智能变电站合并单元与保护装置闭锁关系分析

李德金，张焕云，刘 源，庞占东(国网山东省电力公司德州供电公司，山东 德州 253074)



智能变电站合并单元与保护装置闭锁关系分析

李德金，张焕云，刘 源，庞占东
(国网山东省电力公司德州供电公司，山东 德州 253074)

〔摘 要〕以某电力公司330 kV变电站全停事故发生的原因为切入点，分析了在3种运行方式下，智能变电站合并单元检修状态硬压板与保护装置接收软压板间的配合关系，明确了闭锁关系形成的条件，探讨了解除这种闭锁关系的方法，最后总结了220 kV及以下电压等级智能变电站中存在的典型解锁操作步骤。

〔关键词〕智能变电站；合并单元；检修状态压板；SV接收软压板；解锁

0 引言

近年来，随着电力技术的飞速发展、电网规模的加速扩大，电网的智能化水平连年提升，传统保护装置逐渐被智能保护装置所替代。智能保护装置相较于传统保护装置出现了一种非常显著的变化：硬压板明显减少，软压板显著增多。正是这种变化给保护功能的投退带来了巨大的改变，如果依然按照老方法老思路操作新设备，势必会带来巨大安全风险，甚至直接造成恶劣的电网事故。

2014年10月，某电力公司330 kV变电站发生了全站停电事故，经调查，发现造成此次事故的原因是：某合并单元装置检修状态硬压板投入，而Ⅰ线保护装置上相应的SV接收软压板也在投入位置，构成了保护闭锁关系。当Ⅰ线线路发生接地故障时，保护拒动，进而导致事故扩大，全站停电。下文结合这个案例，分析存在于智能设备中的合并单元与保护装置之间闭锁关系的形成条件及其解锁操作步骤。

1 合并单元与保护装置之间的配合关系

该330 kV变电站Ⅰ线间隔的配置如图1所示，虚线以下为一次设备区，虚线以上为二次设备区。一次设备为3/2接线方式，3321，3320，3322断路器串接在一起，连接Ⅰ母线与Ⅱ母线。Ⅰ线自3321，3320断路器之间接出。二次设备区包括合并单元、保护装置等。合并单元上有一个特殊的硬压板——检修状态压板，当合并单元本体检修时，该压板投入；另外，保护装置上还有一种特殊的软压板——SV接收软压板，它与每个合并单元都是一对一的关系，用以向保护装置传输合并单元发来的信息。

图1　330 kV永武｜线间隔设备配置

根据断路器、合并单元的停电对保护装置采集电流量的影响，将设备的状态分为如下3种情况。

(1) 第1种情况：正常运行方式下，断路器、合并单元均处于正常运行状态。对于Ⅰ线，即3320，3321断路器及其合并单元均处于运行状态。合并单元的检修状态压板均处于停用(断开)位置，SV接收软压板均处于投入(接通)位置。

此时断路器、合并单元正常运行状态下的电流关系如图2所示。由一次部分可知，Ⅰ线的线路电流I由流经3321断路器的I1与流经3320断路器的I2共同提供。再由二次部分可知，I1经CT、电缆进入3321合并单元，经过模数转换后，再经3321 SV接收软压板送入保护装置；I2也按照同样原理送入保护装置。这样保护装置采集到的电流与其一次的实际线路电流相一致，保护装置正常运行。此时如果Ⅰ线线路出现故障，保护能够正常动作，跳开3321断路器和3320断路器，将故障点隔离。

图2　断路器、合并单元正常运行状态下的电流关系

图3　断路器停电、合并单元运行状态下的电流关系

(2) 第2种情况：1台断路器停电检修，其合并单元仍然正常运行。此时断路器停电、合并单元运行状态下的电流关系如图3所示。通过一次部分可知，Ⅰ线的线路电流I由流经3321断路器的I1单独提供。再由二次部分可知，I1依然经原路径送入保护装置。对于处于运行状态的3320合并单元，在没有实际一次电流输入的情况下，默认输出一个0值，经3320 SV接收软压板送入保护装置。这样保护装置采集到的电流与其一次的实际线路电流也是一致的，保护装置也能正常运行。此时如果Ⅰ线线路发生故障，保护能够正常动作跳开3321断路器，将故障点隔离。

通过上述2种情况的分析，可以得出结论1：不论一次设备是否停电，只要合并单元与保护装置均在运行状态下，合并单元的检修状态压板在停用位置、对应保护装置的SV接收软压板在投入位置，相应保护装置就能正常工作。

(3) 第3种情况：1台断路器停电检修，其合并单元也随之停电检修，3320合并单元的检修状态压板相应变换为投入位置，但3320 SV接收软压板未相应退出。此时断路器停电、其合并单元也停电检修状态下的电流关系如图4所示。I1依然经原路径送入保护装置。对于处于检修状态的3320合并单元，因其检修状态压板的投入，会将“检修”标志的信息通过3320 SV接收软压板送入保护装置。保护装置接收到这个“检修”标志信息后，经与自身的“运行”状态对比，发现二者不一致，即判断3320合并单元装置异常，并发出保护装置异常信号，闭锁自身保护功能，以防止误动作。Ⅰ线故障时的一、二次运行方式即如此。所以，当Ⅰ线发生接地故障，保护不会动作，3321断路器无法跳开，故障不能切除，势必造成事故扩大。这就是该变电站全停事故发生的根本原因。

通过对第3种情况的分析，可以得出结论2：合并单元的检修状态压板在投入位置、对应保护装置的 SV接收软压板在投入位置，保护装置功能被闭锁。

2 解除闭锁关系，恢复保护正常运行的方法

通过上述分析可以看出，保护装置之所以会功能闭锁，是因为合并单元的“检修”标志信息送入了保护装置。因此应采取适当的措施或操作，切断该合并单元与Ⅰ线保护装置之间的联系，解除“检修”标志信息对保护的闭锁。

图4　断路器停电、其合并单元也停电检修状态下的电流关系

由图4可知，连接合并单元与保护装置的关键部件是保护装置上的SV接收软压板，其起到了接收合并单元信息，并将信息传送给保护装置的作用。如果将该压板退出，就切断了“检修”标志信息的传输通道，保护装置只能接收到3321合并单元送来的电流量I1，与一次线路上的流通电流一致，保护功能恢复正常。在线路出现故障时，能迅速跳开3321断路器，将故障点隔离。

由此可得出结论3：如果单一合并单元进入检修状态，但依赖该合并单元获取电流量的保护仍需正常运行，则应该将该保护装置上对应合并单元的SV接收软压板退出。

获取来自合并单元电流信息的SV接收软压板，在不同型号的智能保护装置上，软压板名称也各不相同。比如：在NSR-378S型主变保护装置上的名称为 “某侧电流通道投退压板”；在WMH-800B型母差保护装置上的名称为“某侧元件投入软压板”；在CSC-150/E型母差保护装置上的名称为“某MU软压板”。

3 合并单元检修时涉及的解锁操作步骤

首先将能够提供电流量的合并单元按间隔类型分类，然后分析出每一类合并单元都需要向哪些保护提供电流量，最后依据结论3来确定将这些保护上的哪块压板停用或退出。

（1） 对合并单元进行分类。智能变电站中220 kV及以下电压等级的主流接线方式，有双母线接线方式和内桥接线方式。双母接线方式中，合并单元按间隔类型分为：主变间隔合并单元、出线间隔合并单元、母联间隔合并单元。内桥接线方式中，合并单元按间隔类型分为：出线间隔合并单元、内桥间隔合并单元。因此，主流的合并单元可分为主变间隔合并单元、出线间隔合并单元、母联-主变间隔合并单元和内桥出线间隔合并单元4类。

(2) 分析每一类型合并单元需要向哪些保护提供电流量。

① 主变间隔合并单元需向主变保护、母差保护提供电流量。

② 出线间隔合并单元需向线路保护、母差保护提供电流量；内桥接线方式下还需向主变保护提供电流量。

③ 母联间隔合并单元需向母联保护、母差保护提供电流量。

④ 内桥间隔合并单元需向主变保护提供电流量。

(3) 依据结论3，当某一类型的合并单元停电检修(检修状态压板置投入位置)时，应将其对应的保护装置上的SV接收软压板停用，使二者正确匹配，实现解锁(防止误闭锁)操作。

4 结束语

该330 kV变电站Ⅰ线事故教训惨痛，智能变电站运维更应从细处着手，加大培训力度，提升运维人员专业水准；加快掌握智能保护原理，正确投退软、硬压板；加强运行监控，确保电网、设备安全可靠运行。

李德金(1987-)，男，高级技师，主要从事变电运维专业工作，email：568298969@qq．com。

张焕云(1988-)，男，技师，主要从事输电线路运维、管理专业工作。

刘 源(1979-)，男，高级技师，主要从事变电运维专业工作。

庞占东(1970-)，男，高级技师，主要从事变电运维专业工作。

强化风险管控 提升本质安全水平

1月26日，南方电网公司召开2016年安全生产工作视频会议，贯彻落实全国安全生产工作会议、全国电力安全生产工作会议和公司2016年工作会议精神，总结工作，分析形势，部署2016年任务。公司总经理、党组副书记曹志安出席会议并讲话，副总经理江毅作安全生产工作报告。

2015年，公司保持了安全生产良好局面。全系统没有发生设备和电力安全事故、对社会和公司造成重大不良影响的安全事件，主要生产运行指标持续向好。

对于公司2016年的安全生产工作，曹志安强调了5个方面的要求：坚持以人为本，落实安全生产责任制；坚持风险管控，牢牢守住电网安全稳定生命线；细化管控措施，提升设备健康水平；强化底线思维，夯实安全基础；加强内外联动，切实做好隐患排查治理。曹志安还对春节前后保供电工作进行部署，要求各单位严格落实岗位责任制，做好电网负荷预测与供电安排，加强人员密集场所的供电安全检查，尤其要对农村配网线路老化及低电压台区变压器过载等问题进行清理和整治，做好应急抢修各项准备工作和舆论引导，强化特殊重要场所的保供电工作。

江毅充分肯定了2015年公司安全生产工作取得的成绩，分析了当前存在的问题和风险，并提出了公司2016年的工作思路和目标。

（来源：南方电网报 2016-01-29）

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收稿日期：2015-08-23。