中心站模式下事故總信號(hào)復(fù)歸方式研究與改進(jìn)方案

康文博，賈金偉，王聞燚，茅偉杰，曹 輝，趙 煜

(1. 國(guó)網(wǎng)上海市電力公司松江供電公司，上海 210600；2. 國(guó)網(wǎng)上海市電力公司市南供電公司，上海 210100)

事故總信號(hào)復(fù)歸相關(guān)工作涉及調(diào)度指揮、自動(dòng)化運(yùn)維、繼電保護(hù)與變電運(yùn)行等多個(gè)專業(yè)[1-2]。截至2021年4月，國(guó)網(wǎng)上海市電力公司松江供電公司管轄220 kV變電站1座，110 kV變電站、開關(guān)站26座，35 kV變電站、開關(guān)站55座、10 kV開關(guān)站561座[3]。后臺(tái)方面，除部分老舊變電站仍采用RTU形式外，絕大部分變電站已實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化，后臺(tái)系統(tǒng)廠家共有11家[3]。由于各廠家內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，接入數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控(SCADA)系統(tǒng)的信號(hào)也與現(xiàn)場(chǎng)不完全一致。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，從2018—2020年這3年中，月均觸發(fā)事故總信號(hào)200余次，平均每個(gè)事故總信號(hào)的復(fù)歸時(shí)間為257 min，30%的事故總信號(hào)復(fù)歸時(shí)間超過(guò)6 h。多種信號(hào)如故障錄波、通道故障可以實(shí)現(xiàn)站內(nèi)自復(fù)歸，仍需變電運(yùn)維人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)處理，耗費(fèi)了大量人力物力。本文研究變電站事故信號(hào)原理，對(duì)各種類型的事故信號(hào)進(jìn)行分類，在分析各類信號(hào)復(fù)歸方式的基礎(chǔ)上，提出了中心站模式下事故總信號(hào)復(fù)歸的建議流程，并結(jié)合3起典型實(shí)際案例探討了方案的可行性與實(shí)用性。

1 事故信號(hào)的分類

1.1 按信號(hào)的性質(zhì)

按照信號(hào)的性質(zhì)，可以將事故信號(hào)分為3類：動(dòng)作信號(hào)、告警信號(hào)與狀態(tài)信號(hào)。

動(dòng)作信號(hào)主要反映由于非正常操作和設(shè)備故障導(dǎo)致電網(wǎng)發(fā)生變化而引起的斷路器跳閘、重合閘和保護(hù)裝置動(dòng)作等。告警信號(hào)主要反映電網(wǎng)一二次電氣設(shè)備狀態(tài)異常及設(shè)備健康水平的變化，如斷路器控制回路斷線、保護(hù)裝置異常、保護(hù)裝置閉鎖等。

狀態(tài)信號(hào)主要反映電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，如主變過(guò)負(fù)荷、保護(hù)壓板投退情況、同期壓板投退情況、開關(guān)與刀閘變位等，包括保護(hù)裝置、故障錄波器、收發(fā)信機(jī)等由于電網(wǎng)擾動(dòng)而啟動(dòng)的接點(diǎn)報(bào)文。

1.2 按信號(hào)的傳輸方式

按照信號(hào)的傳輸方式，可以將事故總信號(hào)分為兩類：硬接點(diǎn)信號(hào)與軟報(bào)文信號(hào)。

硬接點(diǎn)信號(hào)是通過(guò)保護(hù)裝置的硬接點(diǎn)與測(cè)控裝置配合上傳給后臺(tái)監(jiān)控的保護(hù)信號(hào)，傳輸介質(zhì)為電纜。保護(hù)裝置的硬接點(diǎn)又可以分為瞬動(dòng)接點(diǎn)與自保持接點(diǎn)。

軟報(bào)文信號(hào)是保護(hù)裝置通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信上傳的保護(hù)信號(hào)，傳輸介質(zhì)為網(wǎng)絡(luò)通信線。類似于硬接點(diǎn)信號(hào)，軟報(bào)文信號(hào)可設(shè)置信號(hào)延時(shí)，實(shí)現(xiàn)該信號(hào)的瞬動(dòng)或自保持。

日常運(yùn)行中需要運(yùn)維人員現(xiàn)場(chǎng)復(fù)歸的信號(hào)主要是保護(hù)裝置自保持接點(diǎn)開出的硬接點(diǎn)信號(hào)和帶自保持屬性的軟報(bào)文信號(hào)，如裝置告警信號(hào)主要為保護(hù)裝置自保持接點(diǎn)開出的硬接點(diǎn)信號(hào)，保護(hù)跳閘后需復(fù)歸的信號(hào)為帶自保持屬性的軟報(bào)文信號(hào)[4-5]。

1.3 事故信號(hào)分類實(shí)例

以110 kV龍盛站為例，二次遙信點(diǎn)位采用軟報(bào)文形式，合計(jì)342個(gè)常開接點(diǎn)，其中合入事故總信號(hào)點(diǎn)位104個(gè)，具體包括動(dòng)作信號(hào)40個(gè)，告警信號(hào)30個(gè)，狀態(tài)信號(hào)34個(gè)。

110 kV龍盛站動(dòng)作信號(hào)及分類如表1所示。

表1 110 kV龍盛站動(dòng)作信號(hào)及分類

110 kV龍盛站告警信號(hào)及分類如表2所示。

表2 110 kV龍盛站告警信號(hào)及分類

110 kV龍盛站狀態(tài)信號(hào)及分類如表3所示。

表3 110 kV龍盛站狀態(tài)信號(hào)及分類

2 事故信號(hào)復(fù)歸的改進(jìn)方式

為降低運(yùn)維人員的現(xiàn)場(chǎng)工作量，可采用自動(dòng)復(fù)歸與遠(yuǎn)程復(fù)歸方式實(shí)現(xiàn)保護(hù)信號(hào)復(fù)歸[6]。

2.1 自動(dòng)復(fù)歸

自動(dòng)復(fù)歸適用于兩種形式：第一種針對(duì)硬接點(diǎn)信號(hào)，將相關(guān)硬接點(diǎn)信號(hào)由自保持接點(diǎn)改為瞬動(dòng)接點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)保護(hù)信號(hào)的自動(dòng)復(fù)歸；第二種針對(duì)軟報(bào)文信號(hào)，通過(guò)修改保護(hù)裝置的有關(guān)配置，可實(shí)現(xiàn)保護(hù)信號(hào)的自動(dòng)復(fù)歸[7]。

自動(dòng)復(fù)歸改造的優(yōu)點(diǎn)是：調(diào)度自動(dòng)化端與站內(nèi)遠(yuǎn)動(dòng)點(diǎn)表不需要更改，保護(hù)信號(hào)可自動(dòng)復(fù)歸，不需要人為操作。

自動(dòng)復(fù)歸改造的缺點(diǎn)是：硬接點(diǎn)信號(hào)需要每臺(tái)裝置改線，軟報(bào)文信號(hào)需要每臺(tái)裝置重新配置裝置內(nèi)部點(diǎn)，相關(guān)信號(hào)更改完成后需要進(jìn)行停電傳動(dòng)。

此外，部分保護(hù)裝置硬解點(diǎn)與軟報(bào)文信號(hào)已固化，無(wú)法人為選擇瞬動(dòng)或自保持。

2.2 遠(yuǎn)程復(fù)歸

為降低設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，考慮運(yùn)行中保護(hù)裝置的功能接口情況，以減少保護(hù)裝置改造工作量、優(yōu)先改造遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)為原則。

3 事故總信號(hào)復(fù)歸的建議流程

結(jié)合事故信號(hào)的分類及事故信號(hào)復(fù)歸的實(shí)現(xiàn)方式，針對(duì)公司實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)狀，提出事故總信號(hào)復(fù)歸的建議流程如下。

3.1 調(diào)度值班人員的處理流程

若觸發(fā)事故總信號(hào)的原因明確，并且所有光子牌已自復(fù)歸，站內(nèi)無(wú)遺留信號(hào)，或站內(nèi)雖有遺留信號(hào)，但此前已登記缺陷，不影響其他一二次設(shè)備正常運(yùn)行，調(diào)度員宜遠(yuǎn)程復(fù)歸信號(hào)，做好記錄。

如需通知運(yùn)維值班人員及時(shí)赴現(xiàn)場(chǎng)處理，應(yīng)指出以下內(nèi)容。

(1)觸發(fā)事故總信號(hào)的時(shí)間。

(2)觸發(fā)事故總信號(hào)的具體原因，如：微機(jī)裝置故障、繼電器通信故障、交直流故障、消弧線圈故障、消防信號(hào)等。

(3)觸發(fā)事故總的信號(hào)是否已經(jīng)自動(dòng)復(fù)歸，站內(nèi)還有哪些遺留信號(hào)。

獨(dú)立學(xué)院法學(xué)專業(yè)在構(gòu)建課程體系時(shí)要適當(dāng)調(diào)整理論學(xué)時(shí)和實(shí)踐學(xué)時(shí)的比例，使理論學(xué)時(shí)和實(shí)踐學(xué)時(shí)的比例至少達(dá)到7∶3以上，著重訓(xùn)練學(xué)生的法律職業(yè)素養(yǎng)與職業(yè)技能，強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力以及運(yùn)用法律思維解決實(shí)際法律問(wèn)題的能力。

3.2 變電值班人員的處理流程

變電值班人員接到調(diào)度指令后，宜通過(guò)系統(tǒng)核查、現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)、分類處置與匯報(bào)調(diào)度4個(gè)步驟處理事故信號(hào)。分類處置與匯報(bào)調(diào)度流程如圖1所示。

(1)系統(tǒng)核查。變電值班人員接到調(diào)度指令后，根據(jù)得到的指令信息登錄SCADA(SUPER2000)，通過(guò)OPEN-3000系統(tǒng)告警查詢，有針對(duì)性地去核查觸發(fā)事故總的信號(hào)。若變電值班人員接令時(shí)在外工作，可跳過(guò)此步驟。

(2)現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)。查看監(jiān)控屏里公用信號(hào)畫面以及直流系統(tǒng)、站用電系統(tǒng)、消弧線圈控制系統(tǒng)與消防系統(tǒng)等分畫面；翻看事件告警與事件記錄等信息；現(xiàn)場(chǎng)巡視一/二次設(shè)備、微機(jī)保護(hù)裝置、通信裝置與相關(guān)表計(jì)等。

(3)分類處置與匯報(bào)調(diào)度。提出分類處置與匯報(bào)調(diào)度流程如圖1所示，現(xiàn)場(chǎng)需同時(shí)考慮是否有遺留信號(hào)，并按是否影響運(yùn)行分類處置，具體典型情況如下。

1)若觸發(fā)信號(hào)自復(fù)歸，并且站內(nèi)無(wú)遺留信號(hào)，則匯報(bào)調(diào)度處理完畢。

2)若觸發(fā)信號(hào)不能自復(fù)歸，但可以手動(dòng)復(fù)歸，并且站內(nèi)無(wú)遺留信號(hào)，則匯報(bào)調(diào)度處理完畢。

3)若觸發(fā)信號(hào)不能自復(fù)歸或手動(dòng)復(fù)歸，但不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，則匯報(bào)調(diào)度登記缺陷。

4)若觸發(fā)信號(hào)不能自復(fù)歸或手動(dòng)復(fù)歸，并且影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，則匯報(bào)并時(shí)通知相關(guān)專業(yè)處理。

5)若觸發(fā)信號(hào)能夠自復(fù)歸或手動(dòng)復(fù)歸，但站內(nèi)有遺留信號(hào)，則根據(jù)遺留信號(hào)是否影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，匯報(bào)調(diào)度登記缺陷或及時(shí)通知相關(guān)專業(yè)處理。

圖1 分類處置與匯報(bào)調(diào)度流程

現(xiàn)場(chǎng)處置后需同時(shí)開展巡視，確保相關(guān)一二次設(shè)備運(yùn)行正常。

3.3 頻發(fā)信號(hào)觸發(fā)事故總的處理

綜自站內(nèi)的通信基本采用軟報(bào)文上傳，時(shí)常發(fā)生相同信號(hào)頻發(fā)現(xiàn)象，例如繼電器通信故障、某一間隔信號(hào)重復(fù)刷新與直流系統(tǒng)故障等，若頻發(fā)信號(hào)觸發(fā)事故總信號(hào)，將導(dǎo)致事故總信號(hào)難以復(fù)歸或復(fù)歸后又發(fā)出，影響正常監(jiān)控，可按以下辦法處理。

(1)變電值班人員與設(shè)備專業(yè)工程師確認(rèn)該信號(hào)能否立即消缺，若無(wú)法立即消缺且沒(méi)有臨時(shí)處理方法時(shí)，由設(shè)備專職聯(lián)系廠家處理，按缺陷等級(jí)及時(shí)消缺，若有困難匯報(bào)上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)。

(2)若SCADA系統(tǒng)監(jiān)控顯示頻發(fā)信號(hào)觸發(fā)事故總信號(hào)，設(shè)備專業(yè)工程師確認(rèn)后通知調(diào)度，當(dāng)值調(diào)度可遙控復(fù)歸事故總信號(hào)。若無(wú)法復(fù)歸，在事故總信號(hào)不推屏的情況下，調(diào)度員需加強(qiáng)對(duì)該站的監(jiān)控。

(3)變電值班人員宜定時(shí)對(duì)頻發(fā)信號(hào)變電站進(jìn)行巡視并信號(hào)復(fù)歸。在調(diào)度復(fù)歸信號(hào)前提下，檢查設(shè)備確無(wú)異常。

4 案例

4.1 案例1：向泵1K025跳閘

2021年3月19日，110 kV向陽(yáng)站內(nèi)，向泵1K025開關(guān)跳閘，重合不成功。該線路由110 kV向陽(yáng)站送至110 kV松江泵站，區(qū)域電網(wǎng)結(jié)線如圖2所示。

圖2 110 kV向陽(yáng)站區(qū)域電網(wǎng)結(jié)線

事故發(fā)生后，向陽(yáng)站發(fā)出事故信號(hào)包括：向泵1K025開關(guān)跳閘，零流一段、過(guò)流一段保護(hù)動(dòng)作，重合閘動(dòng)作，重合不成功與零流二段、過(guò)流二段保護(hù)動(dòng)作等。此外，110 kV華鐵站、華恒站與高厙站故障錄波啟動(dòng)帶出事故總信號(hào)，向陽(yáng)站下級(jí)10 kV文誠(chéng)開關(guān)站直流系統(tǒng)故障帶出事故總信號(hào)。

鑒于華鐵站、華恒站與高厙站故障錄波啟動(dòng)原因明確，即由向泵1K025跳閘引起110 kV母線電壓波動(dòng)，調(diào)度當(dāng)值宜采用遠(yuǎn)程復(fù)歸信號(hào)方式，考慮華鐵站與華恒站下級(jí)負(fù)荷重要，可要求變電值班人員加強(qiáng)巡視。而文誠(chéng)開關(guān)站信號(hào)與本次110 kV開關(guān)跳閘無(wú)明顯直接關(guān)系，應(yīng)通知變電值班人員赴現(xiàn)場(chǎng)按流程處置。

經(jīng)查，文誠(chéng)站直流故障信號(hào)自復(fù)歸，并且站內(nèi)無(wú)遺留信號(hào)，不影響正常運(yùn)行。但該信號(hào)近期頻發(fā)，仍做好記錄并聯(lián)系設(shè)備專業(yè)工程師通知廠家按時(shí)處理。

4.2 案例2：湖濱站A串自愈檢修

2021年3月20日，110 kV湖濱站A串自愈停役檢修。該串自愈主站及1個(gè)子站設(shè)于湖濱站，另有4個(gè)子站設(shè)于220 kV新通站、110 kV前明站、110 kV雅多站、220 kV姚北站。其中，湖濱站與雅多站調(diào)度管轄屬松江地調(diào)，新通站管轄屬檢修公司，前明站管轄屬青浦地調(diào)，區(qū)域電網(wǎng)結(jié)線如圖3所示。

圖3 110 kV湖濱站區(qū)域電網(wǎng)結(jié)線

湖濱站A串自愈從跳閘改為停用后，A串范圍內(nèi)新通站、前明站、湖濱站、雅多站與姚北站同時(shí)發(fā)出110 kV湖濱站A串自愈系統(tǒng)裝置故障信號(hào)并帶出事故總信號(hào)。考慮觸發(fā)事故總信號(hào)原因明確，調(diào)度當(dāng)值宜采用遠(yuǎn)程復(fù)歸信號(hào)方式，并告知青浦地調(diào)與檢修公司高調(diào)，無(wú)需變電值班人員赴現(xiàn)場(chǎng)查看。

4.3 案例3：松麥開關(guān)站熱翻

2021年3月26日，110 kV銀澤站10 kV接地系統(tǒng)改造工程中，銀澤站出線銀27松麥甲復(fù)役后，需將下級(jí)10 kV松麥開關(guān)站負(fù)荷翻正，區(qū)域電網(wǎng)結(jié)線如圖4所示。

圖4 10 kV松麥開關(guān)站區(qū)域電網(wǎng)結(jié)線

在操作松麥開關(guān)站負(fù)荷熱翻過(guò)程中，110 kV富林站發(fā)出富23松麥乙縱差通道故障信號(hào)與出線縱差光纖中斷總信號(hào)，數(shù)秒后自復(fù)歸，并帶出事故總信號(hào)。考慮觸發(fā)事故總信號(hào)原因明確，調(diào)度當(dāng)值宜采用遠(yuǎn)程復(fù)歸信號(hào)方式，并做好記錄，無(wú)需通知變電值班人員赴站內(nèi)查看。

5 結(jié)語(yǔ)

本文研究了變電站事故信號(hào)原理，對(duì)各種類型的事故信號(hào)進(jìn)行分類，在分析各類信號(hào)復(fù)歸方式的基礎(chǔ)上，提出了中心站模式下事故總信號(hào)復(fù)歸的建議流程，結(jié)合3起典型實(shí)際案例探討了方案的可行性與實(shí)用性。該方案有助于優(yōu)化生產(chǎn)流程，減輕變電運(yùn)維人員的工作量，降低公司生產(chǎn)成本，提高變電精益化管理水平。