電壓并列在110kV智能變電站中的應用

楊敏+蔡劍+汪如毅

摘 要：本文簡要闡述了110kV智能變電站電壓并列功能的基本原理及實現方式。以現場運行的110kV智能變電站為研究對象，與常規變電站進行比較，分析討論了110kV智能變電站中的電壓并列回路的實現方式及特殊性。針對并列條件，切換開關位置不準確等問題，提出了實際操作中的注意事項和防范措施，提高了電氣運行的可靠性。

關鍵詞：智能變電站；電壓并列；二次并列

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A

1.智能變電站110kV電壓并列功能簡介

110kV智能化變電站應用IEC61850-9-1規約，最常見的是點對點網絡結構。GOOSE信息和SV采樣數據通過直連的方式與間隔層設備點對點連接進行發送傳輸。參與電壓并列的合并單元同時具有電壓、電流采集及電壓并列等功能。由于合并單元的使用將電氣模擬量轉化為數字量，二次回路也由原來的電氣回路轉化成網絡回路，使一、二次回路得到了有效隔離。母線電壓并列經過合并單元內部邏輯進行判斷控制，完成后再通過數據報文形式將某段母線電壓發布至保護及測控等裝置使用，實現電壓并列。

2.智能變電站與常規變電站110kV電壓并列的比較

2.1 常規變電站110kV電壓并列

常規站中的電壓并列二次回路是由母聯（母分）開關及兩側閘刀的輔助接點與中間繼電器構成硬件接點回路，實現二次電壓的并列。

壓變二次需要實現電壓并列時，必須先將一次設備母聯（母分）開關及兩側閘刀操作到位，確保一次系統在并列位置，再將電壓并列切換開關切至電壓并列位置。此時，啟動中間繼電器3YQJ，利用3YQJ接點閉合實現壓變二次回路并列。

常規電壓二次并列回路中主要由輔助接點、繼電器接點及電氣量回路構成，回路中的電氣接點容易接觸不良，從而導致電壓無法并列，引起母線二次失壓，保護電壓退出。同時還有可能造成壓變二次電壓的反充電事故，嚴重危害變電站的安全、可靠運行。

2.2 智能變電站110kV電壓并列

2.2.1 智能變電站母線電壓并列裝置簡介

智能變電站中無獨立的電壓并列裝置，采用具有相應電壓并列功能的合并單元完成電壓并列任務。

在110kVⅠ段、Ⅱ段母線壓變智能匯控柜上分別配置一套合并單元，110kVⅠ段母線壓變智能匯控柜上為A裝置，110kVⅡ段母線壓變智能匯控柜上為B裝置，兩套裝置同時參與110kV母線電壓并列，同時接收110kVⅠ段、Ⅱ段母線壓變輸入電壓，同時將模擬量轉換成有規約的數字量，供相應的保護、測控及自動化設備。

每套裝置上設有“Ⅰ母并列”及“Ⅱ母并列”燈。當滿足并列條件時利用電壓并列切換開關切至“Ⅰ母并列”位置或“Ⅱ母并列”位置進行電壓并列，此時兩套裝置上相對應的電壓并列燈將常亮，表示電壓并列成功。

廠家不同設備的并列燈表述及含義有所差別，下面主要以北京四方的CSN-15B合并單元和長圓深瑞的PRS-7393-3合并單元為例：

CSN-15B合并單元裝置上設有“Ⅰ母并列”及“Ⅱ母并列”燈，當電壓并列切換開關切至Ⅰ母并列位置時，“Ⅰ母并列”燈常亮，表示?、衲鸽妷阂巡⒘校斍兄立蚰覆⒘形恢茫阿蚰覆⒘小睙舫Ａ?，則表示?、蚰鸽妷阂巡⒘?；當切至解列位置且運方滿足電壓并列條件時，相對應的電壓并列燈將1秒閃動一次，表示并列取相應段母線電壓滿足。

PRS-7393-3合并單元裝置上也設有兩個并列指示燈“Ⅰ并Ⅱ”及“Ⅱ并Ⅰ”，當電壓并列切換開關切至Ⅰ母并列位置時“Ⅰ并Ⅱ”燈常亮，表示?、衲鸽妷阂巡⒘?，當切至Ⅱ母并列位置“Ⅱ并Ⅰ”燈常亮，表示?、蚰鸽妷阂巡⒘?。當切至解列位置時，兩個燈均熄滅。

2.2.2 智能變電站110kV母線壓變電壓并列

智能站的電壓并列與常規站一樣，在進行電壓并列前必須符合電壓并列條件，110kV母分斷路器及兩側閘刀的位置均經硬接點接入A、B合并單元裝置內，如不滿足條件，將無法進行電壓并列。

正常A、B母線電壓合并單元同時發送Ⅰ、Ⅱ段的母線電壓信號，并由虛端子決定，分別供間隔層所對應的保護測控及自動裝置使用。當110kVⅠ母壓變因檢修或故障停運，同時滿足110kV電壓并列條件（110kV母分開關間隔的開關及所有閘刀在合閘位置），將電壓并列切換開關切至“Ⅱ母并列”位置，合并單元通過內部邏輯將Ⅱ母電壓賦予Ⅰ母，此時110kVⅠ、Ⅱ段母線電壓合并單元所有輸出端口以報文形式輸出Ⅱ母電壓信號，送至間隔層相應的保護測控及自動裝置。同理如110kVⅡ母壓變停運時，將電壓并列切換開關切至“Ⅰ母并列”位置，合并單元通過內部邏輯將Ⅰ母電壓賦予Ⅱ母，母線電壓合并單元所有輸出端口以報文形式輸出Ⅰ母電壓信號，這樣就實現了智能變電站的電壓并列功能。

智能站母線電壓合并單元的電壓并列只是改變合并單元的輸出形式，但并沒有真正地將Ⅰ母與Ⅱ母電壓信號直接聯起來。因此不會發生停運電壓互感器檢修試驗時而產生干擾運行設備工作的情況。同時由于采用光數字信號以報文形式輸出，也不存在二次反充電的問題，并從根本上解決了由硬件接點構成的電壓并列回路的缺陷。

3.智能變電站電壓并列在實際操作中的注意事項及防范措施

智能變電站中的電壓并列是通過電壓并列開關切至相應段母線位置來選擇母線合并單元發布的電壓信號?，F場電壓并列開關有3個位置，分別是“Ⅰ母并列”、“解列”、“Ⅱ母并列”。在并列之前應檢查是否符合110kV電壓并列條件，再進行并列。同時特別要注意并列開關的位置，防止因切換位置不正確而造成間隔層設備二次電壓失去，主要有以下幾種情況：

第一，當110kVⅠ母TV檢修停運時，應將電壓并列把手切至“Ⅱ母并列”位置，此時110kVⅠ、Ⅱ段上母線電壓合并單元所有輸出端口以報文形式輸出Ⅱ母電壓信號，供給110kVⅠ、Ⅱ母上的保護測控裝置。但如果在操作中誤將電壓并列開關切至“Ⅰ母并列”位置，此時110kVⅠ母TV檢修停運，因此110kVⅠ、Ⅱ段上的母線電壓合并單元將無電壓報文發布，造成Ⅰ、Ⅱ母上的保護測控及自動裝置失去二次電壓，可能引起保護誤動，同時計量電壓也將失去。同樣在110kVⅡ母TV檢修停運時，電壓并列把手應切至“Ⅰ母并列”位置，但操作中如誤將電壓并列開關錯誤的切至“Ⅱ母并列”位置，也會造成上述同樣的嚴重后果。

第二，當110kVⅠ母或Ⅱ母TV檢修停運，電壓并列開關切至“Ⅱ母并列”或“Ⅰ母并列”位置進行并列成功后，應禁止人員對電壓并列開關進行操作，此時如切換開關誤切至解列位置或檢修段壓變母線并列位置，都將會造成檢修壓變所在段母線的二次電壓失去或Ⅰ、Ⅱ段母線同時失去二次電壓。

第三，正常運行中應注意電壓并列開關應切在“解列”位置，使得110kVⅠ、Ⅱ段上母線電壓合并單元輸出端口以報文形式同時輸出Ⅰ、Ⅱ母線電壓信號，供間隔層所對應的保護測控裝置及自動裝置使用。在一次系統符合電壓并列條件時，如電壓并列開關切換位置不正確，切至“Ⅰ母并列”或“Ⅱ母并列”位置，此時其實已經處在電壓并列狀態，110kVⅠ、Ⅱ段上母線電壓合并單元以報文形式輸出的是Ⅰ母或Ⅱ母的電壓信號，而不是同時輸出Ⅰ、Ⅱ母電壓信號。這時如電壓并列段的母線壓變有故障或高壓熔絲熔斷，將使得110kVⅠ、Ⅱ段上母線電壓合并單元無法接受電壓采樣，無電壓報文輸出，引起所有Ⅰ、Ⅱ段母線上的保護測控及自動裝置失去二次電壓。所以在正常運行情況下應將電壓并列開關切至“解列”位置，防止上述情況的發生，提高電氣運行的可靠性。

針對上述幾種情況，首先，操作人員操作前應先熟悉現場實際運行方式，再進行操作。母線二次并列時，應特別注意電壓切換開關的切換位置。并列完成后應禁止人員對電壓并列開關再進行切換操作。在電壓切換開關上懸掛警示牌，防止在此期間有人誤動電壓切換開關，造成二次電壓消失。其次應結合設備巡視，確保電壓并列開關位置及設備狀態的正確性。同時通過人員的培訓，使現場人員熟悉智能變電站的電壓并列回路，掌握電壓并列操作的要點。在運行操作過程中，杜絕上述情況的發生。

結論

通過對110kV智能變電站電壓并列的探討，歸納總結了智能站在實際運行中的注意事項和防范措施。智能站的二次電壓并列與常規的電壓并列實現方式上有本質的區別，智能變電站的二次電壓并列充分體現了設備間的信息共享及互操作性。隨著智能電網的深入發展，將更加適應今后電網發展的要求。

參考文獻

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[2]覃劍.智能變電站技術與實踐[M].北京：中國電力出版社，2012.

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