高彥軍

（國網(wǎng)河南省電力公司超高壓公司）

0 引言

斷路器作為電力系統(tǒng)中重要的電氣設(shè)備之一，在電力生產(chǎn)、傳輸和分配的各個(gè)過程中，是非常重要的控制和保護(hù)設(shè)備，主要有兩個(gè)作用：①正常情況下開斷、關(guān)合和承載運(yùn)行設(shè)備的空載及負(fù)荷電流。②在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)能與保護(hù)裝置和自動裝置相配合，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)承接、關(guān)合和開斷規(guī)定的故障電流。并聯(lián)電抗器作為電力系統(tǒng)中改善電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的無功補(bǔ)償裝置，其斷路器是否可靠運(yùn)行將直接影響電能的質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致電壓越限，影響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

1 基本情況

某500kV常規(guī)敞開式變電站，站內(nèi)分三個(gè)電壓等級，分別是500kV、220kV、35kV，其35kV母線分東母和西母，出現(xiàn)異常變位的某抗5斷路器運(yùn)行在35kV西母線上，異常前，該站設(shè)備均運(yùn)行正常，AVC系統(tǒng)在閉環(huán)狀態(tài)。2022年3月9日6時(shí)45分超高壓公司生產(chǎn)監(jiān)控指揮中心監(jiān)控班D5000系統(tǒng)（電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)）報(bào)出以下信息：

2022年3月9日6時(shí)45分20秒129毫秒，某站35kV某抗5分閘；

2022年3月9日6時(shí)45分20秒701毫秒，某站35kV某抗5合閘；

2022年3月9日6時(shí)50分18秒696毫秒，某站35kV某抗5分閘。

當(dāng)值監(jiān)控員發(fā)現(xiàn)35kV某抗5異常動作后，及時(shí)將該站 AVC 系統(tǒng)開環(huán)并通知站端和檢修人員進(jìn)行檢查。

2 異常變位分析

2.1 AVC系統(tǒng)動作分析

2.1.1 AVC系統(tǒng)簡介

自動電壓控制系統(tǒng)AVC（Automatic Voltage Control）是對全網(wǎng)無功電壓狀態(tài)進(jìn)行集中監(jiān)視和分析計(jì)算，從全局的角度對廣域分散的電網(wǎng)無功裝置進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化控制，是保持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定、提升電網(wǎng)電壓品質(zhì)和整個(gè)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平、提高無功電壓管理水平的重要技術(shù)手段。

2.1.2 AVC系統(tǒng)的基本原理

AVC系統(tǒng)的基本原理是與地區(qū)監(jiān)控中心主站平臺一體化設(shè)計(jì)，從高級應(yīng)用軟件PAS（Power Application Software）網(wǎng)絡(luò)建模獲取控制模型、從數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）獲取實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，根據(jù)電網(wǎng)無功電壓實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行在線分析和計(jì)算，通過SCADA遠(yuǎn)動通道下發(fā)遙控遙調(diào)指令，逐步逼近全網(wǎng)無功電壓潮流優(yōu)化狀態(tài)，是一個(gè)再分析、再決策逐次逼近的反饋閉環(huán)控制過程。

2.1.3 容抗器操作安全策略

有研究發(fā)現(xiàn)TPPU可減輕博萊霉素誘導(dǎo)的小鼠肺纖維化5],同時(shí)抑制肺內(nèi)炎癥反應(yīng)。而肺纖維化與ALI都存在一定的炎癥放大效應(yīng),因此,本研究嘗試探索TPPU是否也能減輕LPS誘導(dǎo)的ALI,并對其可能的機(jī)制進(jìn)行探討。實(shí)際上,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了我們最初的猜想,本研究觀察到采用TPPU抑制s EH活性,增加小鼠體內(nèi)EETs含量后,可減輕LPS誘導(dǎo)的小鼠ALI,其機(jī)制可能與抑制ALI小鼠肺組織TNF-α的表達(dá)有關(guān),從而為s EH抑制劑TPPU用于治療ALI提供了一定的思路和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

AVC系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)如下情況時(shí)，AVC系統(tǒng)會針對電容器、電抗器進(jìn)行閉鎖控制。①設(shè)備不參與控制（或不允許控制）；②設(shè)備關(guān)聯(lián)的保護(hù)動作；③設(shè)備連續(xù)2次控制拒動；④設(shè)備動作次數(shù)達(dá)到上限；⑤設(shè)備在上次周期動作投切過，即設(shè)備連續(xù)投切間隔不小于5min；⑥設(shè)備在冷備用狀態(tài)；⑦設(shè)備遠(yuǎn)方、就地把手在就地位置。

2.1.4 分析

AVC系統(tǒng)安全策略中針對容抗器有一條規(guī)定：設(shè)備在上次周期動作投切過，即設(shè)備連續(xù)投切間隔不小于5min，會閉鎖該斷路器，而某抗5第一次動作分閘到某抗5第二次動作合閘的時(shí)間差是572ms，小于上述安全策略規(guī)定的5min時(shí)限。也就是說，從AVC系統(tǒng)的安全策略上分析，AVC系統(tǒng)下發(fā)某抗5的跳閘指令，某抗5分閘動作后，AVC系統(tǒng)在5min之內(nèi)不會再次選擇某抗5斷路器，不會再次對某抗5下發(fā)合閘指令。查閱AVC主站端系統(tǒng)歷史指令得知：在某抗5分閘后，AVC系統(tǒng)沒有向站端下發(fā)抗5的合閘指令，因此，從AVC安全策略和AVC主站端歷史指令分析，某抗5在分閘后AVC系統(tǒng)并未下發(fā)某抗5再次合閘、分閘的遙控指令。

2.2 斷路器動作分析

該站35kV某抗5斷路器是戶外敞開式斷路器，該斷路器型號是LW30-72.5，廠家為山東泰開高壓開關(guān)有限公司，其操作機(jī)構(gòu)是CT-26彈簧機(jī)構(gòu)。該彈簧機(jī)構(gòu)在斷路器合閘位置時(shí)（分閘彈簧已儲能，合閘彈簧已釋放）對斷路器的合閘彈簧進(jìn)行儲能，并觸發(fā)“斷路器彈簧未儲能動作和復(fù)歸”的相關(guān)信號。查閱D5000系統(tǒng)和站端監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)文得知：某抗5在分閘后的異常合、分變位過程中并沒有觸發(fā)“斷路器彈簧未儲能動作和復(fù)歸”的相關(guān)信號，這表明某抗5斷路器在分閘后沒有進(jìn)行合閘，其操作機(jī)構(gòu)也未動作，沒有達(dá)到斷路器合閘彈簧的儲能條件。因此，從斷路器彈簧機(jī)構(gòu)的儲能條件以及未報(bào)出“斷路器彈簧未儲能動作和復(fù)歸”相關(guān)信號分析，某抗5在分閘后并未再次合閘、分閘。

2.3 保護(hù)裝置動作分析

該站35kV某5號電抗器配置的是保測一體機(jī)裝置，其保測裝置型號是PST -648U，廠家為南京自動化股份有限公司。查閱該站35kV某抗5的繼電保護(hù)定值單，得知35kV某5號電抗器配置并投入的保護(hù)是過流Ⅰ、Ⅱ段和過負(fù)荷保護(hù)，其具體信息如表1所示。查閱該站3號主變故障錄波繼電保護(hù)定值單，得知3號主變配置低壓側(cè)開關(guān)電流突變量啟動判據(jù)，其具體信息如表2所示。

表1 35kV某5號電抗器保護(hù)定值單

表2 3號主變故障錄波保護(hù)定值單

某抗5配置的保護(hù)是過流和過負(fù)荷保護(hù)，其動作邏輯都是致使某抗5斷路器跳閘，不是致使某抗5合閘，并且在某抗5異常變位時(shí)刻，D5000系統(tǒng)和站端監(jiān)控系統(tǒng)以及某抗5保測裝置上沒有報(bào)出相關(guān)保護(hù)動作信息，因此排除保護(hù)裝置誤動作造成某抗5的異常變位的可能。另外，35kV某抗5合閘后會產(chǎn)生730A的電流，作為35kV西母匯流斷路器的3號主變低壓側(cè)斷路器也同樣會增加730A的電流，這個(gè)電流值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于3號主變低壓側(cè)開關(guān)電流突變量啟動值，但是在某抗5異常變位時(shí)刻，D5000系統(tǒng)、站端監(jiān)控系統(tǒng)以及3號主變故障錄波系統(tǒng)均未報(bào)出故障錄波啟動的相關(guān)信號。因此，從保護(hù)裝置和3號主變故障錄波動作情況判斷分析，某抗5在分閘后并未再次合閘、分閘。

3 綜合分析

綜上所述，通過AVC系統(tǒng)的安全策略（設(shè)備在上次周期動作投切過，即設(shè)備連續(xù)投切間隔不小于5min）和AVC主站端沒有給站端下發(fā)某抗5合閘的歷史遙控指令以及某抗5斷路器機(jī)構(gòu)沒有觸發(fā)“斷路器彈簧未儲能動作和復(fù)歸”的相關(guān)信號（彈簧機(jī)構(gòu)在分閘彈簧已儲能，合閘彈簧已釋放，會啟動彈簧機(jī)構(gòu)的儲能回路）和某抗5保護(hù)裝置和3號主變故障錄波未啟動進(jìn)行綜合分析判斷，35kV某抗5在AVC系統(tǒng)下發(fā)分閘指令進(jìn)行分閘后，并未再次進(jìn)行合閘和分閘的動作。但是D5000系統(tǒng)和AVC系統(tǒng)以及站端監(jiān)控系統(tǒng)均收到了某抗5分閘后再次合閘分閘的遙信記錄，判斷是因保測裝置誤發(fā)遙信信號引起的，需要通過試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

4 試驗(yàn)驗(yàn)證

本次試驗(yàn)采用南自PSC641U保測裝置，把端子排正共端（＋57V）接入試驗(yàn)儀常開接口，再回到合位開入端子，試驗(yàn)儀閉合斷開常開接點(diǎn)模擬開關(guān)分合，用PS61850 CONNER工具監(jiān)視保測裝置。

61850（IEC61850是由IEC-國際電工標(biāo)準(zhǔn)委員會制定的一個(gè)應(yīng)用于變電站自動化系統(tǒng)的全新通信標(biāo)準(zhǔn)）通信上送主站方式有“主動上送”和“周期上送”等方式，當(dāng)人機(jī)界面HMI（Human Machine Interface）刷新數(shù)據(jù)庫時(shí)間大于周期上送時(shí)間時(shí)，由于周期查詢時(shí)HMI數(shù)據(jù)還是變位前的數(shù)據(jù)，與主動上送的位置不一致，導(dǎo)致遙信變位通過周期上送又上送一遍；當(dāng)HMI數(shù)據(jù)刷新過來后，周期查詢到HMI數(shù)據(jù)變化后，又將遙信上送一遍，具體過程如下：

發(fā)生遙信變位后，HMI通過主動上送隊(duì)列，告知61850庫發(fā)生變化，61850庫判斷遙信值發(fā)生變化（某抗5由合-分），上送第一次報(bào)告；

HMI沒有立刻刷新數(shù)據(jù)區(qū)時(shí)，61850庫周期查詢HMI數(shù)據(jù)區(qū)時(shí)，發(fā)現(xiàn)該遙信值仍是老值（某抗5合位），與新值（某抗5分位）不一致，上送第二次報(bào)告；

HMI刷新數(shù)據(jù)區(qū)后，該遙信值變位新值（某抗5分位），與61850庫的當(dāng)前值（某抗5合位）不一致，上送第三次報(bào)告。

5 監(jiān)控應(yīng)對措施及建議

針對變電站低容低抗斷路器異常變位的事件，監(jiān)控員及時(shí)通知運(yùn)維單位，并根據(jù)相關(guān)規(guī)程處理。

1）當(dāng)值監(jiān)控員上報(bào)調(diào)度，通知運(yùn)維單位，加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)控，做好相關(guān)操作準(zhǔn)備，采取相應(yīng)的措施。

2）當(dāng)值監(jiān)控員及時(shí)查看AVC系統(tǒng)，查看AVC系統(tǒng)運(yùn)行是否正常，并將異常變位斷路器AVC開環(huán)。

3）當(dāng)值監(jiān)控員聯(lián)系A(chǔ)VC系統(tǒng)廠家，調(diào)閱主站AVC后臺歷史數(shù)據(jù)，查看AVC系統(tǒng)下發(fā)遙控指令是否正確。

4）當(dāng)值監(jiān)控員通知運(yùn)維單位檢查站端監(jiān)控后臺、保護(hù)裝置、設(shè)備機(jī)構(gòu)，通過對遙測、遙信、保護(hù)信號以及機(jī)構(gòu)動作情況的綜合分析，判斷開關(guān)是否異常動作。

5）當(dāng)值監(jiān)控員將各類上報(bào)信息進(jìn)行匯總研判，得出相應(yīng)結(jié)論，并進(jìn)行相應(yīng)操作。如果確定是誤報(bào)信號，當(dāng)值監(jiān)控員將該斷路器AVC閉環(huán)，并通知相關(guān)專業(yè)人員查找誤報(bào)原因。如果確定是斷路器異常變位，當(dāng)值監(jiān)控員及時(shí)匯報(bào)調(diào)度，申請將該間隔轉(zhuǎn)檢修狀態(tài)，并通知相關(guān)專業(yè)人員查找斷路器異動原因。

6）為避免同類事件的再次發(fā)生，建議通過升級PST-640系列保測裝置平臺程序解決上述問題，平臺程序升級不影響保護(hù)邏輯、定值及模型。

6 結(jié)束語

通過上述試驗(yàn)得知，引起本次斷路器異常變位的原因是：某抗5斷路器分閘后，其位置信號通過“主動上送”和“周期上送”兩種形式進(jìn)行上送，由于某抗5保測裝置HMI數(shù)據(jù)庫未能及時(shí)刷新，引起信息重復(fù)上送，導(dǎo)致某抗5斷路器分閘后的異常變位情況。