一起由于出口矩阵问题造成的主变跳闸分析与思考

罗昕宇

【摘 要】主变是变电站中最重要设备，主变的正常运行对于电力系统稳定运行有着决定性的影响。作为保障主变安全稳定运行的设备，主变保护在变电站保护中同样具有举足轻重的地位。作为适应电力系统不同运行方式的设备，一台主变往往具有多种不同的运行方式，因此主变保护动作情况自然也需要适应不同的运行方式，并在充分保证选择性的情况下迅速可靠地切除故障，保证非故障部分运行。作为一种多出口、多逻辑组合的保护，出口矩阵的正确性就决定了保护装置能否正确动作。倘若出口矩阵出现了问题，主变保护毫无疑问将发生拒动或误动，进而威胁设备或电网的安全稳定[1]。在此就通过对一起由于出口矩阵问题造成的主变误动事件进行分析与思考。

【关键词】出口矩阵;保护版本;主变保护

一、事件经过

某35kV变电站1号主变低后备保护动作跳闸，主变低后备保护I段复压过流保护动作跳开主变10kV侧401断路器。

该变电站35kV侧为单母接线，母线上连接两台主变;10kV侧为单母分段接线，两台变压器分别接一段母线。保护动作前低压侧两段母线分列运行，I母上有两回线，动作之后只有401断路器动作跳开，其它断路器保持原来状态。检查装置与后台信号，发现10kV线路保护故障而断路器没跳开，主变低后备保护动作越级跳闸。由于10kV线路保护拒动原因不在本次讨论范围内，在此不予赘述。

主变低后备保护定值单上I段复压过流保护动作定值为12.4A，0.3S联跳分段断路器，Ⅱ段复压过流保护动作定值为12.4A，0.6S跳主变各侧断路器（由此可见整定方式将Ⅱ段复压过流保护用作I段复压过流保护长延时使用）。Ⅲ段复压过流保护动作定值为5.7A，1.0S联跳分段断路器，Ⅳ段复压过流保护动作定值为5.7A，1.2S跳主变低压侧断路器。保护装置型号为ISA-388G，运行时主变低后备保护置于01区，定值设置正确。

二、保护动作情况分析

按照定值整定情况，在10kV线路拒动越级跳闸情况下，正常动作情况应该为在0.3S时10kV母联断路器跳闸（实际运行方式中母联最初就处于热备用状态），由于故障未切除，在0.6S时跳开1号主变各侧断路器;然而现场实际情况为0.3S时主变低压侧断路器直接跳闸，而10kV分段断路器由于初始即为断开状态不清楚保护装置是否动作。即按照设备越级跳闸分析，动作情况依然不符合整定动作逻辑。因此怀疑保护装置出口矩阵设置错误或跳闸回路接线错误。检查装置出口矩阵，发现矩阵全部处于未设置状态（0000H），正常情况保护动作后不会有任何出口;检查跳闸回路，回路接线正确。进行盘内调试，保护装置复压过流I段0.3S动作出口，出口接点即为401断路器跳闸出口接点，符合故障发生保护实际动作情况，但与此时出口矩阵正常动作逻辑不符。试验结果表明保护程序有问题。

检查主变低后备保护装置程序版本，版本为388G（KML1）.V3.10.070716.hex，不在南网标准软件版本库之内，属于地域型特化版本的保护。查阅该版本软件说明书，发现该程序具有特殊动作逻辑：保护程序有分段并列和分列运行两种方式，分别定为定值区1和定值区2。两种方式下的四段复压闭锁过流保护出口不同：

分列运行：定值区1，复压闭锁过流保护I段跳CJ01、CJ04，II段跳CJ01、CJ04，III段、IV段不投。

并列运行：定值区2、复压闭锁过流保护I段跳CJ01、CJ03，II段跳CJ04，III段跳CJ01、CJ03，IV段跳CJ04。

其中CJ01为动作信号出口，CJ03为分段断路器出口，CJ04为主变低压侧断路器出口。

现场试验发现，这两个动作逻辑默认写入程序当中，不受出口矩阵控制，且在装置各个菜单内均无法看出;尝试改变出口矩阵进行试验，发现保护装置实际出口为默认出口逻辑与设置逻辑之和。

三、暴露问题及解决方案

从这次主变保护误动出口中暴露出几个问题：1：不在南网保护标准程序版本库里的保护版本不一定得到广泛实际运用验证，保护运行过程中存在误动风险，且隐秘性极高，在非动作跳闸的情况下很难发现[2];2、现阶段有部分保护装置，出口矩阵为了防止误设置而进行加密或隐藏，却没有设置出口矩阵检查菜单，出口矩阵动作情况无法直观准确检查;且出口矩阵设置规范不一，在出口矩阵检查时仍然需要退出保护或进入出口动作调试页面，既不便于定值例行检查，又在现阶段定检方式中存在设备检验盲区;3、出口矩阵通常以四位16进制位设置，但每一位对应出口对于不同厂家、不同版本程序及不同接线方式，设定都不尽相同，在对应设备厂家资料缺失的情况下将对设备校验产生困难;同时出口变化时装置没有直观显示，对于正常逻辑主变校验都需要大量时间精力，类似本次具有不可视特殊动作逻辑的程序版本在正常更改动作方式后更是极易出现出口校验错漏，造成故障发生时保护误动、拒动的问题。

通过上述分析，可以发现出口矩阵的直观性对于保护定检、验收和例行检查的效率很重要，而出口矩阵的绝对性对保护可靠性有着十足的影响。目前对于多出口保护来说，出口矩阵成为了保护逻辑组成方式的一项重要内容，其重要性与数值定值已然相當，但是目前出口矩阵的规范要求不统一，保护装置相关的功能不便捷，对实际工作和维护产生了较大影响。在此提出几个解决方案：1、改进出口矩阵菜单人机功效，在保护装置中设置便于检查的出口矩阵菜单，且设置/查看/调试功能不能相互切换，以便于运维和检验，且避免误整定或误调试;2、规范出口矩阵出口定义或允许出口设置自定义并可视化，通过制度规范明确出口矩阵各位对应的出口要求，并且在整定出口矩阵时写入每一位对应的出口定义（类似母差保护间隔定义的方式）以便检查装置出口逻辑正确;3、规范出口矩阵设置要求，保证出口矩阵的绝对性，严禁出现出口矩阵不能完全表征出口动作的情况发生，避免不可视的固定逻辑出现。

四、总结

对于主变保护等多出口逻辑装置来说，出口矩阵的人机交互功效及其逻辑绝对性对于设备运行及日常维护都相当重要。因为出口矩阵误设置或程序逻辑等造成设备误动、拒动的问题不胜枚举，本文中就是其中较为典型且少见的例子。针对这个问题，首先在设备技术规范及厂家设计上就应当优化并规范好出口矩阵标准，例如在新保护装置配置中，将出口矩阵查看整合于定值检查栏目当中并规范出口对应关系并使定义可视化，从根本上减少出口矩阵问题造成设备误动或维护困难的几率;然后在设备跳闸后，当发现动作情况不符合逻辑时，可以检查软件版本，当版本不在南网标准库内时，考虑软件版本是否影响保护正确出口;对于地域特化型保护，保护装置应当不存在未显示的出口情况，且当验收工作时，务必进行全出口检查，防止出现不可视的动作逻辑出现。只有保证了出口矩阵的直观性及绝对性，才能保证主变保护动作时的正确性，保障一次设备与电网安全稳定运行。

参考文献：

[1]苏杰锋，谭子毅，雷宇，梁志豪，常建军.一种主变保护出口检测装置的研发[J].电工电气，2017（2）：56.

[2]Q/CSG212019-2011南方电网微机继电保护装置软件版本管理规定[S].

（作者单位：昆明供电局）