助接点断开，双位置继电器ZJ动作线圈励磁，ZJ接点闭合。

图4 主变保护电压切换重动回路

部分变电所旁路代主变运行时，旁路电压切换由手动操作实现，即外加切换开关QK取代图4中4G1、4G2接点。主变本开关运行时QK打至“退出”位置，使1ZJ继电器复归线圈励磁，断开旁路代主变时的电压切换回路；旁路代主变运行时QK打至“投入”位置，使1ZJ继电器动作线圈励磁，接通旁路代主变时的电压切换回路。

不管采用哪种切换方式，220kV旁路代主变运行时继电器ZJ均励磁。图5中旁路保护屏切换后的电压A720、B720、C720、L720经ZJ接点切换，形成电压A720、B720、C720、L720后接入主变保护装置。

图5 主变保护电压切换原理

副母二次电压消失分析

合上#2主变220kV正母闸刀1G进行冲击试验时，图4中#2主变220kV正母闸刀常开辅助接点1G1接点闭合、常闭辅助接点1G2断开，双位置继电器1YQJ动作线圈励磁、复归线圈返回，1YQJ接点闭合。A720、B720、C720、L720电压通过1YQJ接点返回到A721、B721、C721、L721，进入220V正母二次电压小母线1YML、1YMa、1YMb、1YMc；此时，220kV正母线已由检修改为冷备用（包括正母线压变同时改运行），图2中正母母线压变闸刀1G、1ZKK闭合，形成副母压变二次电压向正母压变一次侧冲击的回路。

即通过图2中的副母压变端子箱内的2ZKK、2G接点、旁路保护屏内的2YQJ接点、图5中的#2主变保护屏内的ZJ接点、#2主变保护屏内的1YQJ接点、正母压变端子箱内的1G、1ZKK接点形成通道，向正母压变一次侧反冲。由于压变阻抗从二次侧看是非常小的（0.1/220）2Z≈0（Z为压变阻抗），类似直接短路，导致副母压变端子箱内空开2ZKK跳开。

然而，220kV旁路开关代其他出线进行母线闸刀冲击试验却不曾发生类似的事件，因为此时完全采用旁路保护装置，与出线保护装置没有电的联系；而旁路开关代主变运行时仍然使用主变保护装置，且旁路开关保护的电压切换回路、电流回路等仍然运行，并存在电的联系。

结论

双母线带旁路的变电所出现单母线运行、且旁路开关代某主变开关运行，合上该主变停役母线闸刀时，正、副母线压变二次电压回路将通过旁路保护电压切换回路、主变保护电压切换回路导通，造成运行母线二次电压反冲到停役母线一次侧，引起运行母线压变二次电压空气开关跳开，导致220kV主变保护、线路保护、母差保护报“母线电压消失”的信号。

为避免上述缺陷的发生，合上该主变停役母线对应的闸刀前，应将停役母线压变的电压二次回路断开（即空气开关或熔丝在断开位置）。冲击试验结束，原停役母线熔丝或空开两侧测量二次电压正常，拉开主变正母闸刀方可继续操作。

（摘编自《电气技术》，原文标题为“对一起220kV母线电压消失现象的思考”，作者为黄健、杜浩良。）