饒 威

（江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇 常州 213000）

變電站事故總信號的實現(xiàn)及其改進

饒 威

（江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇 常州 213000）

本文分析了變電站事故總實現(xiàn)的多種方式，對比了其優(yōu)缺點，針對當(dāng)前變電站廣泛采用的不對應(yīng)方式起動事故總存在的復(fù)歸易誤操作的弊端，提出了兩種解決方案，為事故總復(fù)歸的操作增強了安全性，提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

變電站；事故總；不對應(yīng)方式

根據(jù)變電站綜合自動化的相關(guān)規(guī)程規(guī)定，變電站內(nèi)開關(guān)出現(xiàn)事故跳閘時，變電站所屬的當(dāng)?shù)乇O(jiān)控及集控站、相關(guān)調(diào)度的 EMS均應(yīng)出現(xiàn)相關(guān)的推畫面。而監(jiān)控中心集控站和調(diào)度中心EMS是依據(jù)事故總信號對變電站是否發(fā)生事故跳閘進行判斷的，這就要求每個變電站必須通過遙信信號形式上送一個正確、可靠全站事故總信號[1]。

1 事故總概述

根據(jù)變電站電力生產(chǎn)慣例，變電站內(nèi)開關(guān)發(fā)生事故跳閘是作為事故總信號產(chǎn)生的依據(jù)。如何判斷開關(guān)的跳閘（分閘）為事故跳閘，而不是正常的倒閘操作，是解決事故總信號實現(xiàn)的首要問題。20世紀(jì)90年代初期，計算機技術(shù)發(fā)展相對落后，計算機監(jiān)控系統(tǒng)在變電站內(nèi)只能起到輔助作用，事故跳閘是在中央信號和控制屏的基礎(chǔ)上，根據(jù)開關(guān)位置和控制把手位置的不一致來判斷的。隨著計算機技術(shù)的飛躍發(fā)展，電網(wǎng)自動化水平的提高，事故跳閘的表達已發(fā)生了巨大變化，事故總信號的實現(xiàn)方式也有了較大變化。

目前，事故總信號產(chǎn)生的原理主要有兩大類，保護動作起動方式和不對應(yīng)起動方式。保護動作起動方式，主要通過軟件方式對開關(guān)的保護動作信號進行匯總發(fā)出；不對應(yīng)起動方式則通過硬件電路的方式對開關(guān)的事故跳閘進行準(zhǔn)確判斷而發(fā)出。

2 保護動作起動方式

根據(jù)保護動作信號合成事故總信號的方式，又可以將保護動作起動方式細分為保護動作信號直接起動方式和保護動作信號軟件定義方式兩種[2-3]。

2.1 直接起動方式

在保護動作信號直接起動方式中，站內(nèi)各間隔保護裝置產(chǎn)生的瞬動保護動作信號，直接在遠動系統(tǒng)進行邏輯或運算合并，產(chǎn)生變電站事故總信號，如圖1所示。

這種方式下，變電站事故總信號二次接線比較簡單，主站及后臺 SCADA系統(tǒng)能很好地實現(xiàn)事故跳閘告警、事故推畫面等功能。此外，由于保護動作信號的瞬動性，事故總信號不需要進行復(fù)歸和置位，維護方便。

但這種方式存在很大的問題，首先，在保護裝置進行定檢時，會產(chǎn)生大量的保護動作信號，從而會不斷觸發(fā)事故總信號，系統(tǒng)頻繁告警，提示發(fā)生事故，嚴重影響調(diào)度員的判斷；其次，由于系統(tǒng)需要，設(shè)備間隔不斷擴建，保護動作信號的數(shù)量急劇增加，會出現(xiàn)遠動系統(tǒng)中合并保護動作信號的容量配置不足；更重要的是，事故總由保護動作起動，這就不能反映出開關(guān)本體或其操作機構(gòu)、回路的故障造成的開關(guān)事故跳閘（偷跳）的情形，造成事故總信號的漏報[4]，這在實際生產(chǎn)中顯然是不合適的。

圖1 保護動作信號直接起動事故總

2.2 軟件定義方式

在保護動作信號軟件定義方式中，站內(nèi)各間隔保護裝置產(chǎn)生的保護動作信號，先在測控裝置中通過軟件定義的方式邏輯或運算合并成間隔事故動作信號，并定義為間隔測控電笛位信號，然后將各間隔測控電笛位信號在遠動系統(tǒng)中再通過軟件進行邏輯或運算合并，產(chǎn)生變電站事故總信號，如圖2所示。

湖北襄陽大頭菜是湖北襄陽的農(nóng)家品種[1]，更是我國四大名腌菜之一。襄陽大頭菜歷史悠久，為諸葛亮隱居襄陽隆中時所創(chuàng)，在民間享有“諸葛菜”、“孔明菜”之美稱[2]。但是襄陽大頭菜的生產(chǎn)總體處于粗放式加工狀態(tài)，由于雨水和塵土等因素的影響，腌制池或缸表面會形成一層白色的生物膜。隨著生物膜的出現(xiàn)，大頭菜的脆度明顯降低且產(chǎn)生刺激性氣味，最終導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)下降直至失去經(jīng)濟價值。

這種方式下，沒有二次接線，通過對相關(guān)保護動作信號和開關(guān)跳閘信號的定義，用軟件定義方式實現(xiàn)開關(guān)的事故跳閘告警、事故推畫面等功能，便于維護。事故總信號 10s后可以自動復(fù)歸，無需現(xiàn)場復(fù)歸信號，符合無人值守變電站的需求。但由于這種方式實質(zhì)上仍然屬于保護動作信號起動事故總，從而依然不能反映出開關(guān)偷跳的情形，所以也不建議采用。

圖2 保護動作信號軟件定義事故總

3 不對應(yīng)起動方式

3.1 實現(xiàn)原理

不對應(yīng)起動方式中，根據(jù)位置不對應(yīng)原理，先將合后繼電器 KKJ和跳位繼電器 TWJ接點串聯(lián)，再與站內(nèi)各間隔的保護動作信號硬接點進行合并產(chǎn)生全站事故總信號[5]，如圖3所示。

其中，合后繼電器KKJ是一個雙圈磁保持式的雙位置繼電器，有一動作線圈和一復(fù)歸線圈，當(dāng)動作線圈上加上動作電壓時，接點閉合。此時若線圈失電，接點依然維持原閉合狀態(tài)，直至復(fù)歸線圈上加上動作電壓，接點才返回。在手動或遙控合閘時，起動KKJ的動作線圈，在手動或遙控分閘時，起動KKJ的復(fù)歸線圈，在保護跳閘、偷跳時，均不起動KKJ的復(fù)歸線圈。

開關(guān)正常運行時，通過遙控或KK把手的手合操作使開關(guān)合閘時，KKJ動作線圈得電，事故總信號回路中的KKJ開接點閉合，但此時開關(guān)是合閘，TWJa、TWJb、TWJc均為斷開狀態(tài)，事故總信號回路未導(dǎo)通，不發(fā)出事故總信號。

圖3 不對應(yīng)方式起動事故總原理圖

對開關(guān)進行遙控或 KK把手的手動分閘操作使開關(guān)分閘時，KKJ的復(fù)歸線圈得電，使動作線圈失電，事故總信號回路中的KKJ開接點斷開，此時雖然開關(guān)是分閘，TWJa、TWJb、TWJc均為閉合狀態(tài)，事故總回路由于KKJ開接點的斷開而依然不導(dǎo)通，不發(fā)出事故總信號。

當(dāng)正常運行時出現(xiàn)某一故障時，相應(yīng)的保護裝置正確動作，使TJ接點閉合，經(jīng)過開關(guān)的輔助接點起動跳閘線圈，跳開故障相開關(guān)，此時，KKJ的復(fù)歸線圈不得電，事故總信號回路中的KKJ開接點保持閉合，而此時開關(guān)已斷開，TWJa、TWJb、TWJc接點閉合，從而事故總回路導(dǎo)通，經(jīng)過測控裝置至后臺監(jiān)控機，發(fā)出事故總信號。而開關(guān)出現(xiàn)偷跳時，KKJ開接點保持閉合，TWJ中相關(guān)相別的開關(guān)接點閉合，也能發(fā)出事故總信號[6]。

3.2 潛在不足

不對應(yīng)方式起動事故總通過硬件電路的邏輯，能夠正確反映開關(guān)因故障跳閘和偷跳，符合現(xiàn)場生產(chǎn)實際，所以在變電站中多采用此種方式。根據(jù)上述原理，該方式事故總具有自保持功能，需要運行人員進行人工復(fù)歸。當(dāng)前運行人員進行事故總復(fù)歸，主要通過再一次控分開關(guān)來實現(xiàn)，由于當(dāng)前變電站改造的不完全，設(shè)備型號較為復(fù)雜，部分變電站開關(guān)的控分操作不能在后臺上進行操作，需在測控裝置上通過 KK把手進行，而根據(jù)組屏結(jié)構(gòu)，某些線路保護屏上含有多條線路開關(guān)的測控裝置，雖然用顯眼的標(biāo)識標(biāo)出，但仍然存在誤操作的風(fēng)險。

2013年某日夜間，某220kV變電站35kV某線路發(fā)生跳閘事故，運行人員迅速趕到現(xiàn)場進行事故處理。由于變電站改造不徹底，該線路開關(guān)只能在測控屏上操作，而測控屏上有3條線路的測控裝置。當(dāng)進行到事故總信號復(fù)歸操作時，運行人員由于疲倦眼花，誤將同屏的另一條正常運行的 35kV線路當(dāng)成故障線路，對其開關(guān)進行控分操作來復(fù)歸事故總信號，造成該正常運行的 35kV線路停電，丟失用電負荷。拋開人員責(zé)任，該站事故總復(fù)歸方式也是此次事故發(fā)生的原因之一。

4 改進的不對應(yīng)起動方式

針對不對應(yīng)起動事故總原理上存在的復(fù)歸時易造成誤操作的缺陷，提出了兩種改進方案，避免了復(fù)歸信號時控分開關(guān)誤操作的危險。

4.1 方案一：延時自動復(fù)歸

該方案在原有不對應(yīng)方式起動事故總回路的基礎(chǔ)上，對回路進行調(diào)整，并結(jié)合軟件完善事故總信號。

如圖4所示，先采用原不對應(yīng)方式起動事故總的原理產(chǎn)生間隔事故信號（即開關(guān)事故跳閘信號），然后將其接入相應(yīng)的測控裝置中，通過軟件生成該間隔的事故動作信號，并定義為間隔測控電笛位信號，再將各間隔的測控電笛位信號接入遠動系統(tǒng)進行邏輯或運算合并成事故總信號，并將該信號保持10s后復(fù)歸[2]。

該方案繼承了不對應(yīng)方式起動事故總的原理，能夠正確地反映開關(guān)的事故跳閘和偷跳情形，并且采用自動復(fù)歸事故總的方式，省去了運行人員復(fù)歸事故總的操作，避免了復(fù)歸事故總時發(fā)生誤操作，降低了事故發(fā)生的概率。

4.2 方案二：專設(shè)復(fù)歸回路

該方案在原有不對應(yīng)方式起動事故總的基礎(chǔ)上，在事故總信號回路增設(shè)了復(fù)歸繼電器FGJ及相應(yīng)常開接點，如圖5所示。

其中，在手跳回路并聯(lián)復(fù)歸繼電器FGJ常開接點，并增設(shè)有復(fù)歸按鈕盒復(fù)歸繼電器組成的復(fù)歸回路。當(dāng)變電站發(fā)出事故總信號時，合后繼電器KKJ動作線圈得電，KKJ常開接點閉合，TWJ相應(yīng)相別接點閉合。進行事故總復(fù)歸時，按下復(fù)歸按鈕FG，復(fù)歸繼電器FGJ線圈得電，與手跳回路并聯(lián)的常開接點FGJ閉合，導(dǎo)通KKJ復(fù)歸線圈，KKJ常開接點斷開，事故總信號回路斷開，信號得到復(fù)歸。

該方案并沒有對原有的事故總起動回路作任何改變，只是增設(shè)了專門的獨立復(fù)歸回路，這樣在進行復(fù)歸時，只需按下復(fù)歸按鈕而不是重新控分開關(guān)，避免了誤操作的可能，保障了事故處理時的操作的安全性和正確性。

5 結(jié)論

變電站事故總信號，作為變電站送至監(jiān)控、調(diào)度的反映變電站設(shè)備運行狀態(tài)的一個重要信號，尤其是在變電站無人值守大環(huán)境中，事故總信號可以讓運行人員簡單明了地了解變電站設(shè)備的故障發(fā)生大致情況，因而其在電力生產(chǎn)中起著舉足輕重的作用[7]。事故總信號實現(xiàn)方式的不同，影響著事故總信號的正確性和完善性，同時還影響事故總復(fù)歸等操作的具體步驟。本文針對目前的變電站事故總信號的實現(xiàn)方式及其存在的問題進行了分析，并結(jié)合具體隱患，提出了改進方案和措施。但由于各變電站設(shè)備型號的多樣化，進行改造的難度也相差各異，生產(chǎn)中應(yīng)結(jié)合變電站實際進行相應(yīng)的改進，以保障變電站安全、穩(wěn)定地運行。

[1] 裴敬生，王偉. 綜自系統(tǒng)事故總的合成方式及問題分析[J]. 科技與企業(yè), 2012(24): 331.

[2] 王媛婷，郭志彬. 變電站調(diào)度事故總信號改進方案[J]. 電力與電工, 2012(4): 86-88.

[3] 朱駿. 變電站監(jiān)控系統(tǒng)事故總信號解決方案探討[J].電力自動化設(shè)備, 2007(1): 112-114.

[4] 徐于海，干銀輝. 變電站自動化系統(tǒng)中事故總信號現(xiàn)狀及問題[J]. 江蘇電機工程, 2004(2):62-63.

[5] 芮麗娟. 110kV南渡變無人值班改造中事故總信號的實現(xiàn)[J]. 機電信息, 2009(36): 183.

[6] 郝春赫，容春艷. CZX12R1操作箱事故總回路誤起動原因分析[J]. 河北工程技術(shù)高等?？茖W(xué)校學(xué)報,2011(4): 30-33.

[7] 孟偉. 關(guān)于升壓站 NCS遠動事故總信號的探討[J].科技視界, 2012(30): 113, 117.

The Implementation and Improvement of Substation General Fault Signal

Rao Wei
(Maintenance Branch of Jiangsu Electric Power Company, Changzhou, Jiangsu 213000)

This paper analyzes diverse implementations of substation general fault signals and compares their advantages and shortcomings. Regarding to the easily misoperation drawbacks in the implementation of substation fault signal adopting the non-correspondence method currently, two effective solutions are proposed correspondingly. And they intensively guarantee the security of reset operation of substation general fault signal and strongly improve the stability of monitoring system.

substation; general fault; non-correspondence method

饒 威（1988-），男，湖北鄂州市人，碩士研究生，500kV 變電站值班員，主要研究方向為電力系統(tǒng)自動化。