【摘 要】通過對河北南網(wǎng)許營變電站220kV母線故障系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析計算，提出了適時調(diào)整繼電保護動作行為，以提高樞紐變電站無母差保護時系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的措施，并對母差保護校驗工作和系統(tǒng)運行的安排提出了建議。?
在以220kV電壓等級運行的變電站中，其主接線多采用雙母線帶旁路母線的接線方式。按照《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，可只配置單套母差保護。為了保證保護裝置的正常運行，《繼電保護和電網(wǎng)安全自動裝置檢驗條例》中明確規(guī)定，所有保護裝置均應(yīng)在3～5年進行一次全部校驗。母差保護的校檢應(yīng)按規(guī)定周期進行，校驗期間母差保護將停用幾天時間，被保護母線在這幾天之內(nèi)失去了母線保護。在電力系統(tǒng)中，位于重要位置的樞紐變電站在失去母差保護時，一旦發(fā)生母線故障均存在暫態(tài)穩(wěn)定問題，因為此時的母線故障要靠本變電站所有出線的對側(cè)延時段保護動作跳閘，把故障點從系統(tǒng)中隔離出來。故障切除慢是造成系統(tǒng)失穩(wěn)的原因之一；原因之二則是樞紐變電站從系統(tǒng)中隔離出來勢必引起電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化，產(chǎn)生較為嚴(yán)重的負荷轉(zhuǎn)移。如何保證系統(tǒng)在這種情況下的穩(wěn)定運行，則需負責(zé)電網(wǎng)運行管理的技術(shù)人員進行大量的分析計算，以求尋找到有效的措施。?
1 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的要求及判據(jù)?
同步運行穩(wěn)定性、頻率穩(wěn)定性和電壓穩(wěn)定性是電力系統(tǒng)運行中必須同時滿足的穩(wěn)定性要求。失去同步運行穩(wěn)定性的后果是系統(tǒng)發(fā)生振蕩，引起系統(tǒng)中樞點電壓、輸電設(shè)備中的電流和電壓大幅度地周期性波動，電力系統(tǒng)因不能繼續(xù)向負荷正常供電而不能繼續(xù)運行，可能造成大面積停電；失去頻率穩(wěn)定性的后果是發(fā)生頻率崩潰，引起系統(tǒng)全停電；而失去電壓穩(wěn)定性的后果則是系統(tǒng)的電壓崩潰，使受影響的地區(qū)停電。?
目前，我國對保持暫態(tài)穩(wěn)定的要求分三個層次：?
(1)對較輕而又常見的故障，例如多回220kV線路中的一回發(fā)生單相永久故障，經(jīng)重合后永跳，不但要求保持擾動后的系統(tǒng)穩(wěn)定，還要求保持對用戶的不間斷供電。?
(2)對網(wǎng)絡(luò)薄弱條件的故障，例如系統(tǒng)單回聯(lián)絡(luò)線的故障，要求擾動后系統(tǒng)穩(wěn)定，但允許損失部分負荷。?
(3)對于嚴(yán)重的單一故障，即三相短路故障，仍強調(diào)要求保持擾動后的系統(tǒng)穩(wěn)定，但允許采取各種可行的措施。?
《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》中，把母線單相接地故障(不重合)的擾動明確地列入了允許損失部分負荷，但必須保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定的條款中。?
暫態(tài)穩(wěn)定的判據(jù)是：電網(wǎng)遭受每一次大擾動(如短路、重合于故障、切除線路或機組等)后，引起電力系統(tǒng)機組之間的相對角度增大，在經(jīng)過第一個角度最大值后作同步的衰減振蕩，系統(tǒng)中樞點電壓逐漸恢復(fù)。?
2 許營變電站正常運行時的母線故障系統(tǒng)穩(wěn)定性?
許營變電站在河北南網(wǎng)中位于南北聯(lián)絡(luò)的樞紐位置，邯鄲和邢臺地區(qū)的電力均需通過三條邢石北送線路經(jīng)許營變電站送入石家莊地區(qū)。電網(wǎng)接線示意見圖1。?
許營220kV母線正常運行方式為241、243、244、247和213開關(guān)上Ⅰ號母線，242、245、246和214開關(guān)上Ⅱ號母線。當(dāng)系統(tǒng)無檢修，許營220kV母線正常方式，控制邢石三條線斷面潮流不超過40萬kW，許營母線發(fā)生三相短路，母差保護動作并在0.15s內(nèi)有選擇地切除故障母線，系統(tǒng)可保持穩(wěn)定運行。當(dāng)系統(tǒng)無檢修，許營220kV母線為單母線方式時，母線發(fā)生單相接地短路或兩相短路，母差保護正確動作切除故障，系統(tǒng)仍可保持穩(wěn)定運行。而母線發(fā)生三相短路故障時，母差保護動作在0.15s內(nèi)切除故障母線，系統(tǒng)將失去穩(wěn)定。故障及其被切除后網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化，使負荷在各發(fā)電機組間重新分配，邢石北送斷面潮流全部轉(zhuǎn)移到定蠡線和蠡章線上。定蠡線和蠡章線的潮流正常為由保定地區(qū)向滄州地區(qū)供電，許營站母線發(fā)生三相短路全停后，定蠡線和蠡章線的潮流倒向，并出現(xiàn)潮流方向往復(fù)變化的振蕩。?
