無人值班變電站保護(hù)信號(hào)復(fù)歸方式的改進(jìn)

程騁

（國網(wǎng)南昌供電公司 江西 南昌 330003）

摘 要：變電站實(shí)行無人值守后，為保證保護(hù)裝置的可靠運(yùn)行，信號(hào)的正確傳輸，部分保護(hù)動(dòng)作信號(hào)和告警信號(hào)需要運(yùn)維人員現(xiàn)場(chǎng)復(fù)歸，耗費(fèi)了大量的人力物力。為此，國網(wǎng)南昌供電公司對(duì)變電站保護(hù)信號(hào)原理進(jìn)行了深入研究，對(duì)各種保護(hù)信號(hào)進(jìn)行了分類，通過對(duì)站內(nèi)綜自系統(tǒng)以及保護(hù)裝置進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)信號(hào)的遠(yuǎn)方復(fù)歸與自動(dòng)復(fù)歸，減輕了運(yùn)維人員的工作量，降低了公司生產(chǎn)成本，提高了變電精益化管理水平。

關(guān)鍵詞：信號(hào)；復(fù)歸；軟報(bào)文；硬接點(diǎn)；規(guī)約

0、背景

截至2016年8月底，南昌供電公司管轄110kV及以上變電站90座，其中220kV變電站28座，110kV變電站62座，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)廠家共有10家，分別是：南瑞繼保、南瑞科技、北京四方、東方電子、國電南自、許繼電氣、長園深瑞、思源弘瑞、新寧光電、山東魯能。所有變電站上送監(jiān)控中心的遙信點(diǎn)約15萬個(gè)。南昌公司所轄變電站具有保護(hù)裝置型號(hào)不一、種類多、信息點(diǎn)數(shù)量龐大的特點(diǎn)。

經(jīng)調(diào)查，日常工作中需要運(yùn)維人員現(xiàn)場(chǎng)復(fù)歸的保護(hù)信號(hào)主要有以下兩類：

（1）10kV保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。如安義、長均等110kV變電站的10kV保護(hù)裝置動(dòng)作后相關(guān)保護(hù)信號(hào)需現(xiàn)場(chǎng)復(fù)歸；

（2）裝置告警信號(hào)。如香田110kV變電站北京四方CSD-601智能終端經(jīng)常發(fā)“裝置閉鎖”和“裝置異?！备婢?，平均一星期需復(fù)歸2-3次，長均110kV變電站有載調(diào)壓裝置過負(fù)荷引發(fā)調(diào)壓閉鎖，負(fù)荷恢復(fù)正常后，過載閉鎖信號(hào)仍需現(xiàn)場(chǎng)復(fù)歸等。

1、保護(hù)信號(hào)分類

針對(duì)以上情況，公司專業(yè)人員對(duì)保護(hù)信號(hào)進(jìn)行了深入研究，根據(jù)保護(hù)信號(hào)的性質(zhì)與傳輸方式，將保護(hù)信號(hào)分類如下：

1.1按保護(hù)信號(hào)的性質(zhì)

1.1.1 動(dòng)作信號(hào)（Ⅰ類信號(hào)）

主要反映由于非正常操作和設(shè)備故障導(dǎo)致電網(wǎng)發(fā)生重大變化而引起的斷路器跳閘、重合閘和保護(hù)裝置動(dòng)作等。

1.1.2 告警信號(hào)（Ⅱ類信號(hào)）

主要反映電網(wǎng)一、二次電氣設(shè)備狀態(tài)異常及設(shè)備健康水平的變化， 如斷路器控制回路斷線、保護(hù)裝置異常、保護(hù)裝置閉鎖等。

1.1.3 狀態(tài)信號(hào)（Ⅲ類信號(hào)）

主要反映電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，如主變過負(fù)荷、保護(hù)壓板投退情況、同期壓板投退情況、開關(guān)與刀閘變位等；包括保護(hù)裝置、故障錄波器、收發(fā)信機(jī)等由于電網(wǎng)擾動(dòng)而啟動(dòng)的接點(diǎn)報(bào)文。

1.2 按保護(hù)信號(hào)的傳輸方式

1.2.1硬接點(diǎn)信號(hào)

是通過保護(hù)裝置的硬接點(diǎn)與測(cè)控裝置配合上傳給后臺(tái)監(jiān)控的保護(hù)信號(hào)，傳輸介質(zhì)為電纜。保護(hù)裝置的硬接點(diǎn)分為瞬動(dòng)接點(diǎn)與自保持接點(diǎn)。

1.2.2軟報(bào)文信號(hào)

是保護(hù)裝置通過網(wǎng)絡(luò)通訊上傳的保護(hù)信號(hào)，傳輸介質(zhì)為網(wǎng)絡(luò)通訊線。類似于硬接點(diǎn)信號(hào)，軟報(bào)文信號(hào)可設(shè)置信號(hào)延時(shí)，實(shí)現(xiàn)該信號(hào)的瞬動(dòng)或自保持。

日常運(yùn)行中需要運(yùn)維人員現(xiàn)場(chǎng)復(fù)歸的信號(hào)主要是保護(hù)裝置自保持接點(diǎn)開出的硬接點(diǎn)信號(hào)和帶自保持屬性的軟報(bào)文信號(hào)，如10kV保護(hù)跳閘后需復(fù)歸的信號(hào)為帶自保持屬性的軟報(bào)文信號(hào)，裝置告警信號(hào)主要為保護(hù)裝置自保持接點(diǎn)開出的硬接點(diǎn)信號(hào)。

2、保護(hù)信號(hào)復(fù)歸的實(shí)現(xiàn)方式

根據(jù)《國調(diào)中心關(guān)于印發(fā)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置遠(yuǎn)方操作技術(shù)規(guī)范的通知》（調(diào)繼[2014]143號(hào)），為降低運(yùn)維人員現(xiàn)場(chǎng)工作量，可采用以下兩種方式實(shí)現(xiàn)保護(hù)信號(hào)復(fù)歸。

2.1保護(hù)信號(hào)自動(dòng)復(fù)歸

（1）針對(duì)硬接點(diǎn)，將相關(guān)硬接點(diǎn)信號(hào)由自保持接點(diǎn)改為瞬動(dòng)接點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)保護(hù)信號(hào)的自動(dòng)復(fù)歸。

（2）針對(duì)軟報(bào)文，通過修改保護(hù)裝置有關(guān)配置，實(shí)現(xiàn)保護(hù)信號(hào)的自動(dòng)復(fù)歸。

（3）自動(dòng)復(fù)歸改造的優(yōu)點(diǎn)是：

調(diào)度自動(dòng)化端與站內(nèi)遠(yuǎn)動(dòng)點(diǎn)表不需更改，保護(hù)信號(hào)可自動(dòng)復(fù)歸，不需要人為操作。

（4）自動(dòng)復(fù)歸改造的缺點(diǎn)是：

a、硬接點(diǎn)信號(hào)需要每臺(tái)裝置改線，軟報(bào)文信號(hào)需要每臺(tái)裝置重新配置裝置內(nèi)部點(diǎn)，相關(guān)信號(hào)更改完成后需要進(jìn)行停電傳動(dòng)；

b、部分保護(hù)裝置硬解點(diǎn)與軟報(bào)文信號(hào)已固化，無法人為選擇瞬動(dòng)或自保持。

2.2 保護(hù)信號(hào)遠(yuǎn)方復(fù)歸

保護(hù)信號(hào)遠(yuǎn)程復(fù)歸分為軟復(fù)歸與硬復(fù)歸兩種方式。

2.2.1軟復(fù)歸

在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)與變電站遠(yuǎn)動(dòng)信息遙控點(diǎn)表中增加相應(yīng)復(fù)歸控點(diǎn)，由調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)方發(fā)送復(fù)歸遙控命令，通過保護(hù)裝置通信接口實(shí)現(xiàn)保護(hù)信號(hào)復(fù)歸，該復(fù)歸方式直接作用于保護(hù)裝置或測(cè)控裝置。軟復(fù)歸又分為間隔信號(hào)軟復(fù)歸與全站信號(hào)軟復(fù)歸。間隔信號(hào)軟復(fù)歸是指調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)方發(fā)送的復(fù)歸遙控命令僅針對(duì)該間隔設(shè)備，復(fù)歸后不影響其他間隔設(shè)備。而全站信號(hào)軟復(fù)歸是指調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)方發(fā)送的復(fù)歸遙控命令同時(shí)針對(duì)全站所有保護(hù)裝置。

（1）軟復(fù)歸方式的優(yōu)點(diǎn)

a、無需更改保護(hù)與測(cè)控裝置接線，僅需在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)與變電站遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)中增加相應(yīng)遙控點(diǎn)，工作量較小，且工作完成后相關(guān)間隔不需停電，可直接進(jìn)行測(cè)試；

b、智能變電站由于全站采用IEC61850規(guī)約，所有保護(hù)裝置均支持全站信號(hào)軟復(fù)歸與間隔信號(hào)軟復(fù)歸，僅需增加相應(yīng)遙控點(diǎn)，采用直控的方式實(shí)現(xiàn)保護(hù)信號(hào)的遠(yuǎn)方復(fù)歸。

（2）軟復(fù)歸方式的缺點(diǎn)

a、在常規(guī)站，由于各廠家使用的站內(nèi)通信規(guī)約不同，與遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)同廠家的保護(hù)裝置可實(shí)現(xiàn)軟復(fù)歸，其余保護(hù)裝置無法實(shí)現(xiàn)軟復(fù)歸，軟復(fù)歸不能實(shí)現(xiàn)全覆蓋；

b、部分廠家信號(hào)軟復(fù)歸功能有限。如北京四方、南瑞繼保不支持間隔信號(hào)軟復(fù)歸，僅支持全站信號(hào)軟復(fù)歸；南瑞科技只有NSC-300遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)支持軟復(fù)歸，且僅支持全站信號(hào)軟復(fù)歸，其他型號(hào)遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)不支持軟復(fù)歸。

2.2.2 硬復(fù)歸：

在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)與變電站遠(yuǎn)動(dòng)信息遙控點(diǎn)表中增加相應(yīng)復(fù)歸控點(diǎn)，由調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)方發(fā)復(fù)歸遙控命令給測(cè)控裝置，通過測(cè)控裝置的開出接點(diǎn)去啟動(dòng)保護(hù)裝置的復(fù)歸繼電器，從而復(fù)歸保護(hù)信號(hào)，類似觸動(dòng)保護(hù)屏上的信號(hào)復(fù)歸按鈕。相比軟復(fù)歸，硬復(fù)歸需要增加測(cè)控裝置與保護(hù)裝置之間的一對(duì)控制線。

（1）硬復(fù)歸方式的優(yōu)點(diǎn)

復(fù)歸信號(hào)與遙控開關(guān)刀閘類似，通過測(cè)控裝置發(fā)送遙控指令，在測(cè)控裝置開出接點(diǎn)夠用的情況下可復(fù)歸所有保護(hù)裝置信號(hào)。

（2）硬復(fù)歸方式的缺點(diǎn)

a、需增加保護(hù)與測(cè)控裝置之間的控制線，工作量較大；

b、由于一臺(tái)保護(hù)裝置復(fù)歸需要對(duì)應(yīng)一副開出接點(diǎn)，部分測(cè)控裝置空余開出接點(diǎn)不足，無法實(shí)現(xiàn)該間隔所有保護(hù)裝置的復(fù)歸；

c、復(fù)歸信號(hào)的同時(shí)保護(hù)裝置面板信號(hào)燈也將同時(shí)復(fù)歸。

由于軟復(fù)歸相比硬復(fù)歸實(shí)現(xiàn)方式更為簡易，保護(hù)信號(hào)遠(yuǎn)方復(fù)歸優(yōu)先采用軟復(fù)歸方式。受通信限制，部分裝置無法采用軟復(fù)歸方式，可在測(cè)控裝置開出接點(diǎn)夠用的情況下改用硬復(fù)歸方式。

3、保護(hù)信號(hào)復(fù)歸方式優(yōu)化的做法

為降低設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，考慮運(yùn)行中保護(hù)裝置的功能接口情況，以減少保護(hù)裝置改造工作量，優(yōu)先改造遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)為原則。因此，南昌公司對(duì)于保護(hù)信號(hào)復(fù)歸方式優(yōu)化的主要做法是：常規(guī)綜自站通過修改遠(yuǎn)動(dòng)配置，實(shí)現(xiàn)10kV保護(hù)信號(hào)自動(dòng)復(fù)歸；智能站通過增加保護(hù)、測(cè)控、合并單元等二次設(shè)備的遠(yuǎn)方復(fù)歸遙控點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)信號(hào)遠(yuǎn)方復(fù)歸。

4、存在的問題與下一步工作安排

4.1 存在的問題

（1）國電南自廠家保護(hù)裝置由于設(shè)計(jì)原因，保護(hù)信號(hào)自身復(fù)歸后不會(huì)向后臺(tái)與遠(yuǎn)動(dòng)發(fā)復(fù)歸確認(rèn)信號(hào)，與北京四方、南瑞繼保的綜自系統(tǒng)存在配合問題，導(dǎo)致使用北京四方、南瑞繼保綜自系統(tǒng)的變電站無法實(shí)現(xiàn)國電南自保護(hù)信號(hào)的自動(dòng)與遠(yuǎn)方復(fù)歸，需廠家研發(fā)人員修改保護(hù)裝置配置。

（2）保護(hù)信號(hào)復(fù)歸方式改造后，10kV保護(hù)動(dòng)作信號(hào)將在短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)復(fù)歸，增加了監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)跳閘事故的難度。

（3）保護(hù)信號(hào)復(fù)歸方式的改造，對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)通道及遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性要求進(jìn)一步提高，部分變電站遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備老化，不適合進(jìn)行改造。

4.2 下一步工作安排

（1）加強(qiáng)與廠家研發(fā)人員溝通，解決部分變電站保護(hù)信號(hào)復(fù)歸方式無法改造的問題，逐步將保護(hù)信號(hào)復(fù)歸改造工作延伸至常規(guī)站35kV及以上電壓等級(jí)設(shè)備。

（2）按照國網(wǎng)公司標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)表規(guī)范開展變電站保護(hù)信號(hào)梳理，對(duì)不符合要求的點(diǎn)表及時(shí)進(jìn)行整改，消除信號(hào)漏發(fā)、錯(cuò)發(fā)等問題，降低保護(hù)信號(hào)自動(dòng)復(fù)歸與遠(yuǎn)方復(fù)歸風(fēng)險(xiǎn)。

（3）對(duì)設(shè)備老化、運(yùn)行狀態(tài)不佳的變電站遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，提高實(shí)現(xiàn)保護(hù)信號(hào)自動(dòng)復(fù)歸與遠(yuǎn)方復(fù)歸變電站覆蓋率。