因配置描述文件中的回路缺失而导致的安全隐患分析
2022-03-18王少飞星发辉
王少飞，王 晶，星发辉
(国网青海省电力公司电力科学研究院，青海 西宁 810008)
0 引言
在对某新建330 kV变电站进行投产前技术监督评价工作时，经现场查看SCD(变电站配置描述文件)以及试验验证，发现SCD文件中“断路器保护跳闸回路”存在重大安全隐患，直接影响电网安全稳定运行。经及时上报隐患，制定整改措施，并要求设计单位增加相关回路，确保二次回路的完整性，保障设备安全稳定运行。
此新建变电站为智能变电站,采用3/2断路器接线方式，本期规划第6串为完整串间隔，第3、4、5、9串为不完整串。其中330 kV线路5条、主变2台、母线高抗1台和线路高抗1台。1、2号主变高压侧分别通过3301、3302开关直接接入330 kV I母和II母，主变低压侧10 kV系统为站用电系统，如图1所示。
图1 变电站局部主接线图
全站330 kV断路器保护均为双重化配置，采用“常规采样，GOOSE跳闸”方式，每套保护包含失灵保护及重合闸等功能，断路器保护跳本断路器采用点对点直接跳闸。
1 SCD文件存在问题
断路器保护装置仅设计至本间隔线路保护跳闸、断路器智能终端跳闸、重合闸回路、至相邻断路器保护及母差保护的失灵回路，缺少本断路器跳相邻断路器智能终端的相关虚端子回路，如图2所示。
图2 整改前330 kV断路器保护虚端子接线图
断路器失灵保护是指故障电气设备的继电保护动作发出跳闸命令而断路器拒动时，利用故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成对断路器失灵的判别，能够以较短的时限切除同一厂站内其他有关的断路器，使停电范围限制在最小，从而保证整个电网的稳定运行。
依据Q/GDW 441-2010《智能变电站继电保护技术规范》中“B.2断路器保护和短引线保护配置方案”和GB/T 14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》中“4.9断路器失灵保护”的要求：“断路器保护与本断路器智能终端之间采用点对点直接跳闸方式；断路器保护的失灵动作跳相邻断路器及远跳信号通过GOOSE网络传输，通过相邻断路器的智能终端、母线保护(边断路器失灵)及主变保护跳开关联的断路器，通过线路保护启动远跳”；“一个半断路器接线的失灵保护，应瞬时再次动作于本断路器的两组跳闸线圈跳闸，再经一时限动作于断开其它相邻断路器”。综上所述，对于智能变电站3/2断路器接线方式，断路器保护除经点对点方式直跳本断路器外，还应经组网方式跳相邻断路器，如图3所示。
图3 断路器保护技术实施方案
对于当前虚端子配置，开展了现场试验验证，试验结果显示，本断路器失灵保护动作，相邻断路器拒动，如图4所示。
图4 断路器保护装置失灵动作跳相邻开关失败
对于智能变电站，很多二次回路通过SCD文件中虚端子实现，与常规变电站的二次电缆相比，虚端子回路更为隐蔽，因此工程投运前SCD文件的检查尤为重要。若因SCD文件中虚端子回路的缺失，导致工程带缺陷投运，当失灵保护动作时，相邻断路器拒动，故障切除时间加长，必然会扩大停电范围，轻则全站失电，重则导致多条330 kV母线及线路跳闸，根据《国家电网有限公司安全事故调查规程》“4.2.5.4 变电站内220千伏以上任一电压等级运行母线跳闸全停。”规定，构成电网五级事件〔1〕，影响格库电铁稳定运行，造成较大电网事故及不良社会影响。
2 问题整改后验证
在全站SCD文件中增加本断路器保护至相邻断路器智能终端的相关回路后，虚端子接线图如图5所示。
图5 整改后330kV断路器保护虚端子接线图
现场选取断路器进行传动试验，模拟边断路器失灵，试验结果显示：当边断路器失灵保护动作时，瞬时再次动作于本断路器，再动作于断开相邻中断路器。跳闸逻辑和开关动作正确，符合Q/GDW 441-2010《智能变电站继电保护技术规范》中B.2断路器保护和短引线保护配置方案〔2〕及GB/T 14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》中“4.9断路器失灵保护”〔3〕的相关要求，如图6所示。
图6 断路器保护装置失灵动作信息及相邻断路器分相变位报告
3 结语
本文对新建变电站工程现场发现的问题展开了分析，发现SCD文件中“断路器保护跳闸回路”存在重大安全隐患，并进行了试验验证。通过在全站SCD文件中增加本断路器保护至相邻断路器智能终端的虚端子回路，解决了断路器失灵而相邻断路器拒动的问题。
随着国网公司新建、改扩建工程的增多，对于电网安全、服务质量提出了更高的要求。工程现场设计、厂家人员能力参差不齐，导致设计文件、SCD配置文件质量不高，并且各厂家SCD文件配置习惯存在差异，重要回路缺失遗漏的问题时有发生，给电网安全稳定运行埋下隐患，造成不良社会影响。继续加强对SCD文件审核，在检修及验收阶段对重点回路进行验证，发挥全过程技术监督实效，持续开展继电保护专业全过程管控工作，确保电网安全稳定运行，为建设具有中国特色的能源互联网企业聚力奋进。
