220kV雙母單分段母線冷倒遠(yuǎn)方遙控刀閘失敗原因分析研究

韋啟朋

摘要：500kV某變電站220kV母線為雙母單分段接線方式，220kV母線停電時(shí)，進(jìn)行冷倒方式遠(yuǎn)方遙控操作，部分刀閘出現(xiàn)遙控失敗[1]的情況，本文對(duì)此種刀閘遙控失敗原因進(jìn)行分析研究，并提出了解決的方案，有效的解決遙控失敗的問(wèn)題，確?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備遠(yuǎn)方遙控成功率為100%。

關(guān)鍵詞：雙母單分段;冷倒;遙控

引言

500kV某變電站220kV一次設(shè)備為雙母單分段運(yùn)行方式，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)及遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備廠家為國(guó)電南瑞科技股份有限公司，測(cè)控裝置為GE通用電氣公司產(chǎn)品，采用的是冗余雙網(wǎng)絡(luò)（A網(wǎng)和B網(wǎng)）架構(gòu)通信方式[2]。測(cè)控裝置主要用于對(duì)變電站一次設(shè)備的遙控操作，同時(shí)采集變電站站設(shè)備遙信、遙測(cè)信息，并上傳給監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)和遠(yuǎn)動(dòng)裝置，再由遠(yuǎn)動(dòng)裝置上送至上級(jí)電網(wǎng)調(diào)度主站。該站的測(cè)控裝置具有獨(dú)立的出口繼電器以及閉鎖繼電器[3]，測(cè)控裝置發(fā)出控制命令后驅(qū)動(dòng)出口繼電器動(dòng)作，使得出口繼電器接點(diǎn)閉合，電氣回路導(dǎo)通，從而可以遙控一次設(shè)備的分、合閘。

2020年10月13日500kV某變電站220kV#2M、#3M母線停電及送電冷倒過(guò)程中，220kV百德Ⅱ線20632刀閘、220kV百沙Ⅱ線20592刀閘、220kV百沙Ⅰ線20582刀閘遙控操作均出現(xiàn)失敗。其中220kV百德Ⅱ線測(cè)控裝置于2008年投運(yùn)，220kV百沙Ⅰ線、百沙Ⅱ線測(cè)控裝置于2018年投運(yùn)。變電站的測(cè)控裝置均為GE通用電氣公司產(chǎn)品，型號(hào)為D25[4]。站內(nèi)測(cè)控裝置與監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)動(dòng)裝置通信采用DNP3.0通信規(guī)約，遠(yuǎn)動(dòng)上送各級(jí)主站采用IEC60870-5-104規(guī)約。本文針對(duì)測(cè)控裝置冷倒遙控失敗問(wèn)題斤進(jìn)行分析研究，并提出幾種解決方案，具有很強(qiáng)的代表性及操作性，有效的解決遙控失敗問(wèn)題。

1.原因分析

針對(duì)220kV母線冷倒操作時(shí)出現(xiàn)部分刀閘遙控失敗進(jìn)行排查及分析，此次排查分為多個(gè)步驟進(jìn)行，具體排查步驟如下：

（1）將測(cè)控裝置設(shè)置的刀閘閉鎖邏輯與設(shè)計(jì)院的竣工閉鎖邏輯圖紙比對(duì)，測(cè)控裝置軟件閉鎖邏輯[5]設(shè)置正確與竣工圖紙一直，停電時(shí)對(duì)220kV百沙Ⅰ線測(cè)控裝置閉鎖邏輯進(jìn)行校驗(yàn)，閉鎖邏輯繼電器動(dòng)作正確，出口繼電器動(dòng)作正確。

（2）對(duì)測(cè)控裝置、出口繼電器、出口繼電器底座和接點(diǎn)回路重新進(jìn)行檢查及校驗(yàn)，遙控出口繼電器動(dòng)作正確。

（3）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)刀閘閉鎖回路，遙控出口回路進(jìn)行檢查，二次回路未發(fā)現(xiàn)有異常情況，對(duì)刀閘機(jī)構(gòu)檢查未發(fā)現(xiàn)異常，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行刀閘分合閘試驗(yàn)，刀閘動(dòng)作正確。

（4）對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)裝置進(jìn)行檢查，檢查遠(yuǎn)動(dòng)裝置的接收上級(jí)調(diào)度報(bào)文正確，遠(yuǎn)動(dòng)裝置對(duì)測(cè)控裝置下發(fā)遙控命令的報(bào)文正常，通信鏈路正常，但是現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備未出口動(dòng)作，判斷遠(yuǎn)動(dòng)裝置運(yùn)行狀況良好，測(cè)控裝置存在問(wèn)題。

（5）母線冷到操作時(shí)進(jìn)行報(bào)文分析，發(fā)現(xiàn)調(diào)度下發(fā)遙控預(yù)置、遙控命令、遙控執(zhí)行指令正確，但是閉鎖繼電器未出口，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步對(duì)D25測(cè)控裝置深入檢查發(fā)現(xiàn)，測(cè)控裝置接收一次設(shè)備位置變化后進(jìn)行閉鎖邏輯判斷正常，即閉鎖遙信點(diǎn)位置狀態(tài)變化正常，但閉鎖遙信點(diǎn)因狀態(tài)變化過(guò)快，無(wú)法正常驅(qū)動(dòng)閉鎖遙控輸出接點(diǎn)（即串入刀閘控制回路中的測(cè)控裝置閉鎖接點(diǎn)）。冷倒出現(xiàn)異常的間隔刀閘合位和分位位置變化時(shí)間間隔普遍為20ms以內(nèi)，而測(cè)控裝置配置內(nèi)閉鎖遙信驅(qū)動(dòng)閉鎖遙控輸出接點(diǎn)的脈沖展寬設(shè)置為1000ms，導(dǎo)致閉鎖繼電器無(wú)法正常驅(qū)動(dòng)出口。

以20583刀閘的閉鎖邏輯條件進(jìn)行分析：

第一種為單間隔正常停送電操作，其閉鎖邏輯如下：（2317分）·（2327分）·（205827分）·（205867分）·（20582分）·（2058分）;

第二種為母線停電操作時(shí)，遙控分合20583刀閘的操作，其閉鎖邏輯如下：（20582合）·（20233合）·（S20232合）·（2023合）·（2317分）·（2327分）。（其中2317、2327為母線地刀）

閉鎖邏輯中一次設(shè)備位置均取合位、分位雙位置接點(diǎn)。線路由200kV#2M停電負(fù)荷倒閘至#3M冷倒的操作順序?yàn)椋簲嚅_(kāi)2058開(kāi)關(guān)→拉開(kāi)20586刀閘→拉開(kāi)20582刀閘→合上20583刀閘→合上20586刀閘→合上2058開(kāi)關(guān)，其刀閘具體時(shí)間位置變化如下：

在拉開(kāi)20586刀閘后拉開(kāi)20582刀閘前，20583刀閘滿足閉鎖條件2，為允許操作。拉開(kāi)20582刀閘，當(dāng)20582刀閘合位為0時(shí)（此時(shí)合位為0，分位為0，即不定態(tài)時(shí)），20583刀閘同時(shí)不滿足閉鎖條件1和2，閉鎖邏輯去驅(qū)動(dòng)閉鎖繼電器，使閉鎖輸出接點(diǎn)由1變?yōu)?。當(dāng)20582刀閘分位為1時(shí)（此時(shí)合位為0，分位為1），20583刀閘閉鎖條件滿足條件1，閉鎖邏輯去驅(qū)動(dòng)閉鎖繼電器，使閉鎖輸出接點(diǎn)由0變?yōu)?。若刀閘的合閘位置變?yōu)榉珠l位置或者分閘位置變?yōu)楹祥l位置時(shí)間間隔過(guò)短（如5ms），測(cè)控裝置在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)出兩次閉鎖邏輯出口，閉鎖繼電器無(wú)法在很短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行兩次驅(qū)動(dòng)出口，導(dǎo)致閉鎖條件仍為0，從而導(dǎo)致遠(yuǎn)方遙控失敗。通過(guò)查看監(jiān)控后臺(tái)SOE記錄，部分間隔的刀閘在操作的過(guò)程中刀閘分、合閘輔助接點(diǎn)動(dòng)作的時(shí)間間隔僅為幾毫秒，而刀閘由開(kāi)始動(dòng)作至動(dòng)作結(jié)束時(shí)間需3-4秒左右，輔助開(kāi)關(guān)接點(diǎn)的動(dòng)作行為與刀閘實(shí)際動(dòng)作行程不符。

從上述可知，220kV雙母單分段母線冷倒操作時(shí)，部分間隔設(shè)備刀閘位置變位時(shí)間很短，GE公司的D25測(cè)控裝置無(wú)法在很短的時(shí)間內(nèi)兩次成功驅(qū)動(dòng)閉鎖繼電器，導(dǎo)致測(cè)控裝置中的閉鎖邏輯出現(xiàn)異常，無(wú)法正常與現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備實(shí)際動(dòng)作變化相對(duì)應(yīng)，導(dǎo)致閉鎖回路未導(dǎo)通，從而使刀閘遙控操作失敗。

2.解決措施

短期措施：

1、進(jìn)行220kV母線倒閘操作時(shí)，出現(xiàn)刀閘遙控失敗時(shí)，及時(shí)向調(diào)度申請(qǐng)重啟測(cè)控裝置或者對(duì)測(cè)控裝置內(nèi)的閉鎖接點(diǎn)重新置位使其繼電器重新驅(qū)動(dòng)，閉鎖輸出接點(diǎn)正常，從而使220kV母線冷倒操作順利。對(duì)D25測(cè)控裝置配置內(nèi)閉鎖遙信驅(qū)動(dòng)閉鎖遙控輸出接點(diǎn)的脈沖展寬時(shí)間進(jìn)行修改縮短，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，修改時(shí)間由原來(lái)的的1000ms變?yōu)?20ms，母線冷倒過(guò)程中閉鎖繼電器出口正常，刀閘遙控操作正常。

2、更換更加動(dòng)作靈敏的閉鎖繼電器，能使繼電器在很短時(shí)間內(nèi)配合測(cè)控裝置閉鎖邏輯輸出變化而變化，從而滿足現(xiàn)場(chǎng)的配置要求。

（2）長(zhǎng)期措施：

1、結(jié)合停電，調(diào)整刀閘輔助開(kāi)關(guān)或者調(diào)整刀閘輔助開(kāi)關(guān)，使刀閘操作過(guò)程上送的分、合閘位置變化時(shí)間實(shí)際動(dòng)作行程時(shí)間與分合閘實(shí)際動(dòng)作時(shí)間相符。

2、設(shè)備年限到期，結(jié)合技改更換D25測(cè)控裝置，經(jīng)了解D25測(cè)控裝置為上世紀(jì)90年代的產(chǎn)品，測(cè)控內(nèi)使用的硬件均為老舊瀕臨淘汰的產(chǎn)品（CPU主頻低、內(nèi)存緩存小、網(wǎng)絡(luò)處理能力差），很難滿足現(xiàn)階段電網(wǎng)大數(shù)據(jù)量、高精度、強(qiáng)大處理能力、強(qiáng)大通信能力的要求。D25的配置參數(shù)比較低，已經(jīng)并不能適應(yīng)目前智能化、數(shù)字化的要求，設(shè)備到期后需要進(jìn)行全站的測(cè)控裝置改造，以滿足設(shè)備的穩(wěn)定性、實(shí)用性、安全性要求。

3.結(jié)論

目前經(jīng)過(guò)對(duì)D25測(cè)控裝置配置內(nèi)閉鎖遙信驅(qū)動(dòng)閉鎖遙控輸出接點(diǎn)的脈沖展寬時(shí)間改短及驗(yàn)證后，設(shè)備遙控正常。測(cè)控裝置軟件邏輯功能的實(shí)施，需要與現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備本身特性相結(jié)合，調(diào)試和維護(hù)檢修期間應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注裝置內(nèi)部參數(shù)的設(shè)置，并經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)全局性的一次設(shè)備遙控出口測(cè)試，因?yàn)?20kV為雙母單分段的特殊性，線路間隔對(duì)應(yīng)的閉鎖邏輯就存在冷倒閉鎖邏輯、正常停送電閉鎖邏輯，單獨(dú)的某一個(gè)間隔的一次設(shè)備分合閘遙控出口測(cè)試并不能全部反映出所有的閉鎖邏輯是否與現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備相兼容的問(wèn)題。因此今后新設(shè)備投運(yùn)或新建站進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收時(shí)，要全部進(jìn)行系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)操作測(cè)試驗(yàn)證，才能確保測(cè)控裝置的閉鎖邏輯正確性，保證設(shè)備的可靠的遙控操作，以及電網(wǎng)的安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

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