淺談數(shù)字化變電站數(shù)據(jù)異常和檢修狀態(tài)對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響

陳哲

【摘 要】 本文通過(guò)介紹數(shù)字式保護(hù)跳閘方式、保護(hù)數(shù)據(jù)的校驗(yàn)機(jī)制，分析間隔退出而相關(guān)軟壓板未對(duì)應(yīng)退出時(shí)、差動(dòng)保護(hù)支路電流通道數(shù)據(jù)異常時(shí)和投檢修狀態(tài)時(shí)對(duì)母線保護(hù)和變壓器差動(dòng)保護(hù)的影響，得到數(shù)字化變電站數(shù)據(jù)異常和檢修狀態(tài)對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響的結(jié)論，針對(duì)置檢修狀態(tài)和SV鏈路異常時(shí)，分別提出了處理辦法，使差動(dòng)保護(hù)在特殊狀態(tài)下正常運(yùn)行，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】 數(shù)字化保護(hù) 差動(dòng)保護(hù) 安全運(yùn)行 跳閘方式

數(shù)字化保護(hù)有別于常規(guī)保護(hù)的地方除了直接接入電壓、電流數(shù)字量，而不是模擬量外，更重要的是在整個(gè)采樣和邏輯處理機(jī)制上的防誤閉鎖措施。通過(guò)保護(hù)裝置SV接收鏈路異常和間隔檢修狀態(tài)時(shí)，正常處置，隔離異常裝置，保證差動(dòng)保護(hù)正常運(yùn)行。

1 數(shù)字式保護(hù)跳閘方式

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是智能變電站的“神經(jīng)系統(tǒng)”，其可靠性和實(shí)時(shí)性直接決定了變電站系統(tǒng)的可用性。智能變電站保護(hù)跳閘實(shí)現(xiàn)方式主要有三種：第一種是直采直跳方式（即保護(hù)采樣值及跳閘信號(hào)采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接方式），第二種是直采網(wǎng)跳方式（即保護(hù)采樣值采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接方式，跳閘信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸），第三種是網(wǎng)采網(wǎng)跳方式（即保護(hù)采樣值及跳閘信號(hào)均通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸）。

現(xiàn)階段為確保繼電保護(hù)的可靠性，網(wǎng)絡(luò)跳閘缺少大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，因此建議現(xiàn)階段采用直跳與網(wǎng)跳共存的方案。即不增加投資費(fèi)用，而且實(shí)現(xiàn)了雙路由通道跳閘，提高了可靠性，同時(shí)也可實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)跳閘的速動(dòng)性、可靠性；當(dāng)然，采用直跳與網(wǎng)跳共存的方案會(huì)增加調(diào)試的工作量；智能終端需同時(shí)接收兩路跳閘信號(hào)并進(jìn)行處理，但均無(wú)技術(shù)上的問(wèn)題，因此采用直跳與網(wǎng)跳共存的方案是完全可行的。

2 保護(hù)數(shù)據(jù)的校驗(yàn)機(jī)制

數(shù)字化保護(hù)指基于IEC60044-8規(guī)范，以IEC61850-9-1或 IEC61850-9-2規(guī)約接入電子式互感器或常規(guī)互感器的數(shù)據(jù)合并單元（通過(guò)交流頭就地采樣信號(hào)，然后通過(guò)IEC61850-9-2或者IEC600

44-8的協(xié)議發(fā)送給保護(hù)或者測(cè)控計(jì)量裝置）數(shù)字量的保護(hù)。由于接入保護(hù)裝置的電壓、電流量已經(jīng)是數(shù)字量，不存在常規(guī)保護(hù)的AD轉(zhuǎn)換問(wèn)題，因此采樣回路校驗(yàn)電壓、電流數(shù)據(jù)的機(jī)制不同。數(shù)字化保護(hù)無(wú)效數(shù)據(jù)閉鎖機(jī)制在數(shù)字化保護(hù)的采樣回路中，以有源電子式電流互感器為例，各相電子式電流互感器數(shù)據(jù)匯總給合并單元后，在合并單元輸出的同一幀數(shù)據(jù)中，包含了保護(hù)數(shù)據(jù)（IpA、IpB、IpC）和測(cè)量數(shù)據(jù)（ImA、ImB、ImC）等。因此，保護(hù)已經(jīng)收到無(wú)需轉(zhuǎn)換的兩組電流數(shù)字量，采用與常規(guī)保護(hù)相同的方式，將保護(hù)數(shù)據(jù)用于保護(hù)元件，測(cè)量數(shù)據(jù)用于起動(dòng)元件，它們同時(shí)起動(dòng)保護(hù)才能最終跳閘出口。這種采樣數(shù)據(jù)構(gòu)成方式，相當(dāng)于將常規(guī)保護(hù)裝置內(nèi)部相對(duì)獨(dú)立的兩組采樣回路前移到電子式互感器或合并單元中，即從中輸出兩組采樣數(shù)據(jù)。

3 影響差動(dòng)保護(hù)的因數(shù)

3.1 間隔退出而相關(guān)軟壓板未對(duì)應(yīng)退出時(shí)

以PCS-915母線保護(hù)裝置為例，當(dāng)退出“間隔投入軟壓板”時(shí)，相應(yīng)間隔的電流將退出差流計(jì)算，退出本間隔保護(hù)，但仍能顯示實(shí)際采樣值，中斷本間隔的所有GOOSE發(fā)送和接收，屏蔽本間隔的SV和 GOOSE鏈路報(bào)警；若間隔投入軟壓板退出時(shí)相應(yīng)間隔有電流，裝置發(fā)“XXXX 間隔退出異常”報(bào)警信號(hào)，相應(yīng)間隔電流不退出差流計(jì)算。

3.2 差動(dòng)保護(hù)支路電流通道數(shù)據(jù)異常時(shí)

以PCS-915母線保護(hù)裝置為例，為了防止單一通道數(shù)據(jù)異常導(dǎo)致保護(hù)裝置被閉鎖，裝置將按照光纖數(shù)據(jù)通道的異常狀態(tài)有選擇性地閉鎖相關(guān)的保護(hù)元件，某段母線電壓通道數(shù)據(jù)異常不閉鎖保護(hù)，并開(kāi)放該段母線電壓閉鎖；非母聯(lián)保護(hù)支路電流通道數(shù)據(jù)異常時(shí)，閉鎖差動(dòng)保護(hù)及相應(yīng)支路的失靈保護(hù)，其他支路的失靈保護(hù)不受影響；母聯(lián)保護(hù)電流數(shù)據(jù)無(wú)效時(shí)，閉鎖母聯(lián)保護(hù)功能，同時(shí)母線狀態(tài)強(qiáng)制為互聯(lián)；任一支路測(cè)量電流數(shù)據(jù)無(wú)效時(shí)，不閉鎖差動(dòng)保護(hù)，但起動(dòng)元件需由其他支路開(kāi)放。

以PCS-978變壓器成套保護(hù)裝置為例，任意側(cè)相電流數(shù)據(jù)無(wú)效時(shí)，閉鎖差動(dòng)保護(hù)、本側(cè)過(guò)流保護(hù)以及整定用自產(chǎn)零序的本側(cè)零序過(guò)流保護(hù)。

對(duì)于縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，由于它只與三相電流有關(guān)，整套保護(hù)的閉鎖使縱差保護(hù)也失去功能，一旦線路發(fā)生區(qū)內(nèi)故障，主保護(hù)之一的縱差保護(hù)將無(wú)法動(dòng)作?？v差保護(hù)無(wú)辜地被閉鎖，導(dǎo)致其拒動(dòng)。220 kV 線路保護(hù)型號(hào)為 PCS-931、PCS-902，針對(duì)上述問(wèn)題的處理機(jī)制為：保護(hù)電流數(shù)據(jù)無(wú)效時(shí)，閉鎖除三相不一致保護(hù)外的所有保護(hù)；三相不一致保護(hù)改為不經(jīng)零負(fù)序電流把關(guān)。

3.3 投檢修狀態(tài)時(shí)

SV檢修位處理方法在間隔軟壓板投入的情況下，如果保護(hù)裝置的檢修狀態(tài)和對(duì)應(yīng)間隔MU檢修位不一致時(shí)，該間隔采樣數(shù)據(jù)將在接收方被置為無(wú)效，裝置報(bào)警且閉鎖差動(dòng)保護(hù)和本間隔其他保護(hù)；當(dāng)保護(hù)裝置和合并單元的檢修狀態(tài)不一致時(shí)，裝置內(nèi)部置該合并單元采樣數(shù)據(jù)無(wú)效。

4 檢修時(shí)、SV接收鏈路異常時(shí)需注意

4.1 置檢修狀態(tài)

如果母線保護(hù)一條支路檢修試驗(yàn)，而母線保護(hù)正常運(yùn)行，需退出該支路的間隔投入軟壓板、SV接收軟壓板、GOOSE接收軟壓板和GOOSE發(fā)送軟壓板；主變保護(hù)一側(cè)檢修試驗(yàn)，也需要退出檢修的那一側(cè)的“間隔投入軟壓板”（如果有）、SV接收軟壓板、GOOSE接收軟壓板和GOOSE發(fā)送軟壓板；光纖差動(dòng)線路保護(hù)裝置，合并單元檢修狀態(tài)時(shí)，差動(dòng)保護(hù)自動(dòng)退出。

4.2 SV鏈路異常時(shí)

如果一個(gè)間隔的合并單元故障時(shí)、合并單元異常斷電或保護(hù)裝置SV斷鏈告警，相關(guān)保護(hù)及合并單元裝置應(yīng)投入檢修狀態(tài)硬壓板，斷開(kāi)這個(gè)間隔有參與差流計(jì)算的保護(hù)裝置（母線保護(hù)、變壓器保護(hù)）的間隔投入軟壓板（如果有）、SV接收軟壓板、GOOSE接收軟壓板和GOOSE發(fā)送軟壓板。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，參與差流計(jì)算的光纖鏈路異常時(shí)，應(yīng)斷開(kāi)和這個(gè)支路合并單元有關(guān)保護(hù)裝置的接收軟壓板，不影響差動(dòng)保護(hù)正常運(yùn)行，隔離后來(lái)處理異常。

參考文獻(xiàn)：

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[2]陳國(guó)華，鄭瑞忠.智能變電站母線保護(hù)跳閘方式研究[J].智能變電站母線保護(hù)跳閘方式研究，2013.