探討變電站自動化事故總信號的設計與實現

鄭汝成，鮑正迪，張俊偉

（南瑞集團有限公司/國網電力科學研究院有限公司，江蘇南京，211106）

0 引言

本文將從廠站端對站內數據信息進行篩選合成事故總信號上送的角度出發，來理清廠站事故總的設計與實現。

1 事故總信號的設計

1.1 設計內容

廠站事故總信號是調度主站自動化系統自動判別廠站是否事故跳閘的最有力的判據，同時啟動事故音響并推事故畫面。因此，事故總信號的設計必須保證全站唯一性，合并來源應該取自能夠使站內開關發生變位的信號或事件。而且，事故總信號還要保證其正確性和可靠性，不能誤報或漏報。

1.2 技術原理

廠站按照間隔劃分，分別設計出間隔事故總，且間隔事故總由合后繼電器HHJ（KKJ）和跳閘位置繼電器TWJ 接點串聯，并經過一定軟件延遲而成。然后再由間隔事故總信號以或邏輯軟件計算出全站事故總信號或者各級調度主站所定制的不同形式的事故總信號，如220kV電壓等級事故總、網調事故總等。其本質就是基于開關位置不對應機制來表征非正常操作開關所致。

2 事故總信號的實現

2.1 早期硬接線/小母線形式實現

廠站早期的事故總是由每個回路的TWJ和KKJ串聯產生的單回路事故總分別上送到全站事故總小母線，然后接入到RTU上送。這種新式的事故總一旦發生事故或者接點誤報，需要一個個排查回路，且沒有自動復歸功能，無法保證事故總恢復期間再次發生事故跳閘而全站事故總的可靠動作。

2.2 保護信息軟件合成實現

在間隔無法直接獲取間隔事故總硬接點信號時，往往通過將保護出口硬接點信號或者保護出口通信軟報文事項信息逐一邏輯或實現，當然保護軟報文需要先進行保護轉遙信操作，可以在保護裝置內部自動產生保護軟報文虛遙信或者通過保護管理機將保護軟報文進行轉換。保護軟報文基于邏輯或實現事故總信號，首先需要對保護信息進行信息分類篩選，優先采用事故信號類別的硬接點；其次，注意區分同一個保護事項名稱是告警還是出口，比如過負荷信號是過負荷跳閘信號還是過負荷告警信號；然后，保護信息需要和開關位置邏輯與進行計算以產生可靠性的間隔事故總信號。比如保護出口信號和開關分位信號要在給定的時間參數內同時發生，才能產生間隔事故總。通過軟件實現的事故總合成信號，很容易出現重復合并或遺漏未合并的情況發生，這就要求聯調時需逐一進行事故總實際加量驗證，注意保護出口繼電器的時間參數跟測控遙信開入的去抖時間匹配。比如保護出口信號發生時繼電器保持20ms，這就要求測控裝置的接入該信號的開入防抖時間設置20ms以內。

2.3 軟硬件優化事故

為了滿足事故總合成的可靠性，要優先采用TWJ+KKJ輸出的間隔事故總硬接點；為了滿足唯一性，每個間隔只合成這個間隔的事故總，不要再重復合成保護出口信息；為了滿足完整性，要求合并來源必須是能使開關發生變位的所有信號，含重合閘和備自投信息；為了滿足實用性，合成事故總要有一定的延遲以躲避手合手分帶來的短暫信號誤報，同時要具有自動復歸功能以保證多次事故總發生都能事故推畫面和啟動事故音響；為滿足時效性，軟件合成計算時間片要在毫秒級，而且信號來源要采用觸發式不能是掃描式；為滿足追憶性，合成事故總的soe時報采用源時標，且建議為長時標。以上幾個條件同時滿足，即是本文所建議的優化事故總的最終形式。其優化示意如圖1所示。

圖1 優化事故總的示意圖

3 常見事故總信號誤發分析

3.1 事故總信號計算結果導致誤發

事故總信號軟件計算的時間片太短會對裝置的CPU負荷影響較大，使得邏輯計算的進程發生跳變或者退出，這樣在源信號沒有發生的情況下，計算結果遙信導致事故總計算誤發。對此，邏輯計算的進程就需要有自診斷信息和看門狗自啟動核心進程監視，一旦出現計算故障能夠自修復。

3.2 事故總信號計算來源導致誤發

事故總信號邏輯或計算來源合并錯誤或者重復合并導致的誤發。比如間隔事故總。比如間隔事故總信號=保護出口+分閘，而保護出口信號接到測控裝置的硬接點信號采用保護出口的磁保持繼電器而不是瞬動繼電器，這樣在保護出口繼電器未復歸情況下，開關分位輔助接點發生正常分閘操作，也會產生事故總信號發生。這個在一些較早的綜自變電站當調度遠程遙控操作分閘時常常發生。為此，保護出口繼電器優先選擇瞬動接點，而且分閘輔助接點常開常閉同時選擇，優化后間隔事故總信號=保護出口+開關分閘常開+開關分閘常閉非計算取反。

3.3 事故總信號計算機制導致誤發

事故總信號計算機制在早期的RTU或綜自變電站內采用的是全景掃描的方式進行定時計算。當掃描到計算來源的信號狀態發生變化時，然后再按照設定的時間片進行事故總計算。這樣不好的地方在于當來源信號很多的情況下，掃描一遍的周期比較長，而事故總計算的時間片超前或滯后，都會造成一定程度的計算偏差。對此，優化的方式建議采用來源信號的觸發機制，并嚴格選取好來源信號的上升沿還是下降沿，時標可設定是否取自源時標。

3.4 事故總信號計算過程導致誤發

所謂事故總信號計算過程是在事故總信號進行計算合成的過程中，突然發生低周減載聯切出口，事故總計算正確并上送，而事故總信號自動復歸的時間還未到，事故總還在動作狀態，此時又突發另一起保護出口跳開關事件，這樣事故總無法再次觸發變位，因而導致事故總漏發。針對這種計算過程的偶發情況，建議采用緩存計算堆棧觸發方式在事故總復歸后即刻補發。

4 結語

通過文中分析和探討，可以看出：全站事故總對調控運維的重要性和實現方式的差異性。利用保護出口信號邏輯計算實現事故總的方式，能夠啟動事故音響并觸發事故推畫面功能, 卻無法涵蓋開關偷跳導致事故總的情況；而通過傳統KKJ（HHJ）合后接點串接TWJ跳位接點的位置不對應啟動事故總的方式，并配合軟硬件優化實現合后接點的遠方復歸和置位, 才能表征事故總的完整和準確；最后再引入事故總自動復歸和COS遙信變位觸發機制，電網調度自動化監控系統可以方便地判斷廠站事故跳閘情況, 進而增加和完善了電網調控的功能應用, 更好保障了各級調度運維監視的可靠性和安全性。

[1]國電南瑞科技股份公司.NSR612R線路保護測控裝置技術使用說明書[Z]．南京: 國電南瑞科技股份公司,2008年2月.

[2]徐于海,干銀輝.變電站自動化系統中事故總信號現狀及問題[J].江蘇電機工程,2004，23( 2)：62．

[3]朱駿.變電站監控系統事故總信號解決方案探討[J].電力自動化設備,2015，43(6)：112-114．