一起500kV变电站测控装置联闭锁逻辑异常的分析与处理

苏 强 王梦芝 金颖杰 张淦锋

（国网浙江省电力有限公司超高压分公司，浙江 杭州 311199）

0 引言

变电站电气误操作严重威胁电网、设备及人身安全，影响电力系统的安全运行，而变电站防误闭锁功能是防止发生电气误操作的重要保障[1]。间隔层联闭锁通过测控装置间传输信息和逻辑运算，从而闭锁或开放相应的操作，实现了全站级的联锁逻辑运算[2-3]，是变电站防误闭锁系统的核心。

常规变电站开展测控装置改造工作时，改造间隔测控通信规约、联闭锁配置文件可能发生变化，需要采用增加规约转换装置[4]，保留改造间隔旧测控，修改测控、规约转换装置配置文件等方式，以保证改造间隔测控与相关运行间隔测控间联闭锁信息传输的正确性。联闭锁逻辑配置与验证过程较为复杂，工作中出现疏漏，将会造成间隔层联闭锁逻辑异常。

某日，浙江电网某500kV变电站（简称T站）500kVⅡ母线停役操作过程中，母线1号、2号地刀遥控合闸失败。现场500kVⅡ母测控内地刀分合闭锁条件不满足，而实际一次设备条件满足。经检查，发现5013开关测控与500kVⅡ母测控间隔层通信中断，500kVⅡ母测控无法接收到50132闸刀位置，导致该间隔闭锁逻辑出现异常。

该文介绍了该问题的原因分析及处理过程。并结合该问题，总结了常规变电站测控改造工作中联闭锁逻辑配置与验证的规范流程与注意事项。

1 T站间隔层通信方式

测控装置既要通过电缆硬接点从现场开关端子箱接收开关、闸刀、地刀位置，进行本间隔内开关、闸刀（地刀）闭锁逻辑运算。也要通过与相邻间隔测控通信，接收相邻间隔的闸刀、地刀位置信号，从而进行与相邻间隔一次设备闭锁逻辑运算。T站投运时间较早，站内一部分测控装置型号为西门子6MB524，运行已超过10年，采用IEC103规约实现间隔层通信。站内其他测控装置经国产化改造，为南瑞科技NSD500M、NS3560系列测控，采用IEC61850规约的快速报文交换机制即GOOSE报文[5-6]，实现测控装置间闸刀（地刀）位置信号的传输。T站间隔层通信方式如图1所示。进口测控与国产测控装置间无法直接通信，进口测控通过规约转换装置，把本测控装置的刀闸位置信号由IEC103报文转换为GOOSE报文，发送给国产测控装置。规约转换装置无法将GOOSE报文转换为IEC103报文，因此进口测控无法接收国产测控信号。

规约转换、国产测控装置配置了GOOSE发送文件（如南瑞科技NSC232规约转换装置的goose.def文件），用于定义传输闸刀位置信号的GOOSE发送数据集。GOOSE 数据集通过组播形式发送，通过MAC地址确认其传输目标，并且无会话协议，网络上所有逻辑节点会在同一时刻接收GOOSE报文，并存入各自缓存区[7]。

国产测控装置配置了GOOSE接收文件（如南瑞科技NSD500M测控装置的goose.cfg文件、NS3560测控装置的goose.txt文件），用于定义传输相邻间隔闸刀位置信号的接收GOOSE数据集。测控装置的接收数据集应与发送端测控装置的发送数据集应一致，否则会影响正常间隔层通信。

2 T站测控改造时间隔层联闭锁的配置与验证方法

2.1 相邻间隔为进口测控时的改造

间隔A进口测控国产化改造时，若相邻间隔B为进口测控，则间隔A改造后的新测控无法接收间隔B进口测控的刀闸位置信号。此时，需要在规约转换装置配置间隔B的GOOSE发送文件，模拟测控装置向间隔A国产测控发送GOOSE数据集，并需要在间隔A国产测控配置对应的GOOSE接收文件，实现间隔A新测控接收数据的完整性。另外需要保留间隔A老测控装置及装置端子排上的刀闸位置信号硬接点电缆，用于发送数据给间隔B进口测控。间隔A的相邻间隔全部完成国产化改造后，方可拆除间隔A老测控装置。图2为改造示意图。

改造后，本间隔A的刀闸均需根据逻辑点表进行完整验证[98]，对安措闸刀无法实际出口的，采用拉开电机电源量接点方公式（或者看接触器），试验其分合逻辑。

2.2 相邻间隔为国产测控时的改造

间隔A进口测控国产化改造时，若相邻间隔B为国产测控，间隔B国产测控原本为通过规约转换装置接收间隔A刀闸位置。改造后，需要删除规约转换装置内间隔A的GOOSE发送文件，相关数据由新测控发送。图3为改造示意图。

应检查间隔A的新上测控装置与规约转换装置内的GOOSE发送文件是否一致，若不一致时，要修改相邻间隔B测控装置的GOOSE接收文件，使发送、接收数据集保持一致。例如，规约转换装置原先模拟NSD500M装置，配置了间隔A的GOOSE发送文件，间隔B测控配置了相应的GOOSE接收文件，若改造后间隔A实际使用了NS3560装置，则发送数据集发生变化，间隔B测控的GOOSE接收文件也应做相应的修改。

修改相邻间隔B测控的GOOSE接收文件时，应在配置下装前，记录该测控接收其他测控刀闸位置遥信情况，与下装后记录情况进行比对，确认前后接收情况一致。同时，比对下装到测控装置的新老配置文件，确定只修改改造间隔的参数，运行间隔参数未变动。改造后，间隔A的刀闸均需根据逻辑点表进行完整验证，相邻间隔B测控的联闭锁逻辑不需要验证。

3 异常的分析与处理

T站500kVⅡ母停役操作过程中，母线1号、2号地刀遥控合闸失败。现场500kVⅡ母测控内地刀分合闭锁条件不满足，而实际一次设备条件满足。图4为T站500kVⅡ母间隔一次主接线图。T站500kVⅡ母线1号、2号地刀遥控闭锁逻辑见表1，当500kVⅡ母线上所有闸刀均在分位时，方可在测控装置遥控分/合地刀。现场检查发现，5013开关测控与500kVⅡ母测控间隔层通信中断，500kVⅡ母测控无法接收到5013开关测控发送的50132闸刀位置，导致该间隔闭锁逻辑出现异常。

表1 500kVⅡ母线1号、2号地刀遥控闭锁逻辑表

进一步检查了500kVⅡ母测控、5013开关测控、规约转换装置的闭锁逻辑相关配置文件。500kVⅡ母测控于2020年3月完成改造，5013开关测控改造于2020年10月完成改造，两者型号均为南瑞科技NSD500M。500kVⅡ母测控改造后，5013开关测控改造前，由于进口测控装置无法实现与国产南瑞科技测控直接间隔层通信，通过智能接口装置向500kVⅡ母测控转发5013开关间隔遥信虚拟点。查看规约转换装置备份的goose.def文件，模拟转发的5013开关间隔GOOSE数据集如下所示。

vlanID=000

vlanPriority=4

Mac=01-0C-CD-01-10-45

minTime=2

maxTime=5000

APPID=1045

gocbRef=CB5013CTRL/LLN0$GO$gocb0

datSet=CB5013CTRL/LLN0$dsGoose0

goID=CB5013CTRL/LLN0$GO$gocb0

netPorts=0

confRev=1

numDatsetEntries=12

｛

1.1.12 6.0 // BinInGGIO1.Ind1.stVal[ST]

1.1.12 7.0 // BinInGGIO1.Ind2.stVal[ST]

1.1.128.0 // BinInGGIO1.Ind3.stVal[ST]

1.1.12 9.0 // BinInGGIO1.Ind4.stVal[ST]

1.1.13 0.0 // BinInGGIO1.Ind5.stVal[ST]

1.1.13 1.0 // BinInGGIO1.Ind6.stVal[ST]

1.1.132.0 // BinInGGIO1.Ind7.stVal[ST]

1.1.13 3.0 // BinInGGIO1.Ind8.stVal[ST]

1.1.13 4.0 // BinInGGIO1.Ind9.stVal[ST]

1.1.13 5.0 // BinInGGIO1.Ind10.stVal[ST]

1.1.13 6.0 // BinInGGIO1.Ind11.stVal[ST]

1.1.13 7.0 // BinInGGIO1.Ind12.stVal[ST]

｝

由“numDatsetEntries=12”可知，模拟转发数据集为12个点，具体为5013开关A相、50131闸刀、50132闸刀、501317地刀、501327地刀、501367地刀的分合位置，500kVⅡ母测控内接收5013开关测控数据集也为12个点。

查看5013开关新国产测控装置goose发送文件，发现遥信转发数据集为16个点，见表2。

表2 5013开关新测控goose发送数据集

在原先的基础上增加了5013开关B、C相的分合位置总计4个点。500kVⅡ母测控未做相关配置修改，接收数据集仍为12个点，收发数据集对应关系不一致造成通信中断，导致500kVⅡ母测控内地刀分合闭锁条件不满足。而NSD500M测控该情况下不会触发异常信号（最新NS3560系列可以触发），所以此异常未能及时发现。

重新按照新5013开关测控发送数据集，修改了500kVⅡ母测控5013开关间隔GOOSE接收文件，修改后间隔层通信及闭锁逻辑恢复正常，母线地刀遥控合闸成功。

4 结语

经分析，T站500kVⅡ母测控闭锁逻辑异常的原因，是5013开关国产化测控改造后GOOSE发送文件配置不规范，且未对比5013开关新测控GOOSE发送数据集与500kVⅡ母测控5013开关间隔GOOSE接收数据集是否一致，未对500kVⅡ母测控5013开关间隔GOOSE接收文件做相应修改，导致收发数据集不一致，造成500kVⅡ母测控与5013开关新测控间通信异常。

异常暴露出5013开关测控改造中闭锁逻辑验收不规范，未按照联闭锁逻辑表逐一核对验证。5013开关测控改造时，50132为安措闸刀，无法实际分合，但应在测控上置位，确认500kVⅡ母测控接收到50132闸刀的分合位置。同时，也暴露出改造中联闭锁文件配置不规范，开关位置只闭锁本间隔内相关刀闸，因此测控间隔层通信不需要发送开关位置信号，但是5013开关测控GOOSE发送文件内依然存在无用开关位置逻辑点。500kV变电站在运行进口测控数量较多，后续国产化改造工作量较大。该文对该起异常的分析过程，对今后500kV变电站国产化改造工作中，如何对测控装置联闭锁逻辑进行正确地配置和验证，以及类似测控装置联闭锁逻辑异常的处理，具有参考意义。