淺談變電站測控裝置同期功能的調試應用

陳再強

摘要：隨著對服務質量要求的不斷提高，供電企業越來越重視電力系統的安全穩定性。同期合閘操作是變電站的重要操作，關系到系統的安全與穩定運行。作者結合工作實踐闡述了對同期合閘的一些認識，常見的同期方式原理及一般變電站不能實現同期合閘功能的測控裝置改造方案、功能調試方法、調試過程中的注意事項及未來發展趨勢。以供參考！

關鍵詞：變電站；測控裝置；同期功能；發展趨勢

0、引言

隨著我國經濟的快速發展，電網改造加大，電力系統網絡越來越復雜化，變電站在并網的過程中，一般要求斷路器經同期合閘。所謂同期，是指電力系統中將兩個系統并網的操作。理想的同期條件為兩側頻率相等、電壓幅值相等、相角差為零。同期合閘操作是解決電網系統中分開運行的線路斷路器正確投入的重要保障，它可以實現電網并網、系統并列運行，提高系統的穩定與可靠運行。

1、測控裝置非同期合閘事故引出的問題

同期操作是變電站重要的操作。如果發生非同期合閘，由于合閘沖擊電流很大，巨大的沖擊電流將對系統、變壓器、發電機造成嚴重沖擊，嚴重擾亂整個系統運行甚至造成整個電力系統崩潰。2009年7月20日云南玉溪110kV南恩變電站小系統和主網非同期合閘，導致小系統崩潰，110kV南恩變電站全站失壓事故，影響重大。

2、測控裝置同期合閘方式分析

目前變電站測控裝置經常用到的同期合閘方式一般為準同期、檢同期和檢無壓方式。

（1）準同期方式。并網兩側的電氣條件在完全滿足電壓、頻率、相序、相位都相同時才能進行的合閘操作，叫準同期。（2）檢同期方式。在合開關之前，先檢測開關兩端（線路側和母線側）是否滿足同期條件（即電壓、相位、頻率都相同）時，再合開關。（3）檢無壓方式。在合開關前，先檢測開關線路是否有電壓，確定無電壓后，再合開關。不過以上3點是理想化的同期判定條件，而電網運行時電壓、頻率、相角不可能達到完全相同，所以在實際運用時只要能滿足測控裝置內的同期定值即可。

3、測控裝置不能實現同期功能測控裝置的改造方案

經過對清遠電網110kV及以上測控裝置同期功能的統計，清遠供電局一些變電站測控裝置不能實現同期功能，主要是以下3種情況：測控裝置本身無同期功能；測控裝置具有同期功能，但未接入同期電壓；無同期把手、硬壓板。本身不具有同期功能的測控裝置，只能要求廠家對裝置進行升級或更換設備。而對后2種的情況，則設計了相應改造方案，以滿足測控裝置實現同期合閘的要求。

以國電南瑞科技NSD500系列測控裝置為例。某變電站220kV#1主變測控裝置未接同期電壓線、無同期把手或同期硬壓板、后臺機遙控斷路器無同期合閘選項。整改方案如下：根據主變同期原理，主變高壓側電壓為母線電壓，中壓側為抽取側電壓。將#1主變高壓側三相母線電壓引入同期電壓即可。

由于#1主變測控裝置無同期把手或同期硬壓板，在備用壓板中找出一塊作為同期硬壓板，完善壓板接入即可（按220kV測控裝置壓板接入原理進行接入）。而針對后臺機不具備同期遙控功能的問題，則打開后臺機數據庫，將節點類型選擇為“測控”，將要進行同期操作的開關在開關表中“存在同期操作”選上，保存。此時，后臺進行遙控操作，即有同期操作菜單。其他廠家的測控裝置改造原理與此類似。

4、測控裝置同期功能的調試方法及注意事項

4.1同期功能的調試方法

電壓異常閉鎖:當測控裝置輸入Ua或Usa小于額定值的80%或大于額定值的120%時，應閉鎖同期合閘。

頻差閉鎖：假定某測控裝置同期定值中頻差閉鎖值為0.2Hz，檢驗頻差閉鎖值的方式如下：以母線側頻率為基準（線路側電壓和角度符合同期條件），在調試儀器中設母線側頻率為50Hz，線路側頻率為49.7Hz，則頻率差值為0.3Hz,同期合閘不成功。我們不斷增大線路側頻率，減少頻率差值，直到斷路器經同期合閘成功，便得到頻差閉鎖值。同理，同期角差、壓差閉鎖值的校驗方法與上面相同。值得一提的是，像南瑞繼保RCS-9705C型測控裝置，無壓方式有7種之多，如果每次都帶開關試驗，將造成開關頻繁分合，對開關造成損害，可以通過測量出口壓板電壓的方法來判斷是否有合閘出口。

4.2注意事項

由于目前測控裝置的生產廠家較多，那么在同期功能調試的過程中，可能因為忽略一些小細節，而導致同期調試的失敗。（1）注意線路PT的安裝相別。測控裝置中，一般只用一相線路電壓與母線電壓進行比較，而在110kV線路中只安裝單相PT，所以調試前必須去現場核查PT的安裝相別，否則有可能由于測控裝置內設置用于比較的相電壓與實際PT安裝相不符而導致同期功能無法實現。（2）注意線路抽取側電壓選擇的區別。一般線路二次側抽取電壓有57.7 V和100 V兩種。若同期控制字中定義抽取電壓為57.7V，則在壓差閉鎖試驗中，可直接用母線電壓與線路抽取電壓幅值的差來計算同期壓差閉鎖值。若同期控制字中定義抽取側電壓為100 V，則需先將母線電壓轉化為100 V，再通過計算母線與線路電壓的幅值差來驗證壓差閉鎖值。（3）注意同期控制字或同期定值的設置。不同廠家的測控裝置中同期控制字或同期定值的設置方法不同，最容易被忽視的是TA、TV斷線判別投入的問題。若TA、TV斷線判別投入，則在做同期實驗時，一定要加上所有的母線電壓值、線路電流值，否則TA斷線或TV斷線報警，同期合閘不出口；反之，TA斷線、TV斷線判別退出，則同期合閘只需要滿足相應的合閘條件即可。（4）同期定值更改時的注意事項。南瑞繼保RCS9700系列測控裝置，在更改同期定值后，需將裝置進行復歸操作，否則同期定值更改無效。國電南瑞科技NSD263系列測控裝置，在更改同期定值前需要將裝置面板上的設置按鈕拔到允許位置（更改后恢復到禁止），否則同期定值不能進行更改。（5）注意同期合閘時遙控的選擇方式。南國續保RCS9700系統測控裝置，在監控后臺進行遙控合閘時，有“一般遙控、檢同期、檢無壓、”3種選擇方式。若選擇一般遙控則合閘不經同期出口。北京四方CSL-200E系列測控裝置，后臺遙控合閘是不經同期出口的。若要進行同期合閘，在測控裝置投入同期軟壓板的前提下，必須在就地kk把手上進行手合操作，才經同期出口。（6）同期合閘遙控時的注意事項。國電南自PSR662系列測控裝置，當接收到斷路器非同期合閘命令時，遙控板（DO）發出OUT8出口命令后合閘。同期合閘時，遙控板先發出OUT8出口命令，綜合管理機驅使交流模塊（AC-2）啟動同期邏輯判別，滿足同期合閘要求則OUT1出口；但交流采集板無信號電源供給，不能發出OUT1出口命令，這時需要投入“遙控出口壓板”提供信號電源給交流集板，方可發出合閘命令。而國電南瑞NSD263系列測控裝置，同期功能邏輯別是在CPU板上進行的。

5、同期裝置的未來發展趨勢

5.1應具備實時測量合環點的功角值

在進行合環操作前必須確認因合環操作造成的潮流再分配，不致使新投入的原件（線路、變壓器等）因保護啟動或失步而再跳閘。所以裝置應能實時測量開環點的功角（正在運行的另半環的功角），該功角值確定了合環后新投入原件的潮流大小。

5.2應具備允許功角整定的元件

測量合環點功角的目的是通過實測值與允許值比較，確定是否可以執行合環操作。因此，需要設置允許功角整定的元件，確定是開放還是閉鎖合閘回路。這里應該特別強調的是當整定元件閉鎖了合閘回路時，既不應該放棄合閘操作機會，也不允許強行手動合閘。在運行方式較復雜，且一個允許功角定值不夠時，應具備遙控改變定值的可能。

5.3應具備向上級調度發送同期閉鎖條件、合閘方式等遙信信號功能

當合環點實測功角大于允許功角定值時，合閘回路將被閉鎖，此時應立即向調度發出合環操作不具備條件的遙信信號，例如“合環點壓差越限”、“合環點測量功角越限”、“檢同期合閘失敗”等，以便調度員及時實施潮流調配，創造合閘條件，一旦當條件滿足，立即實行自動合閘。

若上述3點功能得以應用，不僅大大提高了同期合閘的可靠性，還可以對目前正在研究開發的“調度防誤操作系統”中的部分功能提供理論和實際的支持。