李德金，張煥云，劉 源，龐占東(國網(wǎng)山東省電力公司德州供電公司，山東 德州 253074)

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智能變電站合并單元與保護(hù)裝置閉鎖關(guān)系分析

李德金，張煥云，劉 源，龐占東
(國網(wǎng)山東省電力公司德州供電公司，山東 德州 253074)

〔摘 要〕以某電力公司330 kV變電站全停事故發(fā)生的原因?yàn)榍腥朦c(diǎn)，分析了在3種運(yùn)行方式下，智能變電站合并單元檢修狀態(tài)硬壓板與保護(hù)裝置接收軟壓板間的配合關(guān)系，明確了閉鎖關(guān)系形成的條件，探討了解除這種閉鎖關(guān)系的方法，最后總結(jié)了220 kV及以下電壓等級智能變電站中存在的典型解鎖操作步驟。

〔關(guān)鍵詞〕智能變電站；合并單元；檢修狀態(tài)壓板；SV接收軟壓板；解鎖

0 引言

近年來，隨著電力技術(shù)的飛速發(fā)展、電網(wǎng)規(guī)模的加速擴(kuò)大，電網(wǎng)的智能化水平連年提升，傳統(tǒng)保護(hù)裝置逐漸被智能保護(hù)裝置所替代。智能保護(hù)裝置相較于傳統(tǒng)保護(hù)裝置出現(xiàn)了一種非常顯著的變化：硬壓板明顯減少，軟壓板顯著增多。正是這種變化給保護(hù)功能的投退帶來了巨大的改變，如果依然按照老方法老思路操作新設(shè)備，勢必會帶來巨大安全風(fēng)險(xiǎn)，甚至直接造成惡劣的電網(wǎng)事故。

2014年10月，某電力公司330 kV變電站發(fā)生了全站停電事故，經(jīng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)造成此次事故的原因是：某合并單元裝置檢修狀態(tài)硬壓板投入，而Ⅰ線保護(hù)裝置上相應(yīng)的SV接收軟壓板也在投入位置，構(gòu)成了保護(hù)閉鎖關(guān)系。當(dāng)Ⅰ線線路發(fā)生接地故障時，保護(hù)拒動，進(jìn)而導(dǎo)致事故擴(kuò)大，全站停電。下文結(jié)合這個案例，分析存在于智能設(shè)備中的合并單元與保護(hù)裝置之間閉鎖關(guān)系的形成條件及其解鎖操作步驟。

1 合并單元與保護(hù)裝置之間的配合關(guān)系

該330 kV變電站Ⅰ線間隔的配置如圖1所示，虛線以下為一次設(shè)備區(qū)，虛線以上為二次設(shè)備區(qū)。一次設(shè)備為3/2接線方式，3321，3320，3322斷路器串接在一起，連接Ⅰ母線與Ⅱ母線。Ⅰ線自3321，3320斷路器之間接出。二次設(shè)備區(qū)包括合并單元、保護(hù)裝置等。合并單元上有一個特殊的硬壓板——檢修狀態(tài)壓板，當(dāng)合并單元本體檢修時，該壓板投入；另外，保護(hù)裝置上還有一種特殊的軟壓板——SV接收軟壓板，它與每個合并單元都是一對一的關(guān)系，用以向保護(hù)裝置傳輸合并單元發(fā)來的信息。

圖1　330 kV永武｜線間隔設(shè)備配置

根據(jù)斷路器、合并單元的停電對保護(hù)裝置采集電流量的影響，將設(shè)備的狀態(tài)分為如下3種情況。

(1) 第1種情況：正常運(yùn)行方式下，斷路器、合并單元均處于正常運(yùn)行狀態(tài)。對于Ⅰ線，即3320，3321斷路器及其合并單元均處于運(yùn)行狀態(tài)。合并單元的檢修狀態(tài)壓板均處于停用(斷開)位置，SV接收軟壓板均處于投入(接通)位置。

此時斷路器、合并單元正常運(yùn)行狀態(tài)下的電流關(guān)系如圖2所示。由一次部分可知，Ⅰ線的線路電流I由流經(jīng)3321斷路器的I1與流經(jīng)3320斷路器的I2共同提供。再由二次部分可知，I1經(jīng)CT、電纜進(jìn)入3321合并單元，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)3321 SV接收軟壓板送入保護(hù)裝置；I2也按照同樣原理送入保護(hù)裝置。這樣保護(hù)裝置采集到的電流與其一次的實(shí)際線路電流相一致，保護(hù)裝置正常運(yùn)行。此時如果Ⅰ線線路出現(xiàn)故障，保護(hù)能夠正常動作，跳開3321斷路器和3320斷路器，將故障點(diǎn)隔離。

圖2　斷路器、合并單元正常運(yùn)行狀態(tài)下的電流關(guān)系

圖3　斷路器停電、合并單元運(yùn)行狀態(tài)下的電流關(guān)系

(2) 第2種情況：1臺斷路器停電檢修，其合并單元仍然正常運(yùn)行。此時斷路器停電、合并單元運(yùn)行狀態(tài)下的電流關(guān)系如圖3所示。通過一次部分可知，Ⅰ線的線路電流I由流經(jīng)3321斷路器的I1單獨(dú)提供。再由二次部分可知，I1依然經(jīng)原路徑送入保護(hù)裝置。對于處于運(yùn)行狀態(tài)的3320合并單元，在沒有實(shí)際一次電流輸入的情況下，默認(rèn)輸出一個0值，經(jīng)3320 SV接收軟壓板送入保護(hù)裝置。這樣保護(hù)裝置采集到的電流與其一次的實(shí)際線路電流也是一致的，保護(hù)裝置也能正常運(yùn)行。此時如果Ⅰ線線路發(fā)生故障，保護(hù)能夠正常動作跳開3321斷路器，將故障點(diǎn)隔離。

通過上述2種情況的分析，可以得出結(jié)論1：不論一次設(shè)備是否停電，只要合并單元與保護(hù)裝置均在運(yùn)行狀態(tài)下，合并單元的檢修狀態(tài)壓板在停用位置、對應(yīng)保護(hù)裝置的SV接收軟壓板在投入位置，相應(yīng)保護(hù)裝置就能正常工作。

(3) 第3種情況：1臺斷路器停電檢修，其合并單元也隨之停電檢修，3320合并單元的檢修狀態(tài)壓板相應(yīng)變換為投入位置，但3320 SV接收軟壓板未相應(yīng)退出。此時斷路器停電、其合并單元也停電檢修狀態(tài)下的電流關(guān)系如圖4所示。I1依然經(jīng)原路徑送入保護(hù)裝置。對于處于檢修狀態(tài)的3320合并單元，因其檢修狀態(tài)壓板的投入，會將“檢修”標(biāo)志的信息通過3320 SV接收軟壓板送入保護(hù)裝置。保護(hù)裝置接收到這個“檢修”標(biāo)志信息后，經(jīng)與自身的“運(yùn)行”狀態(tài)對比，發(fā)現(xiàn)二者不一致，即判斷3320合并單元裝置異常，并發(fā)出保護(hù)裝置異常信號，閉鎖自身保護(hù)功能，以防止誤動作。Ⅰ線故障時的一、二次運(yùn)行方式即如此。所以，當(dāng)Ⅰ線發(fā)生接地故障，保護(hù)不會動作，3321斷路器無法跳開，故障不能切除，勢必造成事故擴(kuò)大。這就是該變電站全停事故發(fā)生的根本原因。

通過對第3種情況的分析，可以得出結(jié)論2：合并單元的檢修狀態(tài)壓板在投入位置、對應(yīng)保護(hù)裝置的 SV接收軟壓板在投入位置，保護(hù)裝置功能被閉鎖。

2 解除閉鎖關(guān)系，恢復(fù)保護(hù)正常運(yùn)行的方法

通過上述分析可以看出，保護(hù)裝置之所以會功能閉鎖，是因?yàn)楹喜卧摹皺z修”標(biāo)志信息送入了保護(hù)裝置。因此應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┗虿僮鳎袛嘣摵喜卧cⅠ線保護(hù)裝置之間的聯(lián)系，解除“檢修”標(biāo)志信息對保護(hù)的閉鎖。

圖4　斷路器停電、其合并單元也停電檢修狀態(tài)下的電流關(guān)系

由圖4可知，連接合并單元與保護(hù)裝置的關(guān)鍵部件是保護(hù)裝置上的SV接收軟壓板，其起到了接收合并單元信息，并將信息傳送給保護(hù)裝置的作用。如果將該壓板退出，就切斷了“檢修”標(biāo)志信息的傳輸通道，保護(hù)裝置只能接收到3321合并單元送來的電流量I1，與一次線路上的流通電流一致，保護(hù)功能恢復(fù)正常。在線路出現(xiàn)故障時，能迅速跳開3321斷路器，將故障點(diǎn)隔離。

由此可得出結(jié)論3：如果單一合并單元進(jìn)入檢修狀態(tài)，但依賴該合并單元獲取電流量的保護(hù)仍需正常運(yùn)行，則應(yīng)該將該保護(hù)裝置上對應(yīng)合并單元的SV接收軟壓板退出。

獲取來自合并單元電流信息的SV接收軟壓板，在不同型號的智能保護(hù)裝置上，軟壓板名稱也各不相同。比如：在NSR-378S型主變保護(hù)裝置上的名稱為 “某側(cè)電流通道投退壓板”；在WMH-800B型母差保護(hù)裝置上的名稱為“某側(cè)元件投入軟壓板”；在CSC-150/E型母差保護(hù)裝置上的名稱為“某MU軟壓板”。

3 合并單元檢修時涉及的解鎖操作步驟

首先將能夠提供電流量的合并單元按間隔類型分類，然后分析出每一類合并單元都需要向哪些保護(hù)提供電流量，最后依據(jù)結(jié)論3來確定將這些保護(hù)上的哪塊壓板停用或退出。

（1） 對合并單元進(jìn)行分類。智能變電站中220 kV及以下電壓等級的主流接線方式，有雙母線接線方式和內(nèi)橋接線方式。雙母接線方式中，合并單元按間隔類型分為：主變間隔合并單元、出線間隔合并單元、母聯(lián)間隔合并單元。內(nèi)橋接線方式中，合并單元按間隔類型分為：出線間隔合并單元、內(nèi)橋間隔合并單元。因此，主流的合并單元可分為主變間隔合并單元、出線間隔合并單元、母聯(lián)-主變間隔合并單元和內(nèi)橋出線間隔合并單元4類。

(2) 分析每一類型合并單元需要向哪些保護(hù)提供電流量。

① 主變間隔合并單元需向主變保護(hù)、母差保護(hù)提供電流量。

② 出線間隔合并單元需向線路保護(hù)、母差保護(hù)提供電流量；內(nèi)橋接線方式下還需向主變保護(hù)提供電流量。

③ 母聯(lián)間隔合并單元需向母聯(lián)保護(hù)、母差保護(hù)提供電流量。

④ 內(nèi)橋間隔合并單元需向主變保護(hù)提供電流量。

(3) 依據(jù)結(jié)論3，當(dāng)某一類型的合并單元停電檢修(檢修狀態(tài)壓板置投入位置)時，應(yīng)將其對應(yīng)的保護(hù)裝置上的SV接收軟壓板停用，使二者正確匹配，實(shí)現(xiàn)解鎖(防止誤閉鎖)操作。

4 結(jié)束語

該330 kV變電站Ⅰ線事故教訓(xùn)慘痛，智能變電站運(yùn)維更應(yīng)從細(xì)處著手，加大培訓(xùn)力度，提升運(yùn)維人員專業(yè)水準(zhǔn)；加快掌握智能保護(hù)原理，正確投退軟、硬壓板；加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)控，確保電網(wǎng)、設(shè)備安全可靠運(yùn)行。

李德金(1987-)，男，高級技師，主要從事變電運(yùn)維專業(yè)工作，email：568298969@qq．com。

張煥云(1988-)，男，技師，主要從事輸電線路運(yùn)維、管理專業(yè)工作。

劉 源(1979-)，男，高級技師，主要從事變電運(yùn)維專業(yè)工作。

龐占東(1970-)，男，高級技師，主要從事變電運(yùn)維專業(yè)工作。

強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)管控 提升本質(zhì)安全水平

1月26日，南方電網(wǎng)公司召開2016年安全生產(chǎn)工作視頻會議，貫徹落實(shí)全國安全生產(chǎn)工作會議、全國電力安全生產(chǎn)工作會議和公司2016年工作會議精神，總結(jié)工作，分析形勢，部署2016年任務(wù)。公司總經(jīng)理、黨組副書記曹志安出席會議并講話，副總經(jīng)理江毅作安全生產(chǎn)工作報(bào)告。

2015年，公司保持了安全生產(chǎn)良好局面。全系統(tǒng)沒有發(fā)生設(shè)備和電力安全事故、對社會和公司造成重大不良影響的安全事件，主要生產(chǎn)運(yùn)行指標(biāo)持續(xù)向好。

對于公司2016年的安全生產(chǎn)工作，曹志安強(qiáng)調(diào)了5個方面的要求：堅(jiān)持以人為本，落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制；堅(jiān)持風(fēng)險(xiǎn)管控，牢牢守住電網(wǎng)安全穩(wěn)定生命線；細(xì)化管控措施，提升設(shè)備健康水平；強(qiáng)化底線思維，夯實(shí)安全基礎(chǔ)；加強(qiáng)內(nèi)外聯(lián)動，切實(shí)做好隱患排查治理。曹志安還對春節(jié)前后保供電工作進(jìn)行部署，要求各單位嚴(yán)格落實(shí)崗位責(zé)任制，做好電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測與供電安排，加強(qiáng)人員密集場所的供電安全檢查，尤其要對農(nóng)村配網(wǎng)線路老化及低電壓臺區(qū)變壓器過載等問題進(jìn)行清理和整治，做好應(yīng)急搶修各項(xiàng)準(zhǔn)備工作和輿論引導(dǎo)，強(qiáng)化特殊重要場所的保供電工作。

江毅充分肯定了2015年公司安全生產(chǎn)工作取得的成績，分析了當(dāng)前存在的問題和風(fēng)險(xiǎn)，并提出了公司2016年的工作思路和目標(biāo)。

（來源：南方電網(wǎng)報(bào) 2016-01-29）

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收稿日期：2015-08-23。