智能變電站智能終端異常故障分析

張　魯， 朱志宏， 黃云龍， 余淑琴， 蘇　濤

(國(guó)網(wǎng)合肥供電公司， 安徽　合肥　230022)

1　引言

智能終端作為智能變電站的一種智能組件，與一次設(shè)備采用電纜連接，與保護(hù)、測(cè)控等二次設(shè)備采用光纖連接，具備接收保護(hù)跳合閘命令、測(cè)控的手合/手分?jǐn)嗦菲髅罴案綦x刀閘、地刀等GOOSE命令；輸入斷路器位置、隔離刀閘及地刀位置、斷路器本體信號(hào)(含壓力低閉鎖重合閘等)；跳合閘自保持功能；控制回路斷線監(jiān)視、跳合閘壓力監(jiān)視與閉鎖功能等，實(shí)現(xiàn)對(duì)一次設(shè)備(如：斷路器、刀閘、主變壓器等)的測(cè)量、控制[1]。如智能終端出現(xiàn)異常，保護(hù)發(fā)出的跳合閘命令將無(wú)法正確實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器的控制。

2　故障概況

某智能變電站，保護(hù)為保測(cè)一體裝置，合并單元和智能終端為合智一體裝置。110kV線路保測(cè)一體裝置改造升級(jí)后，新裝置的虛端子發(fā)生改變，系統(tǒng)集成廠家據(jù)此修改SCD文件，并重新下裝給新裝置、合并單元及智能終端。SCD文件配置完成后對(duì)新裝置調(diào)試檢驗(yàn)時(shí)，SV采樣回路正確，信號(hào)核對(duì)正確，遙控跳合閘回路，智能終端運(yùn)行正常，斷路器正確動(dòng)作，但當(dāng)采用保護(hù)傳動(dòng)斷路器時(shí)，保護(hù)裝置邏輯正確，智能終端運(yùn)行異常，斷路器拒動(dòng)。

3　原因分析

該智能變電站110kV線路保護(hù)裝置采用直接模擬采樣和GOOSE直跳的跳閘方式[2]，合智一體裝置構(gòu)成采集控制單元。其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　智能變電站110kV線路保護(hù)跳閘方式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

根據(jù)裝置GOOSE直跳的跳閘方式，對(duì)GOOSE出口涉及內(nèi)容進(jìn)行初步排查。

(1)檢查保護(hù)裝置的斷路器跳合閘出口軟壓板投入情況，檢查結(jié)果顯示出口軟壓板正確投入。

(2)檢查保護(hù)裝置的GOOSE出口數(shù)據(jù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)抓包分析GOOSE出口數(shù)據(jù)，其中包含了對(duì)斷路器的控制信息，GOOSE出口數(shù)據(jù)無(wú)誤。

(3)檢查保護(hù)裝置與采集控制單元之間的光纖通道。通過(guò)光纖通道的衰耗測(cè)試，光纖通道衰耗滿足相關(guān)要求，光纖通道正常。

(4)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)斷路器進(jìn)行遙控跳合，斷路器均能正確動(dòng)作，說(shuō)明在采集控制單元中，智能終端連接斷路器的控制回路是正確的。

排查至此，可以將故障定位于：智能終端不能正確處理保護(hù)裝置發(fā)送的GOOSE出口信號(hào)。

進(jìn)一步分析采集控制單元發(fā)現(xiàn)，在保護(hù)裝置GOOSE出口信號(hào)發(fā)出的同時(shí)，采集控制單元的“運(yùn)行異?！敝甘緹袅?，也證實(shí)了智能終端不能正確處理保護(hù)裝置傳送過(guò)來(lái)的GOOSE出口信號(hào)。由于采集控制單元裝置沒(méi)有操作界面，通過(guò)使用采集控制單元裝置廠家調(diào)試軟件，從智能終端中調(diào)取到GOOSE告警信息：“測(cè)量值解析DataSet成員個(gè)數(shù)錯(cuò)誤”。如圖2所示。

更進(jìn)一步對(duì)保護(hù)裝置發(fā)出的GOOSE報(bào)文中的DataSet分析，發(fā)現(xiàn)保護(hù)裝置發(fā)出的GOOSE報(bào)文中DataSet的成員個(gè)數(shù)為10個(gè)，但是在采集控制單元裝置解析GOOSE報(bào)文時(shí)只能解讀其中的9個(gè)，重新查看SCD文件時(shí)發(fā)現(xiàn)保護(hù)裝置提供的第10個(gè)信號(hào)“通道故障”虛端子沒(méi)有連接。因此，雖然采集控制單元能夠正確接收保護(hù)裝置發(fā)出的GOOSE報(bào)文，但每次GOOSE報(bào)文接收后，由于解析DataSet成員個(gè)數(shù)錯(cuò)誤，采集控制單元判斷認(rèn)定該報(bào)文無(wú)效[3]，從而導(dǎo)致與保護(hù)跳閘有關(guān)的GOOSE報(bào)文不能被執(zhí)行，而其他的報(bào)文卻能正常被執(zhí)行。如圖3所示。

圖2　智能終端中的GOOSE告警信息　　　圖3　保護(hù)跳閘GOOSE報(bào)文的發(fā)送與接收

4　處理措施及效果

系統(tǒng)集成廠家在SCD文件中修正保護(hù)裝置第10個(gè)信號(hào)“通道故障”虛端子的連接，并對(duì)保測(cè)一體裝置和采集控制單元進(jìn)行重新下裝配置。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)重新調(diào)試檢驗(yàn)，采集控制單元內(nèi)的告警信號(hào)消失，保護(hù)裝置發(fā)出的GOOSE報(bào)文能夠正常出口執(zhí)行，斷路器正確動(dòng)作。

5　建議

(1)智能變電站繼電保護(hù)信息交互全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，為適應(yīng)智能變電站繼電保護(hù)調(diào)試檢驗(yàn)工作需要，繼電保護(hù)專業(yè)人員要學(xué)習(xí)掌握智能變電站SCD文件，特別是在技改、擴(kuò)建工程中，掌握智能變電站內(nèi)二次回路的改動(dòng)內(nèi)容，提前做好相應(yīng)的技術(shù)安全措施。

(2)繼電保護(hù)專業(yè)人員要學(xué)習(xí)掌握使用網(wǎng)絡(luò)抓包與數(shù)據(jù)模型分析的方法，以便通過(guò)各種報(bào)文的解析來(lái)解決現(xiàn)場(chǎng)遇到的實(shí)際故障與問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 國(guó)家電網(wǎng)公司.Q/GDW 441-2010.智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].2010.

[2] 國(guó)家電網(wǎng)公司.Q/GDW 383-2009.智能變電站技術(shù)導(dǎo)則[S].2009.

[3] 吳恒福,竇會(huì)光,向前.基于設(shè)計(jì)規(guī)范的智能變電站SCD文件規(guī)范性檢查[J].電網(wǎng)與清潔能源，2015，31(4)：84- 88．