變電站事故總信號的實現及其改進

饒 威

（江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇 常州 213000）

變電站事故總信號的實現及其改進

饒 威

（江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇 常州 213000）

本文分析了變電站事故總實現的多種方式，對比了其優缺點，針對當前變電站廣泛采用的不對應方式起動事故總存在的復歸易誤操作的弊端，提出了兩種解決方案，為事故總復歸的操作增強了安全性，提高了系統運行的穩定性。

變電站；事故總；不對應方式

根據變電站綜合自動化的相關規程規定，變電站內開關出現事故跳閘時，變電站所屬的當地監控及集控站、相關調度的 EMS均應出現相關的推畫面。而監控中心集控站和調度中心EMS是依據事故總信號對變電站是否發生事故跳閘進行判斷的，這就要求每個變電站必須通過遙信信號形式上送一個正確、可靠全站事故總信號[1]。

1 事故總概述

根據變電站電力生產慣例，變電站內開關發生事故跳閘是作為事故總信號產生的依據。如何判斷開關的跳閘（分閘）為事故跳閘，而不是正常的倒閘操作，是解決事故總信號實現的首要問題。20世紀90年代初期，計算機技術發展相對落后，計算機監控系統在變電站內只能起到輔助作用，事故跳閘是在中央信號和控制屏的基礎上，根據開關位置和控制把手位置的不一致來判斷的。隨著計算機技術的飛躍發展，電網自動化水平的提高，事故跳閘的表達已發生了巨大變化，事故總信號的實現方式也有了較大變化。

目前，事故總信號產生的原理主要有兩大類，保護動作起動方式和不對應起動方式。保護動作起動方式，主要通過軟件方式對開關的保護動作信號進行匯總發出；不對應起動方式則通過硬件電路的方式對開關的事故跳閘進行準確判斷而發出。

2 保護動作起動方式

根據保護動作信號合成事故總信號的方式，又可以將保護動作起動方式細分為保護動作信號直接起動方式和保護動作信號軟件定義方式兩種[2-3]。

2.1 直接起動方式

在保護動作信號直接起動方式中，站內各間隔保護裝置產生的瞬動保護動作信號，直接在遠動系統進行邏輯或運算合并，產生變電站事故總信號，如圖1所示。

這種方式下，變電站事故總信號二次接線比較簡單，主站及后臺 SCADA系統能很好地實現事故跳閘告警、事故推畫面等功能。此外，由于保護動作信號的瞬動性，事故總信號不需要進行復歸和置位，維護方便。

但這種方式存在很大的問題，首先，在保護裝置進行定檢時，會產生大量的保護動作信號，從而會不斷觸發事故總信號，系統頻繁告警，提示發生事故，嚴重影響調度員的判斷；其次，由于系統需要，設備間隔不斷擴建，保護動作信號的數量急劇增加，會出現遠動系統中合并保護動作信號的容量配置不足；更重要的是，事故總由保護動作起動，這就不能反映出開關本體或其操作機構、回路的故障造成的開關事故跳閘（偷跳）的情形，造成事故總信號的漏報[4]，這在實際生產中顯然是不合適的。

圖1 保護動作信號直接起動事故總

2.2 軟件定義方式

在保護動作信號軟件定義方式中，站內各間隔保護裝置產生的保護動作信號，先在測控裝置中通過軟件定義的方式邏輯或運算合并成間隔事故動作信號，并定義為間隔測控電笛位信號，然后將各間隔測控電笛位信號在遠動系統中再通過軟件進行邏輯或運算合并，產生變電站事故總信號，如圖2所示。

湖北襄陽大頭菜是湖北襄陽的農家品種[1]，更是我國四大名腌菜之一。襄陽大頭菜歷史悠久，為諸葛亮隱居襄陽隆中時所創，在民間享有“諸葛菜”、“孔明菜”之美稱[2]。但是襄陽大頭菜的生產總體處于粗放式加工狀態，由于雨水和塵土等因素的影響，腌制池或缸表面會形成一層白色的生物膜。隨著生物膜的出現，大頭菜的脆度明顯降低且產生刺激性氣味，最終導致產品品質下降直至失去經濟價值。

這種方式下，沒有二次接線，通過對相關保護動作信號和開關跳閘信號的定義，用軟件定義方式實現開關的事故跳閘告警、事故推畫面等功能，便于維護。事故總信號 10s后可以自動復歸，無需現場復歸信號，符合無人值守變電站的需求。但由于這種方式實質上仍然屬于保護動作信號起動事故總，從而依然不能反映出開關偷跳的情形，所以也不建議采用。

圖2 保護動作信號軟件定義事故總

3 不對應起動方式

3.1 實現原理

不對應起動方式中，根據位置不對應原理，先將合后繼電器 KKJ和跳位繼電器 TWJ接點串聯，再與站內各間隔的保護動作信號硬接點進行合并產生全站事故總信號[5]，如圖3所示。

其中，合后繼電器KKJ是一個雙圈磁保持式的雙位置繼電器，有一動作線圈和一復歸線圈，當動作線圈上加上動作電壓時，接點閉合。此時若線圈失電，接點依然維持原閉合狀態，直至復歸線圈上加上動作電壓，接點才返回。在手動或遙控合閘時，起動KKJ的動作線圈，在手動或遙控分閘時，起動KKJ的復歸線圈，在保護跳閘、偷跳時，均不起動KKJ的復歸線圈。

開關正常運行時，通過遙控或KK把手的手合操作使開關合閘時，KKJ動作線圈得電，事故總信號回路中的KKJ開接點閉合，但此時開關是合閘，TWJa、TWJb、TWJc均為斷開狀態，事故總信號回路未導通，不發出事故總信號。

圖3 不對應方式起動事故總原理圖

對開關進行遙控或 KK把手的手動分閘操作使開關分閘時，KKJ的復歸線圈得電，使動作線圈失電，事故總信號回路中的KKJ開接點斷開，此時雖然開關是分閘，TWJa、TWJb、TWJc均為閉合狀態，事故總回路由于KKJ開接點的斷開而依然不導通，不發出事故總信號。

當正常運行時出現某一故障時，相應的保護裝置正確動作，使TJ接點閉合，經過開關的輔助接點起動跳閘線圈，跳開故障相開關，此時，KKJ的復歸線圈不得電，事故總信號回路中的KKJ開接點保持閉合，而此時開關已斷開，TWJa、TWJb、TWJc接點閉合，從而事故總回路導通，經過測控裝置至后臺監控機，發出事故總信號。而開關出現偷跳時，KKJ開接點保持閉合，TWJ中相關相別的開關接點閉合，也能發出事故總信號[6]。

3.2 潛在不足

不對應方式起動事故總通過硬件電路的邏輯，能夠正確反映開關因故障跳閘和偷跳，符合現場生產實際，所以在變電站中多采用此種方式。根據上述原理，該方式事故總具有自保持功能，需要運行人員進行人工復歸。當前運行人員進行事故總復歸，主要通過再一次控分開關來實現，由于當前變電站改造的不完全，設備型號較為復雜，部分變電站開關的控分操作不能在后臺上進行操作，需在測控裝置上通過 KK把手進行，而根據組屏結構，某些線路保護屏上含有多條線路開關的測控裝置，雖然用顯眼的標識標出，但仍然存在誤操作的風險。

2013年某日夜間，某220kV變電站35kV某線路發生跳閘事故，運行人員迅速趕到現場進行事故處理。由于變電站改造不徹底，該線路開關只能在測控屏上操作，而測控屏上有3條線路的測控裝置。當進行到事故總信號復歸操作時，運行人員由于疲倦眼花，誤將同屏的另一條正常運行的 35kV線路當成故障線路，對其開關進行控分操作來復歸事故總信號，造成該正常運行的 35kV線路停電，丟失用電負荷。拋開人員責任，該站事故總復歸方式也是此次事故發生的原因之一。

4 改進的不對應起動方式

針對不對應起動事故總原理上存在的復歸時易造成誤操作的缺陷，提出了兩種改進方案，避免了復歸信號時控分開關誤操作的危險。

4.1 方案一：延時自動復歸

該方案在原有不對應方式起動事故總回路的基礎上，對回路進行調整，并結合軟件完善事故總信號。

如圖4所示，先采用原不對應方式起動事故總的原理產生間隔事故信號（即開關事故跳閘信號），然后將其接入相應的測控裝置中，通過軟件生成該間隔的事故動作信號，并定義為間隔測控電笛位信號，再將各間隔的測控電笛位信號接入遠動系統進行邏輯或運算合并成事故總信號，并將該信號保持10s后復歸[2]。

該方案繼承了不對應方式起動事故總的原理，能夠正確地反映開關的事故跳閘和偷跳情形，并且采用自動復歸事故總的方式，省去了運行人員復歸事故總的操作，避免了復歸事故總時發生誤操作，降低了事故發生的概率。

4.2 方案二：專設復歸回路

該方案在原有不對應方式起動事故總的基礎上，在事故總信號回路增設了復歸繼電器FGJ及相應常開接點，如圖5所示。

其中，在手跳回路并聯復歸繼電器FGJ常開接點，并增設有復歸按鈕盒復歸繼電器組成的復歸回路。當變電站發出事故總信號時，合后繼電器KKJ動作線圈得電，KKJ常開接點閉合，TWJ相應相別接點閉合。進行事故總復歸時，按下復歸按鈕FG，復歸繼電器FGJ線圈得電，與手跳回路并聯的常開接點FGJ閉合，導通KKJ復歸線圈，KKJ常開接點斷開，事故總信號回路斷開，信號得到復歸。

該方案并沒有對原有的事故總起動回路作任何改變，只是增設了專門的獨立復歸回路，這樣在進行復歸時，只需按下復歸按鈕而不是重新控分開關，避免了誤操作的可能，保障了事故處理時的操作的安全性和正確性。

5 結論

變電站事故總信號，作為變電站送至監控、調度的反映變電站設備運行狀態的一個重要信號，尤其是在變電站無人值守大環境中，事故總信號可以讓運行人員簡單明了地了解變電站設備的故障發生大致情況，因而其在電力生產中起著舉足輕重的作用[7]。事故總信號實現方式的不同，影響著事故總信號的正確性和完善性，同時還影響事故總復歸等操作的具體步驟。本文針對目前的變電站事故總信號的實現方式及其存在的問題進行了分析，并結合具體隱患，提出了改進方案和措施。但由于各變電站設備型號的多樣化，進行改造的難度也相差各異，生產中應結合變電站實際進行相應的改進，以保障變電站安全、穩定地運行。

[1] 裴敬生，王偉. 綜自系統事故總的合成方式及問題分析[J]. 科技與企業, 2012(24): 331.

[2] 王媛婷，郭志彬. 變電站調度事故總信號改進方案[J]. 電力與電工, 2012(4): 86-88.

[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, 2007(1): 112-114.

[4] 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(2):62-63.

[5] 芮麗娟. 110kV南渡變無人值班改造中事故總信號的實現[J]. 機電信息, 2009(36): 183.

[6] 郝春赫，容春艷. CZX12R1操作箱事故總回路誤起動原因分析[J]. 河北工程技術高等專科學校學報,2011(4): 30-33.

[7] 孟偉. 關于升壓站 NCS遠動事故總信號的探討[J].科技視界, 2012(30): 113, 117.

The Implementation and Improvement of Substation General Fault Signal

Rao Wei
(Maintenance Branch of Jiangsu Electric Power Company, Changzhou, Jiangsu 213000)

This paper analyzes diverse implementations of substation general fault signals and compares their advantages and shortcomings. Regarding to the easily misoperation drawbacks in the implementation of substation fault signal adopting the non-correspondence method currently, two effective solutions are proposed correspondingly. And they intensively guarantee the security of reset operation of substation general fault signal and strongly improve the stability of monitoring system.

substation; general fault; non-correspondence method

饒 威（1988-），男，湖北鄂州市人，碩士研究生，500kV 變電站值班員，主要研究方向為電力系統自動化。