數(shù)字化變電站保護壓板操作的影響因素及處理措施

郭素梅，高新強，韓曉雯

(1.邯鄲供電公司，河北 邯鄲 056002；2.華北電力大學(xué)，北京 102206)

1 概述

數(shù)字化變電站是智能化電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)，數(shù)字化變電站二次設(shè)備全部基于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的微處理機設(shè)計制造，設(shè)備間的連接全部采用高速網(wǎng)絡(luò)通信，用GOOSE網(wǎng)絡(luò)信號代替了智能設(shè)備間的硬接線通信方式，簡化了二次系統(tǒng)接線。同時變電站實現(xiàn)無人值班是電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展與運行管理改革的趨勢，變電站無人值班要求變電站的設(shè)備安全、可靠、可控、可知，并且具備完整的保護遠方遙控功能，這樣有利于監(jiān)控人員在保護裝置發(fā)生異常的情況下對保護信息做出正確分析，并采取防止發(fā)生電網(wǎng)事故的措施，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

邯鄲名府220 kV變電站作為河北省南部電網(wǎng)第一座按照無人值班要求設(shè)計的數(shù)字化變電站，取消了保護屏上所有保護功能、跳閘出口硬壓板，采用通過保護裝置的數(shù)據(jù)通信接口接至遠動機，由后臺監(jiān)控系統(tǒng)或集控監(jiān)控系統(tǒng)實施遙控操作的軟壓板。軟壓板名稱、投入退出狀態(tài)與常規(guī)綜合自動化變電站硬壓板作用相同，能夠滿足運行方式的需要，經(jīng)過1年多試運行，取得了良好的運行效果。

2 數(shù)字化變電站保護壓板的特點

a. 數(shù)字化變電站保護屏取消了硬壓板設(shè)置，保護功能和跳閘出口投入或退出均通過后臺或集控監(jiān)控系統(tǒng)遠方遙控軟壓板來實現(xiàn)。軟壓板是保護裝置設(shè)置的控制字，避免了硬壓板因連片接觸不良或兩端存在電壓，可能造成保護誤動或拒動。它和硬壓板作用一樣，僅實現(xiàn)投入和退出(1和0)2個狀態(tài)，但沒有硬壓板直觀。

b. 后臺或集控監(jiān)控系統(tǒng)通過保護數(shù)據(jù)口報文發(fā)遙控命令，修改保護內(nèi)部控制字，實現(xiàn)保護功能投入或退出。當(dāng)保護壓板狀態(tài)發(fā)生變化時，保護裝置液晶屏和監(jiān)控系統(tǒng)將發(fā)出遙信變位告警，以便通知運行人員及時核對相應(yīng)狀態(tài)。

c. 監(jiān)控系統(tǒng)中軟壓板和保護裝置內(nèi)部壓板構(gòu)成聯(lián)動方式，即監(jiān)控系統(tǒng)軟壓板和相應(yīng)保護裝置內(nèi)壓板一一對應(yīng)，在監(jiān)控系統(tǒng)或保護裝置內(nèi)任一處操作，即可完全斷開相應(yīng)回路，消除寄生回路，MMS網(wǎng)線是各智能電子設(shè)備與后臺監(jiān)控系統(tǒng)交換實時數(shù)據(jù)和監(jiān)控信息的橋梁。

d. 各保護室配置保護信息交換機，接入并實現(xiàn)各保護信息的規(guī)約轉(zhuǎn)換，交換機通過串口與監(jiān)控系統(tǒng)相連。監(jiān)控系統(tǒng)通過與保護信息交換機通信，按保護裝置提供的規(guī)約和協(xié)議、應(yīng)用信息定義，實現(xiàn)與保護信息的數(shù)據(jù)通信，獲得各類保護信息，并對保護壓板實現(xiàn)遙控功能。

e. 智能終端中設(shè)置保護跳閘出口、檢修狀態(tài)壓板，在GOOSE報文中帶有裝置“檢修狀態(tài)“位，接收GOOSE報文的智能設(shè)備檢查報文與自身裝置“檢修狀態(tài)”位的一致性，一致則動作，不一致則不動作，只做事件記錄和狀態(tài)顯示，可用于GOOSE檢查,大大提高了全站的自動化水平。

3 保護壓板使用中易發(fā)生的問題

a. 邯鄲名府220 kV變電站運行過程中，保護遙控監(jiān)控系統(tǒng)通過保護數(shù)據(jù)報文發(fā)遙控命令，與保護開入回路組成邏輯回路。是否允許保護遠方操作受“遠方/就地”投切開關(guān)影響，當(dāng)切至“就地”時，只能由檢修人員修改保護裝置軟壓板，切至“遠方”時，運行人員可以通過監(jiān)控系統(tǒng)遙控操作軟壓板。遙控操作軟壓板回路由于受監(jiān)控系統(tǒng)運行情況、MMS網(wǎng)絡(luò)、開關(guān)遠方就地切換開關(guān)等影響，造成無法遠方操作軟壓板。

b. 在檢修試驗中，保護壓板的操作沒有硬壓板直觀方便，檢修設(shè)備跳運行設(shè)備二次回路無法做防范措施，可能會造成誤投退保護。

c. 智能終端內(nèi)的“GOOSE測試硬壓板”、保護裝置的“檢修狀態(tài)軟壓板”在運行中狀態(tài)不一致，可能造成保護拒動。

4 影響保護壓板操作的因素及處理措施

傳統(tǒng)變電站二次保護屏柜的端子排之間采用電纜連接，并在端子排和保護裝置間加裝壓板，可用高內(nèi)阻電壓表測量跳閘壓板兩端電位,退出保護壓板時有明顯的斷開點，方便做安全措施有效隔離，減少人為誤投退保護。與傳統(tǒng)變電站二次保護投退壓板相比，數(shù)字化變電站壓板需在后臺監(jiān)控系統(tǒng)操作，操作復(fù)雜且易受網(wǎng)絡(luò)等多種因素影響而發(fā)生誤退投或無法操作。

4.1 誤投退

4.1.1 后臺或監(jiān)控系統(tǒng)保護壓板圖元不規(guī)范

后臺監(jiān)控系統(tǒng)壓板無論在投入或斷開狀態(tài)，全部采用1種顏色圖元，不直觀，無明顯斷開點，操作時容易造成運行人員誤投退壓板。此情況可采取如下處理措施。

正常操作時，遙控操作保護壓板應(yīng)填寫操作票，2人操作，認(rèn)真執(zhí)行監(jiān)護復(fù)誦制度。在后臺或監(jiān)控系統(tǒng)中，壓板狀態(tài)圖元增加投入和退出拓?fù)涔δ?，顏色隨著投入或退出狀態(tài)而變化，壓板圖元顯示紅色且連接表示在投入狀態(tài)，圖元顯示綠色且斷開表示在斷開狀態(tài)，標(biāo)識明確，一目了然，可有效防止運行人員誤操作。

4.1.2 工作溝通不當(dāng)

檢修試驗中，在后臺監(jiān)控系統(tǒng)操作退出220 kV分路啟動失靈壓板、檢修主變壓器聯(lián)跳運行母聯(lián)斷路器壓板后，在檢修的間隔保護、主變壓器保護屏、后臺監(jiān)控系統(tǒng)無法做安全措施，可能造成運行或檢修人員誤投壓板，造成誤跳運行斷路器。

檢修人員可在作業(yè)指導(dǎo)書中將檢修設(shè)備跳運行斷路器保護壓板列為危險控制點，在保護屏處設(shè)明顯提示標(biāo)志，設(shè)“禁止投入”掛牌提示運行人員嚴(yán)禁操作退出檢修設(shè)備跳運行開關(guān)壓板，防止運行人員誤投后臺監(jiān)控系統(tǒng)軟壓板，造成保護人員誤傳動運行斷路器。后臺或集控監(jiān)控系統(tǒng)中實現(xiàn)在壓板投退中出現(xiàn)誤操作時系統(tǒng)會發(fā)出告警和語音提示功能，可有效確保保護壓板操作的正確性。

4.2 無法操作

4.2.1 監(jiān)控系統(tǒng)壓板與保護壓板實際位置不一致

根據(jù)IEC 61850通信協(xié)議，數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)采用分層、分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由站控層、間隔層和過程層三部分組成。在檢修試驗過程中，檢修試驗作業(yè)主要集中在間隔層和過程層，智能設(shè)備檢修試驗后光纖的恢復(fù)是否正常，另外受MMS網(wǎng)線影響，保護裝置內(nèi)“GOOSE投退”置于禁止?fàn)顟B(tài)，造成后臺監(jiān)控系統(tǒng)無法操作軟壓板。

加強操作軟壓板職責(zé)分工，運行人員進行保護裝置與后臺監(jiān)控系統(tǒng)壓板的一致性驗收，后臺監(jiān)控系統(tǒng)按間隔壓板明細(xì)驗收表進行投退，檢修人員核對保護裝置動作行為正確與否。當(dāng)后臺監(jiān)控系統(tǒng)無法操作軟壓板時，重點檢查MMS網(wǎng)線通信是否正常,必要時進行GOOSE斷鏈驗收，驗收時需重啟智能設(shè)備。保護裝置檢修試驗后，驗收裝置內(nèi)部的“GOOSE投退”置于允許狀態(tài)，并重啟保護裝置，檢驗光纖連接正常，重新刷新后臺監(jiān)控系統(tǒng)。

4.2.2 保護軟件升級

保護裝置軟件升級、配置文件發(fā)生變化，造成后臺監(jiān)控系統(tǒng)無法操作軟壓板。

保護裝置升級后，必須確認(rèn)全站SCD文件、各智能電子設(shè)備CID和ICD文件、交換機配置文件的正確性。單個智能裝置的軟件升級不能改變裝置的配置文件，如確需改動的必須經(jīng)保護管理部門批準(zhǔn)，同時改變?nèi)镜呐渲梦募?。保護裝置軟件升級、配置文件發(fā)生變化后，必須重啟相關(guān)智能裝置，并且在后臺監(jiān)控系統(tǒng)進行全面壓板操作核對。

4.2.3 間隔信號復(fù)歸功能不完善

恢復(fù)保護測控裝置告警信號，后臺監(jiān)控系統(tǒng)信號不隨之消失，同時后臺監(jiān)控系統(tǒng)具備強制復(fù)歸功能，無論智能裝置信號狀態(tài)如何，后臺監(jiān)控系統(tǒng)都能通過強制復(fù)歸相關(guān)告警信息，這樣造成智能裝置檢修試驗后光纖連接錯誤，光纖通道異常，不能從后臺監(jiān)控系統(tǒng)正確判斷，通過后臺監(jiān)控系統(tǒng)操作軟壓板保護裝置沒有反應(yīng)。

驗收智能終端裝置時，需重啟相關(guān)智能裝置，確保光纖連接正常，后臺監(jiān)控系統(tǒng)軟壓板能夠正常操作。在后臺監(jiān)控系統(tǒng)復(fù)歸信號前，必須檢查保護裝置面板各種信號燈正常后，方可遠方復(fù)歸。

4.2.4 智能設(shè)備硬件故障

測控、保護裝置硬件損壞，MAC地址發(fā)生改變，造成后臺監(jiān)控系統(tǒng)和智能裝置之間不能互相操作保護壓板，測控、保護裝置或后臺監(jiān)控系統(tǒng)感染病毒。

更換智能電子設(shè)備硬件后，確認(rèn)MAC地址是否改變，如果MAC地址發(fā)生改變，必須變動相關(guān)配置文件，并傳動正常，驗收時檢查后臺監(jiān)控系統(tǒng)保護壓板和保護裝置內(nèi)部保護壓板控制字相對應(yīng)。加強廠家人員管理，調(diào)試用設(shè)備做到專機專用。嚴(yán)禁在后臺監(jiān)控系統(tǒng)安裝非法程序，嚴(yán)禁插入來源不明的移動存儲設(shè)備，并做好容災(zāi)措施。

4.2.5 后臺監(jiān)控系統(tǒng)故障

后臺監(jiān)控系統(tǒng)重復(fù)下達不同指令，后臺監(jiān)控系統(tǒng)死機; 后臺監(jiān)控系統(tǒng)主機、備機同在1套保護裝置的界面進行操作，造成保護裝置不能正確執(zhí)行指令。后臺監(jiān)控系統(tǒng)與各智能設(shè)備通信中斷，保護裝置進行傳動試驗后，無法保證后臺監(jiān)控系統(tǒng)軟壓板與保護裝置內(nèi)部軟壓板的一致性，后臺監(jiān)控系統(tǒng)不能進行有效操作。

后臺監(jiān)控系統(tǒng)重復(fù)下達不同操作指令，前一指令未被執(zhí)行或取消，后一指令又下達，將會造成后臺監(jiān)控系統(tǒng)死機。避免主、備監(jiān)控系統(tǒng)同時進行遙控操作，要求在主機上優(yōu)先執(zhí)行遙控操作，當(dāng)主機故障時，可自動切換備機監(jiān)控系統(tǒng)運行，可進行遙控操作，列入現(xiàn)場規(guī)程。后臺監(jiān)控系統(tǒng)通信恢復(fù)后，必須重啟保護裝置，刷新后臺監(jiān)控系統(tǒng)畫面，保護壓板重新對位。

5 結(jié)束語

通過邯鄲名府220 kV數(shù)字化變電站運行情況及檢修試驗，了解了保護壓板可能存在的誤操作和無法操作的問題，積累了部分確保保護壓板正常運行的經(jīng)驗。隨著智能化變電站推廣應(yīng)用，保護軟壓板將被廣泛使用，但是二次設(shè)備的建模和通信傳輸沒有標(biāo)準(zhǔn)可以借簽，這就需要在實踐中不斷積累保護壓板正常運行的技術(shù)與管理經(jīng)驗，適應(yīng)變電站無人值班的需求，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行。