數字化變電站保護壓板操作的影響因素及處理措施

郭素梅，高新強，韓曉雯

(1.邯鄲供電公司，河北 邯鄲 056002；2.華北電力大學，北京 102206)

1 概述

數字化變電站是智能化電網建設的基礎，數字化變電站二次設備全部基于標準化、模塊化的微處理機設計制造，設備間的連接全部采用高速網絡通信，用GOOSE網絡信號代替了智能設備間的硬接線通信方式，簡化了二次系統接線。同時變電站實現無人值班是電網技術發展與運行管理改革的趨勢，變電站無人值班要求變電站的設備安全、可靠、可控、可知，并且具備完整的保護遠方遙控功能，這樣有利于監控人員在保護裝置發生異常的情況下對保護信息做出正確分析，并采取防止發生電網事故的措施，確保電網安全穩定運行。

邯鄲名府220 kV變電站作為河北省南部電網第一座按照無人值班要求設計的數字化變電站，取消了保護屏上所有保護功能、跳閘出口硬壓板，采用通過保護裝置的數據通信接口接至遠動機，由后臺監控系統或集控監控系統實施遙控操作的軟壓板。軟壓板名稱、投入退出狀態與常規綜合自動化變電站硬壓板作用相同，能夠滿足運行方式的需要，經過1年多試運行，取得了良好的運行效果。

2 數字化變電站保護壓板的特點

a. 數字化變電站保護屏取消了硬壓板設置，保護功能和跳閘出口投入或退出均通過后臺或集控監控系統遠方遙控軟壓板來實現。軟壓板是保護裝置設置的控制字，避免了硬壓板因連片接觸不良或兩端存在電壓，可能造成保護誤動或拒動。它和硬壓板作用一樣，僅實現投入和退出(1和0)2個狀態，但沒有硬壓板直觀。

b. 后臺或集控監控系統通過保護數據口報文發遙控命令，修改保護內部控制字，實現保護功能投入或退出。當保護壓板狀態發生變化時，保護裝置液晶屏和監控系統將發出遙信變位告警，以便通知運行人員及時核對相應狀態。

c. 監控系統中軟壓板和保護裝置內部壓板構成聯動方式，即監控系統軟壓板和相應保護裝置內壓板一一對應，在監控系統或保護裝置內任一處操作，即可完全斷開相應回路，消除寄生回路，MMS網線是各智能電子設備與后臺監控系統交換實時數據和監控信息的橋梁。

d. 各保護室配置保護信息交換機，接入并實現各保護信息的規約轉換，交換機通過串口與監控系統相連。監控系統通過與保護信息交換機通信，按保護裝置提供的規約和協議、應用信息定義，實現與保護信息的數據通信，獲得各類保護信息，并對保護壓板實現遙控功能。

e. 智能終端中設置保護跳閘出口、檢修狀態壓板，在GOOSE報文中帶有裝置“檢修狀態“位，接收GOOSE報文的智能設備檢查報文與自身裝置“檢修狀態”位的一致性，一致則動作，不一致則不動作，只做事件記錄和狀態顯示，可用于GOOSE檢查,大大提高了全站的自動化水平。

3 保護壓板使用中易發生的問題

a. 邯鄲名府220 kV變電站運行過程中，保護遙控監控系統通過保護數據報文發遙控命令，與保護開入回路組成邏輯回路。是否允許保護遠方操作受“遠方/就地”投切開關影響，當切至“就地”時，只能由檢修人員修改保護裝置軟壓板，切至“遠方”時，運行人員可以通過監控系統遙控操作軟壓板。遙控操作軟壓板回路由于受監控系統運行情況、MMS網絡、開關遠方就地切換開關等影響，造成無法遠方操作軟壓板。

b. 在檢修試驗中，保護壓板的操作沒有硬壓板直觀方便，檢修設備跳運行設備二次回路無法做防范措施，可能會造成誤投退保護。

c. 智能終端內的“GOOSE測試硬壓板”、保護裝置的“檢修狀態軟壓板”在運行中狀態不一致，可能造成保護拒動。

4 影響保護壓板操作的因素及處理措施

傳統變電站二次保護屏柜的端子排之間采用電纜連接，并在端子排和保護裝置間加裝壓板，可用高內阻電壓表測量跳閘壓板兩端電位,退出保護壓板時有明顯的斷開點，方便做安全措施有效隔離，減少人為誤投退保護。與傳統變電站二次保護投退壓板相比，數字化變電站壓板需在后臺監控系統操作，操作復雜且易受網絡等多種因素影響而發生誤退投或無法操作。

4.1 誤投退

4.1.1 后臺或監控系統保護壓板圖元不規范

后臺監控系統壓板無論在投入或斷開狀態，全部采用1種顏色圖元，不直觀，無明顯斷開點，操作時容易造成運行人員誤投退壓板。此情況可采取如下處理措施。

正常操作時，遙控操作保護壓板應填寫操作票，2人操作，認真執行監護復誦制度。在后臺或監控系統中，壓板狀態圖元增加投入和退出拓撲功能，顏色隨著投入或退出狀態而變化，壓板圖元顯示紅色且連接表示在投入狀態，圖元顯示綠色且斷開表示在斷開狀態，標識明確，一目了然，可有效防止運行人員誤操作。

4.1.2 工作溝通不當

檢修試驗中，在后臺監控系統操作退出220 kV分路啟動失靈壓板、檢修主變壓器聯跳運行母聯斷路器壓板后，在檢修的間隔保護、主變壓器保護屏、后臺監控系統無法做安全措施，可能造成運行或檢修人員誤投壓板，造成誤跳運行斷路器。

檢修人員可在作業指導書中將檢修設備跳運行斷路器保護壓板列為危險控制點，在保護屏處設明顯提示標志，設“禁止投入”掛牌提示運行人員嚴禁操作退出檢修設備跳運行開關壓板，防止運行人員誤投后臺監控系統軟壓板，造成保護人員誤傳動運行斷路器。后臺或集控監控系統中實現在壓板投退中出現誤操作時系統會發出告警和語音提示功能，可有效確保保護壓板操作的正確性。

4.2 無法操作

4.2.1 監控系統壓板與保護壓板實際位置不一致

根據IEC 61850通信協議，數字化變電站自動化系統采用分層、分布式網絡結構，由站控層、間隔層和過程層三部分組成。在檢修試驗過程中，檢修試驗作業主要集中在間隔層和過程層，智能設備檢修試驗后光纖的恢復是否正常，另外受MMS網線影響，保護裝置內“GOOSE投退”置于禁止狀態，造成后臺監控系統無法操作軟壓板。

加強操作軟壓板職責分工，運行人員進行保護裝置與后臺監控系統壓板的一致性驗收，后臺監控系統按間隔壓板明細驗收表進行投退，檢修人員核對保護裝置動作行為正確與否。當后臺監控系統無法操作軟壓板時，重點檢查MMS網線通信是否正常,必要時進行GOOSE斷鏈驗收，驗收時需重啟智能設備。保護裝置檢修試驗后，驗收裝置內部的“GOOSE投退”置于允許狀態，并重啟保護裝置，檢驗光纖連接正常，重新刷新后臺監控系統。

4.2.2 保護軟件升級

保護裝置軟件升級、配置文件發生變化，造成后臺監控系統無法操作軟壓板。

保護裝置升級后，必須確認全站SCD文件、各智能電子設備CID和ICD文件、交換機配置文件的正確性。單個智能裝置的軟件升級不能改變裝置的配置文件，如確需改動的必須經保護管理部門批準，同時改變全站的配置文件。保護裝置軟件升級、配置文件發生變化后，必須重啟相關智能裝置，并且在后臺監控系統進行全面壓板操作核對。

4.2.3 間隔信號復歸功能不完善

恢復保護測控裝置告警信號，后臺監控系統信號不隨之消失，同時后臺監控系統具備強制復歸功能，無論智能裝置信號狀態如何，后臺監控系統都能通過強制復歸相關告警信息，這樣造成智能裝置檢修試驗后光纖連接錯誤，光纖通道異常，不能從后臺監控系統正確判斷，通過后臺監控系統操作軟壓板保護裝置沒有反應。

驗收智能終端裝置時，需重啟相關智能裝置，確保光纖連接正常，后臺監控系統軟壓板能夠正常操作。在后臺監控系統復歸信號前，必須檢查保護裝置面板各種信號燈正常后，方可遠方復歸。

4.2.4 智能設備硬件故障

測控、保護裝置硬件損壞，MAC地址發生改變，造成后臺監控系統和智能裝置之間不能互相操作保護壓板，測控、保護裝置或后臺監控系統感染病毒。

更換智能電子設備硬件后，確認MAC地址是否改變，如果MAC地址發生改變，必須變動相關配置文件，并傳動正常，驗收時檢查后臺監控系統保護壓板和保護裝置內部保護壓板控制字相對應。加強廠家人員管理，調試用設備做到專機專用。嚴禁在后臺監控系統安裝非法程序，嚴禁插入來源不明的移動存儲設備，并做好容災措施。

4.2.5 后臺監控系統故障

后臺監控系統重復下達不同指令，后臺監控系統死機; 后臺監控系統主機、備機同在1套保護裝置的界面進行操作，造成保護裝置不能正確執行指令。后臺監控系統與各智能設備通信中斷，保護裝置進行傳動試驗后，無法保證后臺監控系統軟壓板與保護裝置內部軟壓板的一致性，后臺監控系統不能進行有效操作。

后臺監控系統重復下達不同操作指令，前一指令未被執行或取消，后一指令又下達，將會造成后臺監控系統死機。避免主、備監控系統同時進行遙控操作，要求在主機上優先執行遙控操作，當主機故障時，可自動切換備機監控系統運行，可進行遙控操作，列入現場規程。后臺監控系統通信恢復后，必須重啟保護裝置，刷新后臺監控系統畫面，保護壓板重新對位。

5 結束語

通過邯鄲名府220 kV數字化變電站運行情況及檢修試驗，了解了保護壓板可能存在的誤操作和無法操作的問題，積累了部分確保保護壓板正常運行的經驗。隨著智能化變電站推廣應用，保護軟壓板將被廣泛使用，但是二次設備的建模和通信傳輸沒有標準可以借簽，這就需要在實踐中不斷積累保護壓板正常運行的技術與管理經驗，適應變電站無人值班的需求，確保電網安全穩定經濟運行。