数字化变电站保护压板操作的影响因素及处理措施

郭素梅，高新强，韩晓雯

(1.邯郸供电公司，河北 邯郸 056002；2.华北电力大学，北京 102206)

1 概述

数字化变电站是智能化电网建设的基础，数字化变电站二次设备全部基于标准化、模块化的微处理机设计制造，设备间的连接全部采用高速网络通信，用GOOSE网络信号代替了智能设备间的硬接线通信方式，简化了二次系统接线。同时变电站实现无人值班是电网技术发展与运行管理改革的趋势，变电站无人值班要求变电站的设备安全、可靠、可控、可知，并且具备完整的保护远方遥控功能，这样有利于监控人员在保护装置发生异常的情况下对保护信息做出正确分析，并采取防止发生电网事故的措施，确保电网安全稳定运行。

邯郸名府220 kV变电站作为河北省南部电网第一座按照无人值班要求设计的数字化变电站，取消了保护屏上所有保护功能、跳闸出口硬压板，采用通过保护装置的数据通信接口接至远动机，由后台监控系统或集控监控系统实施遥控操作的软压板。软压板名称、投入退出状态与常规综合自动化变电站硬压板作用相同，能够满足运行方式的需要，经过1年多试运行，取得了良好的运行效果。

2 数字化变电站保护压板的特点

a. 数字化变电站保护屏取消了硬压板设置，保护功能和跳闸出口投入或退出均通过后台或集控监控系统远方遥控软压板来实现。软压板是保护装置设置的控制字，避免了硬压板因连片接触不良或两端存在电压，可能造成保护误动或拒动。它和硬压板作用一样，仅实现投入和退出(1和0)2个状态，但没有硬压板直观。

b. 后台或集控监控系统通过保护数据口报文发遥控命令，修改保护内部控制字，实现保护功能投入或退出。当保护压板状态发生变化时，保护装置液晶屏和监控系统将发出遥信变位告警，以便通知运行人员及时核对相应状态。

c. 监控系统中软压板和保护装置内部压板构成联动方式，即监控系统软压板和相应保护装置内压板一一对应，在监控系统或保护装置内任一处操作，即可完全断开相应回路，消除寄生回路，MMS网线是各智能电子设备与后台监控系统交换实时数据和监控信息的桥梁。

d. 各保护室配置保护信息交换机，接入并实现各保护信息的规约转换，交换机通过串口与监控系统相连。监控系统通过与保护信息交换机通信，按保护装置提供的规约和协议、应用信息定义，实现与保护信息的数据通信，获得各类保护信息，并对保护压板实现遥控功能。

e. 智能终端中设置保护跳闸出口、检修状态压板，在GOOSE报文中带有装置“检修状态“位，接收GOOSE报文的智能设备检查报文与自身装置“检修状态”位的一致性，一致则动作，不一致则不动作，只做事件记录和状态显示，可用于GOOSE检查,大大提高了全站的自动化水平。

3 保护压板使用中易发生的问题

a. 邯郸名府220 kV变电站运行过程中，保护遥控监控系统通过保护数据报文发遥控命令，与保护开入回路组成逻辑回路。是否允许保护远方操作受“远方/就地”投切开关影响，当切至“就地”时，只能由检修人员修改保护装置软压板，切至“远方”时，运行人员可以通过监控系统遥控操作软压板。遥控操作软压板回路由于受监控系统运行情况、MMS网络、开关远方就地切换开关等影响，造成无法远方操作软压板。

b. 在检修试验中，保护压板的操作没有硬压板直观方便，检修设备跳运行设备二次回路无法做防范措施，可能会造成误投退保护。

c. 智能终端内的“GOOSE测试硬压板”、保护装置的“检修状态软压板”在运行中状态不一致，可能造成保护拒动。

4 影响保护压板操作的因素及处理措施

传统变电站二次保护屏柜的端子排之间采用电缆连接，并在端子排和保护装置间加装压板，可用高内阻电压表测量跳闸压板两端电位,退出保护压板时有明显的断开点，方便做安全措施有效隔离，减少人为误投退保护。与传统变电站二次保护投退压板相比，数字化变电站压板需在后台监控系统操作，操作复杂且易受网络等多种因素影响而发生误退投或无法操作。

4.1 误投退

4.1.1 后台或监控系统保护压板图元不规范

后台监控系统压板无论在投入或断开状态，全部采用1种颜色图元，不直观，无明显断开点，操作时容易造成运行人员误投退压板。此情况可采取如下处理措施。

正常操作时，遥控操作保护压板应填写操作票，2人操作，认真执行监护复诵制度。在后台或监控系统中，压板状态图元增加投入和退出拓扑功能，颜色随着投入或退出状态而变化，压板图元显示红色且连接表示在投入状态，图元显示绿色且断开表示在断开状态，标识明确，一目了然，可有效防止运行人员误操作。

4.1.2 工作沟通不当

检修试验中，在后台监控系统操作退出220 kV分路启动失灵压板、检修主变压器联跳运行母联断路器压板后，在检修的间隔保护、主变压器保护屏、后台监控系统无法做安全措施，可能造成运行或检修人员误投压板，造成误跳运行断路器。

检修人员可在作业指导书中将检修设备跳运行断路器保护压板列为危险控制点，在保护屏处设明显提示标志，设“禁止投入”挂牌提示运行人员严禁操作退出检修设备跳运行开关压板，防止运行人员误投后台监控系统软压板，造成保护人员误传动运行断路器。后台或集控监控系统中实现在压板投退中出现误操作时系统会发出告警和语音提示功能，可有效确保保护压板操作的正确性。

4.2 无法操作

4.2.1 监控系统压板与保护压板实际位置不一致

根据IEC 61850通信协议，数字化变电站自动化系统采用分层、分布式网络结构，由站控层、间隔层和过程层三部分组成。在检修试验过程中，检修试验作业主要集中在间隔层和过程层，智能设备检修试验后光纤的恢复是否正常，另外受MMS网线影响，保护装置内“GOOSE投退”置于禁止状态，造成后台监控系统无法操作软压板。

加强操作软压板职责分工，运行人员进行保护装置与后台监控系统压板的一致性验收，后台监控系统按间隔压板明细验收表进行投退，检修人员核对保护装置动作行为正确与否。当后台监控系统无法操作软压板时，重点检查MMS网线通信是否正常,必要时进行GOOSE断链验收，验收时需重启智能设备。保护装置检修试验后，验收装置内部的“GOOSE投退”置于允许状态，并重启保护装置，检验光纤连接正常，重新刷新后台监控系统。

4.2.2 保护软件升级

保护装置软件升级、配置文件发生变化，造成后台监控系统无法操作软压板。

保护装置升级后，必须确认全站SCD文件、各智能电子设备CID和ICD文件、交换机配置文件的正确性。单个智能装置的软件升级不能改变装置的配置文件，如确需改动的必须经保护管理部门批准，同时改变全站的配置文件。保护装置软件升级、配置文件发生变化后，必须重启相关智能装置，并且在后台监控系统进行全面压板操作核对。

4.2.3 间隔信号复归功能不完善

恢复保护测控装置告警信号，后台监控系统信号不随之消失，同时后台监控系统具备强制复归功能，无论智能装置信号状态如何，后台监控系统都能通过强制复归相关告警信息，这样造成智能装置检修试验后光纤连接错误，光纤通道异常，不能从后台监控系统正确判断，通过后台监控系统操作软压板保护装置没有反应。

验收智能终端装置时，需重启相关智能装置，确保光纤连接正常，后台监控系统软压板能够正常操作。在后台监控系统复归信号前，必须检查保护装置面板各种信号灯正常后，方可远方复归。

4.2.4 智能设备硬件故障

测控、保护装置硬件损坏，MAC地址发生改变，造成后台监控系统和智能装置之间不能互相操作保护压板，测控、保护装置或后台监控系统感染病毒。

更换智能电子设备硬件后，确认MAC地址是否改变，如果MAC地址发生改变，必须变动相关配置文件，并传动正常，验收时检查后台监控系统保护压板和保护装置内部保护压板控制字相对应。加强厂家人员管理，调试用设备做到专机专用。严禁在后台监控系统安装非法程序，严禁插入来源不明的移动存储设备，并做好容灾措施。

4.2.5 后台监控系统故障

后台监控系统重复下达不同指令，后台监控系统死机; 后台监控系统主机、备机同在1套保护装置的界面进行操作，造成保护装置不能正确执行指令。后台监控系统与各智能设备通信中断，保护装置进行传动试验后，无法保证后台监控系统软压板与保护装置内部软压板的一致性，后台监控系统不能进行有效操作。

后台监控系统重复下达不同操作指令，前一指令未被执行或取消，后一指令又下达，将会造成后台监控系统死机。避免主、备监控系统同时进行遥控操作，要求在主机上优先执行遥控操作，当主机故障时，可自动切换备机监控系统运行，可进行遥控操作，列入现场规程。后台监控系统通信恢复后，必须重启保护装置，刷新后台监控系统画面，保护压板重新对位。

5 结束语

通过邯郸名府220 kV数字化变电站运行情况及检修试验，了解了保护压板可能存在的误操作和无法操作的问题，积累了部分确保保护压板正常运行的经验。随着智能化变电站推广应用，保护软压板将被广泛使用，但是二次设备的建模和通信传输没有标准可以借签，这就需要在实践中不断积累保护压板正常运行的技术与管理经验，适应变电站无人值班的需求，确保电网安全稳定经济运行。