變電站主變電壓遙測量接入方式的探討

陸 翔，吳國強，于海生

（國網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司，浙江 湖州 313000）

變電站主變電壓遙測量接入方式的探討

陸 翔，吳國強，于海生

（國網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司，浙江 湖州 313000）

分析了某變電站一起主變遙測數(shù)據(jù)中斷故障的原因，通過對故障處理過程以及設備運行現(xiàn)狀的分析，指出與保護共用電壓切換裝置的主變電壓測量存在一定風險，提出了相應的對策。在變電站二次回路六統(tǒng)一設計模式中，應進一步明確主變電壓遙測量接入方式，消除可能的安全隱患。

電壓切換；遙測量；采集

變電設備遙測數(shù)據(jù)是監(jiān)視變電站電氣一次設備和電網(wǎng)運行狀況的重要依據(jù)，主變各側(cè)電壓的遙測量更是分析電網(wǎng)潮流的關鍵數(shù)據(jù)。由于變電站投運時間的差異，變電站二次回路設計工作也不盡相同，由此產(chǎn)生了某些變電站在主變壓器（簡稱主變）各側(cè)電壓遙測量接入方式上存在很大的差異。

通過對某220 kV變電站有功遙測數(shù)據(jù)突變故障原因的解析，提出了主變遙測量接入方式的幾種方案。

1 故障原因及處理

圖1 某220 kV變電站主接線

1.1 故障概述

該220 kV變電站有1號、2號2臺主變，220 kV及110 kV側(cè)均為雙母接線。如圖1所示。

某日，該站2號主變第1套微機保護裝置報“采樣校驗出錯”。檢修人員檢查后認為需將2號主變第1套微機保護（RCS-978，南瑞繼保，2011年11月投運）改信號狀態(tài)重新設置參數(shù)。經(jīng)咨詢廠家技術人員，參數(shù)設置后需要對保護裝置進行斷電重啟。當斷開2號主變第1套微機保護裝置直流電源開關1-1DK時，2號主變保護屏上電壓切換裝置同時失電，2號主變220 kV及110 kV測控裝置交流電壓突變?yōu)榱悖鹩泄b測數(shù)據(jù)突變。

1.2 檢查情況

查看圖紙，2號主變220 kV與110 kV保護電壓均通過本屏上的電壓切換裝置切換后送至本保護裝置，而主變測控裝置220 kV與110 kV測量電壓均取自主變保護A屏的切換后電壓。而相鄰的1號主變保護A屏、B屏與測控裝置測量電壓均取至C屏電壓切換箱切換后電壓。

2號主變保護A屏和B屏均只配置了1個直流開關，2號主變第1套微機保護裝置直流電源空開關命名為“2號主變第1套主變保護裝置直流開關1-1DK”。而A屏電壓切換箱的直流電源取自1-1DK的下樁頭，與2號主變第1套微機保護裝置合并用1個直流開關。

1.3 原因分析

檢修工作中需要斷開2號主變第1套微機保護裝置電源進行缺陷處理，但該電源的開關實際上控制了2號主變第1套微機保護裝置和2號主變第1套電壓切換裝置兩個裝置的電源。2號主變第1套電壓切換裝置失電后，其輸出的交流電壓同時失去，導致2號主變220 kV及110 kV遙測電壓數(shù)據(jù)突變?yōu)榱恪?/p>

2 分析和思考

2.1 設計與反措

QGDW-11-220-2009《浙江電網(wǎng)220 kV繼電保護標準化設計典型二次回路規(guī)范》5.3條規(guī)定：交流電壓回路：主變保護A、B柜各配置1個高、中壓側(cè)電壓切換箱，兩套保護高、中壓側(cè)電壓輸入與兩個電壓切換箱相關回路一一對應。電壓切換繼電器采用單位置繼電器，隔離開關輔助接點采用常開接點單接點輸入方式，電壓切換回路和保護裝置采用同一直流電源[1]。

根據(jù)國家電網(wǎng)公司《十八項電網(wǎng)重大反事故措施（修訂版）》，有如下要求：

（1）2套保護裝置的直流電源應取自不同蓄電池組供電的直流母線段。

（2）2套保護裝置與其他保護、設備配合的回路應遵循相互獨立的原則[2]。

對于“電壓切換回路和保護裝置采用同一直流電源”的理解，可以采用如前面所述由一個開關控制2個裝置。而在對其他變電站主變保護屏相關回路進行排查后發(fā)現(xiàn)，也有采用2個獨立的開關分別控制兩個裝置的方式，這2個開關直流電壓均取自同一蓄電池組供電的直流母線段。

由此可以看出，典型設計和十八項反措的要求，主要目的是防止在某一蓄電池組的直流母線段失電后引起電壓切換裝置失電，使得保護裝置失去交流電壓影響正常的保護功能。只要保護屏內(nèi)的保護裝置和電壓切換裝置電源均取自同一蓄電池組供電的直流母線段，就可以滿足典型設計和十八項反措的要求。

2.2 現(xiàn)場排查情況

根據(jù)該220 kV變電站出現(xiàn)的問題，對其他的依據(jù)典型設計要求設計施工的5個220 kV站的7臺主變的保護及測控裝置進行了排查。其保護屏上的直流電壓接線情況如表1所示。

表1 各站主變電壓回路排查表

可見，直流電源分配方式有2種，既可采用共用開關，也可采用獨立開關，但應對共用的開關名稱作出明確標識。

由表1的排查內(nèi)容可見，對于測控裝置遙測電壓的接入主要有3種方式：保護屏電壓切換裝置切換后電壓；測控屏電壓切換裝置切換后電壓、計量電壓；實際上，就是主變電壓遙測量的采集是通過專用切換裝置還是共用切換裝置的區(qū)別。

2.3 采用共用切換裝置的缺點

Q/GDW-11-217-2009《浙江電網(wǎng)220 kV變壓器保護標準化設計規(guī)范》5.12條規(guī)定：……電壓切換箱和保護裝置采用同一直流電源。電壓切換只切保護電壓，測量、計量和同期電壓切換由其他回路完成[3]。表1中，A，B，C站的設計雖然滿足“電壓切換箱和保護裝置采用同一直流電源”，但不符合“測量、計量和同期電壓切換由其他回路完成”之要求。同時，變壓器保護中的電壓切換裝置只切保護電壓，遵循了國網(wǎng)公司十八項反措中15.2.1.4的繼電保護裝置與其它設備的回路相互獨立的原則。

發(fā)生故障的變電站主變保護屏上切換后的電壓提供給測控裝置作為遙測量，使得保護裝置與測控裝置之間存在了電的聯(lián)系，同時保護屏上直流開關的操作也影響到了測控裝置遙測量的采集。同樣的，如果采用表中E站的方式，將計量電壓作為主變電壓遙測量，同樣存在類似的問題，特別是計量電壓的切換采用繼電器重動的方式，其電磁型繼電器的性能和可靠性比保護用的電壓切換裝置更低。

此外，保護和計量用的電壓互感器二次繞組的準確級不同，容量也不同，作為主變電壓遙測量，采用計量電壓的準確度高于保護電壓。

2.4 采用專用切換裝置的優(yōu)缺點

主變測控屏上配置專用的電壓切換裝置，減少了與其他二次設備之間電的聯(lián)系，保證了遙測量采集的獨立性。在變壓器遙測數(shù)據(jù)對于電網(wǎng)運行的重要性越來越高的今天，獨立、專用的電壓切換回路無疑是最可靠、安全的配置。

然而，近期按照新的典型設計規(guī)范要求投運的變電站，采用計量電壓和專用切換裝置2種方式均存在。如采用專用切換裝置，應明確電壓取自母線設備測控屏上的兩組電壓互感器。

3 對策

3.1 嚴格執(zhí)行反措及設計規(guī)范

國家電網(wǎng)公司十八項反措和浙江省電力公司典型設計規(guī)范中，明確了繼電保護裝置及其二次回路的獨立性。作為廠站自動化系統(tǒng)中重要的組成部分，測控裝置及其二次回路也應同其他設備和回路滿足相互獨立的原則。尤其是在關系到全站和電網(wǎng)潮流分析的關鍵數(shù)據(jù)的采集上，需要在可靠性和安全性上得到進一步保障。

在變電站設計方案交底、現(xiàn)場施工、投產(chǎn)驗收等階段，均應嚴格按照反措和典型設計的要求，明確主變電壓遙測量的接入規(guī)范。

3.2 整改方案實施

按照省公司QGDW-11-220-2009設計的新投產(chǎn)或?qū)嵤┘几牡闹髯儽Ｗo屏，凡在A屏、B屏上既有主變保護裝置，又有電壓切換裝置，應核查屏后直流電源開關。如2臺裝置共用1只開關，應檢查其開關命名，并明確該開關控制的裝置名稱。存在標識不清、開關功能不明確的，應告知運維部門更改開關標識。

對于測控裝置和保護裝置共用電壓切換裝置的變電站，如發(fā)生裝置電源插件故障，直流接地查找等需要斷開直流電源，引起切換后電壓無輸出的，必須確認是否可能導致測量數(shù)據(jù)突變的可能性，并及時通知主站自動化人員進行數(shù)據(jù)封鎖。

3.3 增加反措項目

對于與保護共用電壓切換裝置的主變電壓遙測量采集方式，雖然可以采取加強現(xiàn)場管控措施避免遙測量突變，但這種采集方式仍存在一定的風險，且不符合典型設計要求，有必要實施專項反措。

按照典型設計要求，取消保護屏至主變測控屏的交流電壓回路，實現(xiàn)保護、測控電壓二次回路完全獨立，增加主變測控裝置專用的電壓切換裝置，接入母線電壓互感器二次測量繞組電壓，提高主變電壓遙測量的準確度。

4 結語

通過對一起主變電壓遙測量突變故障的分析，指出變電站主變電壓遙測量接入方式上存在的問題。應通過規(guī)范設計原則、現(xiàn)場整改、列入反事故措施等方法，從設計、施工、驗收等環(huán)節(jié)層層把關，提高主變電壓遙測量數(shù)據(jù)的可靠性。

[1]浙江省電力公司.QGDW-11-220-2009浙江電網(wǎng)220 kV繼電保護標準化設計典型二次回路規(guī)范[S].

[2]國家電網(wǎng)公司.十八項電網(wǎng)重大反事故措施（修訂版）[G].

[3]浙江省電力公司.Q/GDW-11-217-2009浙江電網(wǎng)220 kV變壓器保護標準化設計規(guī)范[S].

（本文編輯：楊 勇）

Discussion on Connection Mode of Remote Voltage Measurement of Main Transformer in Substation

LU Xiang，WU Guoqiang，YU Haisheng
（State Grid Huzhou Power Supply Company，Huzhou Zhejiang 313000，China）

This paper analyzes reasons of a remote data measurement interruption failure of main transformer in a substation.By analyzing the failure solution process and the operation status of the equipment，this paper indicates that it is risky to measure main transformer voltage that protects common voltage switching device. The paper also proposes some countermeasures.In the"Six Unification"design of the substation secondary loop，connection mode for remote measurement of main transformer voltage should be clarified further to eliminate potential safety risk.

voltage switching；remote measurement；acquisition

TM764

B

1007-1881（2015）09-0040-03

2015-02-11

陸 翔（1976），男，工程師，從事繼電保護自動化專業(yè)管理工作。