二次回路優(yōu)化及一體化設(shè)計方案

趙亞飛 田俊強

(中國電力技術(shù)裝備有限公司鄭州電力設(shè)計院，河南 鄭州 450000)

0 引言

目前，國內(nèi)智能變電站工程中對一次設(shè)備智能化僅是通過GOOSE網(wǎng)和智能終端的構(gòu)建，實現(xiàn)一次設(shè)備和間隔層設(shè)備之間的數(shù)字化傳輸，僅將斷路器智能終端置于就地智能組件柜內(nèi)，沒有進行簡化集成一次設(shè)備內(nèi)部的二次回路，導(dǎo)致一次設(shè)備與智能終端的整合度低，未實現(xiàn)理想的一次設(shè)備智能化目標(biāo)。

目前智能化現(xiàn)狀主要原因是組成智能一次設(shè)備的一次設(shè)備、二次裝置、在線監(jiān)測傳感器等是由不同的廠家供貨，互相之間不夠了解導(dǎo)致無法融合為一個有機整體[3]。而當(dāng)前，經(jīng)過智能變電站的發(fā)展應(yīng)用，主要的一二次廠家已經(jīng)有了較為豐富的配合經(jīng)驗，具備了進一步提升的條件，特別是當(dāng)采用GIS/HGIS一次設(shè)備，設(shè)備本身集成度高，更有利于與二次裝置、接線的融合。

1 回路一體化設(shè)計

按照上述功能配置的分析，可以在壓力閉鎖回路、防跳回路、三相不一致回路實現(xiàn)一次設(shè)備二次回路的一體化設(shè)計，此外在信號回路、總位置回路、防誤閉鎖回路等也可進行設(shè)計優(yōu)化。

1.1 機構(gòu)壓力閉鎖回路設(shè)計

斷路器機構(gòu)的氣體壓力低時，需閉鎖跳合閘回路，由于機構(gòu)內(nèi)能提供原始接點有限，通常通過加裝中間繼電器重動來實現(xiàn)跳、合閘回路的閉鎖[1]。

智能變電站采用了智能終端，原來操作箱的功能已由智能終端完成，智能終端延續(xù)了原操作箱的配置，也設(shè)置了1YJJ和3YJJ回路。智能終端壓力閉鎖回路實際是對斷路器機構(gòu)信息的重動，可取消，僅保留斷路器機構(gòu)側(cè)壓力閉鎖回路[2](如圖1所示)。

1.2 三相不一致及信號回路設(shè)計

綜自站斷路器及隔離、接地開關(guān)除提供各種報警信號接點給監(jiān)控系統(tǒng)的測控裝置，實現(xiàn)信號的遠(yuǎn)傳，同時在匯控柜內(nèi)還設(shè)置了各種報警信號的指示燈；由于機構(gòu)內(nèi)原始的報警信號只有一個，為實現(xiàn)就地指示及信號遠(yuǎn)傳，在匯控柜內(nèi)還需要增加相應(yīng)的中間重動繼電器[3]。智能變電站采用了智能終端，智能終端就地安裝在匯控柜內(nèi)，智能終端采集斷路器、刀閘開關(guān)的位置狀態(tài)信號及報警信號，通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信號的遠(yuǎn)傳，所有的信號均可以在調(diào)度端顯示，因此可以取消匯控柜內(nèi)的信號指示燈和中間重動繼電器。

1.3 斷路器、開關(guān)機構(gòu)輔助接點的減少

綜自站的斷路器、開關(guān)機構(gòu)位置的輔助接點需求數(shù)量多，包括內(nèi)部電氣閉鎖、位置指示、三相不一致出口等以及遙信、保護等要求，通常斷路器、刀閘輔助接點需要不少于12開12閉。由于輔助接點數(shù)量多，在運行中有過因為輔助接點的粘連造成了二次回路異常，增加了維護工作量。

智能變電站可利用智能終端與GOOSE網(wǎng)絡(luò)信息的多播與共享機制，減少斷路器、開關(guān)輔助接點數(shù)量，雙套智能終端需要2開2閉輔助接點，聯(lián)鎖需要2對～3對接點，位置指示需要1開1閉輔助接點，再考慮2開2閉作為備用，總共只需輔助接點8開8閉。雖然減少的輔助接點數(shù)量有限，節(jié)省的費用有限，但可減少二次回路的維護工作量。

2 智能終端、斷路器機構(gòu)防跳回路融合

2.1 方案一：采用智能終端防跳

設(shè)計方案采用智能終端防跳時，需將斷路器機構(gòu)防跳中的52Y防跳繼電器回路斷開，并短接合閘回路中接點52YB，以拆除機構(gòu)防跳接線。

此設(shè)計方案的缺陷主要是在一些特殊情況下，需要手動就地操作斷路器時(如試驗檢修、線路充電等)，不具備防跳功能；機構(gòu)自身原因跳閘時(如斷路器內(nèi)三相不一致保護動作或偷跳等)，不能啟動防跳功能。

此外，還需注意兩套智能終端的配合。由于一般僅采用第一套智能終端內(nèi)的合閘回路，所以需將第二套裝置內(nèi)的相關(guān)信號送至第一套裝置，完善防跳邏輯。

2.2 方案二：采用斷路器機構(gòu)防跳

設(shè)計方案采用斷路器機構(gòu)防跳時，需將防跳回路中的TBJ繼電器電壓線圈回路斷開，并短接合閘回路中接點TBJ-4，以拆除操作箱防跳接線。當(dāng)智能終端采用軟件邏輯輸出接點時，可直接短接該接點。

此設(shè)計方案下回路較為簡單，且無論遠(yuǎn)方操作還是就地操作，均具備防跳功能。國家電網(wǎng)公司2013年修訂的保護“六統(tǒng)一”企標(biāo)中考慮智能終端已經(jīng)布置在就地，不存在運行環(huán)境區(qū)別，且雙套智能終端配合復(fù)雜，也規(guī)定：宜采用斷路器機構(gòu)防跳。因此無論是常規(guī)變電站還是智能變電站，均推薦采用斷路器機構(gòu)防跳回路。

2.3 兩種方案對比

如采用方案一智能終端防跳，在手動就地操作斷路器時不具備防跳功能，機構(gòu)自身原因跳閘時不能啟動防跳功能，且存在雙套回路對應(yīng)單套機構(gòu)合閘線圈的問題，原先研究認(rèn)為采用操作箱防跳能防止保護接點先斷弧實際上是由跳閘保持回路，而非防跳回路完成的，所以宜采用方案二斷路器機構(gòu)就地防跳。

因此，推薦方案二，采用斷路器機構(gòu)防跳。

2.4 斷路器機構(gòu)防跳的衍生回路解決方案

采用斷路器機構(gòu)防跳回路的方案簡單、可靠、全面，但在實際應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)衍生回路的問題，典型表現(xiàn)為防跳繼電器不能返回而引起的“只能合一次、第二次無法合閘”。如圖2所示，合閘命令結(jié)束后，操作箱跳位監(jiān)視回路仍與斷路器機構(gòu)的防跳繼電器回路，形成“正-TWJ-52YA-52a/1-52Y-負(fù)”通路，該情況均造成52Y繼電器無法降至返回電壓，繼續(xù)導(dǎo)通，52YB接點一直斷開合閘回路，無法合閘。

該問題本質(zhì)在于操作箱中跳位監(jiān)視回路或合閘保持回路與斷路器機構(gòu)防跳回路的配合問題，對于跳位監(jiān)視與斷路器防跳的衍生回路問題，可在TWJ繼電器接入機構(gòu)合閘回路前先串入防跳繼電器或斷路器的常閉接點，以阻止通路形成。該方法也不會影響合閘回路監(jiān)視的完成性。

常見的固定電阻方案，在出現(xiàn)匹配問題時需拆下電阻，更換合適阻值的電阻來解決。因此，前述可調(diào)電阻方案明顯優(yōu)于常規(guī)方案。

3 結(jié)語

本文在GIS機構(gòu)回路優(yōu)化方面，并充分利用智能組件GOOSE信息的多播與共享機制，取消機構(gòu)內(nèi)信號和閉鎖回路等冗余二次接線，取消就地橫向電氣聯(lián)閉鎖接線，減少斷路器、刀閘輔助接點、輔助繼電器、本體端子排數(shù)量，簡化斷路器控制回路。通過上述技術(shù)方案，可有效提高設(shè)計效率，減少機構(gòu)和智能組件的元器件配置，節(jié)省投資。