摘 要：針對遠(yuǎn)切穩(wěn)控裝置主站在運(yùn)行過程中，出現(xiàn)了功率值顯示異常，裝置頻繁啟動的情況，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式，現(xiàn)場一次設(shè)備的情況，進(jìn)行了設(shè)備模擬試驗(yàn)、分析和綜合判斷，找出裝置出現(xiàn)異常的原因，提出了故障處理的對策，并對裝置的軟件程序提出改進(jìn)建議。

關(guān)鍵字：遠(yuǎn)切裝置；主站；功率

中圖分類號：TM61 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1概述

220kV黃秧坪開關(guān)站（以下簡稱黃站）是湘西北的一個(gè)重要樞紐開關(guān)站，主要承擔(dān)著鳳灘水電廠的負(fù)荷送出以及湘西和湘北電力系統(tǒng)的潮流聯(lián)系，其一次系統(tǒng)接線方式為雙母帶旁母，包括四條進(jìn)線和五條出線。一般鳳黃Ⅲ、Ⅳ線和送往湘北地區(qū)的黃德線602、黃桃線604掛I母，鳳黃Ⅰ、Ⅱ線和送往湘西地區(qū)的黃涼Ⅰ線606、黃枇Ⅰ線608、黃枇Ⅱ線624掛Ⅱ母，旁母622只有在代替出線斷路器運(yùn)行時(shí)才用。

為了保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，當(dāng)輸送路發(fā)生故障時(shí)，線路保護(hù)迅速切除本線路的故障，同時(shí)遠(yuǎn)切裝置會遠(yuǎn)切發(fā)電廠機(jī)組，盡可能維持電能供需平衡。但由于故障前線路輸送功率有大有小，當(dāng)所切的機(jī)組功率較小時(shí)，部分功率一般會轉(zhuǎn)移到其它線路，可能使線路功率猛增，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其額定允許值，造成其熱穩(wěn)定的破壞；也有可能所切的機(jī)組功率較大，造成系統(tǒng)功率欠缺，進(jìn)而擴(kuò)大事故影響范圍。

為了更好的發(fā)揮黃站的樞紐作用，2010年10月，我們對其遠(yuǎn)方切機(jī)裝置進(jìn)行了更換，切機(jī)策略由單純的三跳切機(jī)改為更為科學(xué)合理的斷面功率模式，其運(yùn)行方式分為正常運(yùn)行方式和旁代運(yùn)行方式。但如果遠(yuǎn)切裝置發(fā)生異常，導(dǎo)致誤切或拒切，仍會對系統(tǒng)造成較大的影響。本文通過分析GFWK-C型微機(jī)遠(yuǎn)切穩(wěn)定控制裝置，在2012年5月28日旁代運(yùn)行方式中出現(xiàn)功率顯示異常及頻繁啟動的現(xiàn)象，分析找出異常的原因，并提出防范的具體對策，及對裝置軟件程序提出改進(jìn)建議。

2 異常經(jīng)過

5月28日14：38分運(yùn)行人員巡視中發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)切裝置啟動紅燈亮，黃德線602、黃涼Ⅰ線606、黃枇Ⅰ線608三條出線電流、電壓均顯示正確，但間隔功率和斷面功率顯示不正確，當(dāng)時(shí)現(xiàn)象如下：

220kVⅠ段母線電壓： 1MUab：229kV；1MUbc：229kV；1MUca：228kV；電壓測量值與實(shí)際值相符。

220kVⅡ段母線電壓： 2MUab：229kV；2MUbc：229kV；2MUca：228kV；電壓測量值與實(shí)際值相符。

黃德線電流： 1Ia：776A；1Ib：771A；1Ic：777A；3I0：2A。

電流測量值與實(shí)際值相符。而功率值交錯(cuò)顯示141MW與-141MW。當(dāng)時(shí)實(shí)際功率值應(yīng)是308MW。

黃涼Ⅰ線電流： 3Ia：365A；3Ib：374A；3Ic：380A；3I0：9A。電流測量值與實(shí)際值相符。而功率值交錯(cuò)顯示65MW與-65MW。當(dāng)時(shí)實(shí)際功率值應(yīng)是150MW。

黃枇Ⅰ線電流： 4Ia：231A；4Ib：232A；4Ic：234A；3I0：8A。電流測量值與實(shí)際值相符。而功率值交錯(cuò)顯示39MW與-39MW。當(dāng)時(shí)實(shí)際功率值應(yīng)是90MW。

同時(shí)因功率突變，裝置頻繁啟動。后現(xiàn)場裝置關(guān)電重啟，功率計(jì)算正常，裝置恢復(fù)正常運(yùn)行。

2.1設(shè)備情況

鳳灘水電廠的遠(yuǎn)方切機(jī)裝置為GFWK-C 微機(jī)遠(yuǎn)切穩(wěn)定控制裝置，其主要由黃站的主站和新、老廠兩個(gè)子站組成。根據(jù)鳳灘水電廠安全穩(wěn)定分析的主要結(jié)論，在鳳灘水電廠配置一套區(qū)域安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)，該套系統(tǒng)以黃秧坪開關(guān)站為主站，新廠為執(zhí)行站及老廠為子站。其穩(wěn)控系統(tǒng)配置方案及通信通道拓?fù)涫疽鈭D如下圖1所示。

黃站遠(yuǎn)切裝置為主站：主要采集黃站220kV 兩段母線電壓、黃德線、黃桃線、黃涼Ⅰ線、黃枇Ⅰ線、黃枇Ⅱ線、旁路電流、鳳黃Ⅲ、Ⅳ線的電流和功率，并實(shí)時(shí)接收老廠上送的四臺機(jī)組功率及我廠六臺機(jī)組檢修壓板投退信息，并判斷發(fā)生220kV 聯(lián)絡(luò)線故障跳閘事故時(shí)，根據(jù)功率變化情況遠(yuǎn)切老廠機(jī)組或新廠的機(jī)組；其它新、老廠兩個(gè)子站都為執(zhí)行站和信息采集站。

2.2裝置異常前的操作

2012年5月15日8時(shí)黃站開始黃桃線旁代操作，當(dāng)時(shí)全廠正處于860MW的最大運(yùn)行方式下，黃桃線負(fù)荷177MW， 將旁路622掛I母，合上旁路622斷路器對旁母充電正常后，拉開旁路622和黃桃線604斷路器操作電源，等電位合上6045隔離開關(guān)，再給上兩斷路器操作電源，投入旁代黃桃線壓板1KLP6（開入量7），最后拉開604斷路器，旁代操作完成。斷路器HWJ開入量來自機(jī)構(gòu)輔助接點(diǎn)。

旁代操作完成后，檢修及運(yùn)行人員現(xiàn)場檢查黃站遠(yuǎn)切裝置帶負(fù)荷正常，無裝置啟動及其它異常信號，線路及3個(gè)斷面功率顯示正確。黃桃線被旁代后，604斷路器多次跳合開關(guān)試驗(yàn)，裝置也多次記錄黃桃線HWJ狀態(tài)變位。

3異常情況及分析

3.1異常情況

2012年5月28日在鳳灘水電廠最大運(yùn)行方式下，送出截面總功率860MW，發(fā)現(xiàn)黃站微機(jī)遠(yuǎn)切裝置“啟動紅燈”亮，黃德線、黃涼Ⅰ線、黃枇Ⅰ線三條出線電流、電壓均顯示正確，但相對間隔功率和斷面功率顯示不正確，并在正負(fù)間交錯(cuò)顯示，其它兩條出線黃桃線（旁代中）和黃枇Ⅱ線以及鳳黃Ⅲ、Ⅳ線均顯示正確，裝置異常時(shí)實(shí)際顯示如表1和表2：

從表1和表2中可以看出黃德線、黃涼I線、黃枇I線所顯示的功率在正和負(fù)之間跳變，由于這種功率的突變，使裝置頻繁啟動。

3.2異常情況分析

綜合上述情況，可以看出，裝置所采集到的電壓和電流的幅值都是正常，但是功率卻顯示不正常，出現(xiàn)了時(shí)正時(shí)負(fù)的情況，并且有周期性的出現(xiàn)變化。由此可以判斷，采集來的電流和電壓是沒有問題的，應(yīng)該是裝置內(nèi)部在計(jì)算功率的過程中出現(xiàn)了問題。

4 原因分析

有功效率的計(jì)算公式：

式（4-1）中母線電壓、電流是以向量的形式表示的，其實(shí)部、虛部是由實(shí)時(shí)A/D采樣值測算出來的。如果功率是穩(wěn)定輸出的，則電壓向量與電流向量的相對關(guān)系是穩(wěn)定的，計(jì)算出的功率是不變的。

裝置所采集的線路電流、電壓來自不同的采集板。共3塊ATD板（數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換板）：第一塊板采集黃德線、黃桃線、黃涼I線、黃枇I線電流；第二塊板采集黃枇Ⅱ線，鳳黃Ⅲ、Ⅳ線，旁路電流；第三塊板采集兩段母線電壓。計(jì)算每個(gè)間隔的功率時(shí)取第一塊板或第二塊板上的電流與第三塊板上相對應(yīng)的電壓。

在旁代操作過程中，旁代黃桃線壓板1KLP6在622合后，604拉開前投入，即在電流被部分旁代后投入旁代壓板，此時(shí)bug被激活，導(dǎo)致第一塊板的采集時(shí)序不一致。

如圖2所示，在沒有操作旁代壓板前，旁代線路提前充電，造成黃桃線電流突變量啟動，此時(shí)，再操作旁代壓板，然后操作黃桃線HWJ分位置，旁代操作完成，程序進(jìn)入旁代邏輯。旁代黃桃線后，黃桃線斷路器進(jìn)行了分合閘試驗(yàn)，黃桃線HWJ分合變化多次。由于黃桃線采用了HWJ作為旁代過程及旁代結(jié)束的邏輯判斷依據(jù)，HWJ狀態(tài)多次變位對程序判斷產(chǎn)生了影響，而激活了程序的bug，造成程序?qū)Σ煌牟杉灏l(fā)出的脈沖不一致。由于本站的裝置沒有采集線路電壓，而是采集兩段母線電壓，母線電壓的采集硬件回路跟線路電流的采集硬件回路不在同一塊數(shù)據(jù)采集板上，造成母線電壓與線路電流時(shí)序不同步，而造成功率計(jì)算錯(cuò)誤的現(xiàn)象。

而進(jìn)入了程序的bug后造成第一塊板與第三塊板時(shí)間不同步，所以第一塊板上相對應(yīng)的間隔功率顯示出現(xiàn)異常，而第二塊板與第三塊板時(shí)序是同步的，所以第二塊板上的間隔功率顯示是正常（由于異常時(shí)黃桃線是用旁路代的、旁路對應(yīng)的電流采集在第二塊板上，所以顯示正常）。

5改進(jìn)措施與建議

針對裝置功率異常的原因分析，我們提出以下防范措施及建議：

（1）如果裝置出現(xiàn)這種功率計(jì)算異常后，需及時(shí)退出遠(yuǎn)切裝置，將裝置斷電重啟， bug在正常運(yùn)行情況下不會被激活，待運(yùn)行正常后才投入遠(yuǎn)切裝置。

（2）規(guī)范旁路代線路的操作：在旁代操作合622斷路器前投入旁代壓板，在退出旁代操作合線路斷路器前先退旁代壓板，在所代的斷路器轉(zhuǎn)入檢修狀態(tài)時(shí)，解開HWJ開入量的線，防止試驗(yàn)時(shí)跳閘開入的影響。

（3）對遠(yuǎn)切裝置的采集板的配置進(jìn)行修改，將母線電壓引進(jìn)各線路電流對應(yīng)的數(shù)據(jù)采集板，由各自的采集板根據(jù)本板采集的電壓與電流進(jìn)行功率計(jì)算。從根本上避免采集到的電壓和電流不在同一塊數(shù)據(jù)采集板上，造成母線電壓與線路電流時(shí)序不同步，而出現(xiàn)功率計(jì)算錯(cuò)誤的問題。

（4）完善旁代邏輯部分的程序，清除這種bug。根據(jù)旁代壓板在不同時(shí)段投入時(shí)的影響重新設(shè)定 “置旁代標(biāo)志”和“清除旁代標(biāo)志”條件，清除所代線路的HWJ在檢修過程中變位對裝置的影響。并且在旁代完成邏輯增加線路電流大于投運(yùn)電流判據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]李勇，鄭偉，呂東曉，黃要桂，周良松，胡會駿. 葛洲壩電廠智能穩(wěn)定控制裝置的研究及應(yīng)用[J]. 電網(wǎng)技術(shù)，2002（01）.

[2]宋錦海，宣筱青，朱開陽，葉振風(fēng)，李雪明，羅劍波. 基于IEC 61850的安全穩(wěn)定控制裝置方案設(shè)計(jì)[J]. 電力系統(tǒng)自動化， 2010（12） .

[3]陳茂英. 安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)在應(yīng)用中相關(guān)問題的探討[J]. 繼電器.，2007（S1） .

[4]王秀全，李睿，徐敏，雷小凡. 電流速斷跳閘自動重合閘動作失敗原因分析及故障排除[J]. 電工技術(shù)， 2012（07）.