220kV雙母單分段母線冷倒遠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，進行冷倒方式遠方遙控操作，部分刀閘出現遙控失敗[1]的情況，本文對此種刀閘遙控失敗原因進行分析研究，并提出了解決的方案，有效的解決遙控失敗的問題，確保現場設備遠方遙控成功率為100%。

關鍵詞：雙母單分段;冷倒;遙控

引言

500kV某變電站220kV一次設備為雙母單分段運行方式，計算機監控系統及遠動設備廠家為國電南瑞科技股份有限公司，測控裝置為GE通用電氣公司產品，采用的是冗余雙網絡（A網和B網）架構通信方式[2]。測控裝置主要用于對變電站一次設備的遙控操作，同時采集變電站站設備遙信、遙測信息，并上傳給監控系統后臺和遠動裝置，再由遠動裝置上送至上級電網調度主站。該站的測控裝置具有獨立的出口繼電器以及閉鎖繼電器[3]，測控裝置發出控制命令后驅動出口繼電器動作，使得出口繼電器接點閉合，電氣回路導通，從而可以遙控一次設備的分、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失敗。其中220kV百德Ⅱ線測控裝置于2008年投運，220kV百沙Ⅰ線、百沙Ⅱ線測控裝置于2018年投運。變電站的測控裝置均為GE通用電氣公司產品，型號為D25[4]。站內測控裝置與監控系統、遠動裝置通信采用DNP3.0通信規約，遠動上送各級主站采用IEC60870-5-104規約。本文針對測控裝置冷倒遙控失敗問題斤進行分析研究，并提出幾種解決方案，具有很強的代表性及操作性，有效的解決遙控失敗問題。

1.原因分析

針對220kV母線冷倒操作時出現部分刀閘遙控失敗進行排查及分析，此次排查分為多個步驟進行，具體排查步驟如下：

（1）將測控裝置設置的刀閘閉鎖邏輯與設計院的竣工閉鎖邏輯圖紙比對，測控裝置軟件閉鎖邏輯[5]設置正確與竣工圖紙一直，停電時對220kV百沙Ⅰ線測控裝置閉鎖邏輯進行校驗，閉鎖邏輯繼電器動作正確，出口繼電器動作正確。

（2）對測控裝置、出口繼電器、出口繼電器底座和接點回路重新進行檢查及校驗，遙控出口繼電器動作正確。

（3）對現場刀閘閉鎖回路，遙控出口回路進行檢查，二次回路未發現有異常情況，對刀閘機構檢查未發現異常，現場進行刀閘分合閘試驗，刀閘動作正確。

（4）對遠動裝置進行檢查，檢查遠動裝置的接收上級調度報文正確，遠動裝置對測控裝置下發遙控命令的報文正常，通信鏈路正常，但是現場一次設備未出口動作，判斷遠動裝置運行狀況良好，測控裝置存在問題。

（5）母線冷到操作時進行報文分析，發現調度下發遙控預置、遙控命令、遙控執行指令正確，但是閉鎖繼電器未出口，經過進一步對D25測控裝置深入檢查發現，測控裝置接收一次設備位置變化后進行閉鎖邏輯判斷正常，即閉鎖遙信點位置狀態變化正常，但閉鎖遙信點因狀態變化過快，無法正常驅動閉鎖遙控輸出接點（即串入刀閘控制回路中的測控裝置閉鎖接點）。冷倒出現異常的間隔刀閘合位和分位位置變化時間間隔普遍為20ms以內，而測控裝置配置內閉鎖遙信驅動閉鎖遙控輸出接點的脈沖展寬設置為1000ms，導致閉鎖繼電器無法正常驅動出口。

以20583刀閘的閉鎖邏輯條件進行分析：

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，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）

閉鎖邏輯中一次設備位置均取合位、分位雙位置接點。線路由200kV#2M停電負荷倒閘至#3M冷倒的操作順序為：斷開2058開關→拉開20586刀閘→拉開20582刀閘→合上20583刀閘→合上20586刀閘→合上2058開關，其刀閘具體時間位置變化如下：

在拉開20586刀閘后拉開20582刀閘前，20583刀閘滿足閉鎖條件2，為允許操作。拉開20582刀閘，當20582刀閘合位為0時（此時合位為0，分位為0，即不定態時），20583刀閘同時不滿足閉鎖條件1和2，閉鎖邏輯去驅動閉鎖繼電器，使閉鎖輸出接點由1變為0。當20582刀閘分位為1時（此時合位為0，分位為1），20583刀閘閉鎖條件滿足條件1，閉鎖邏輯去驅動閉鎖繼電器，使閉鎖輸出接點由0變為1。若刀閘的合閘位置變為分閘位置或者分閘位置變為合閘位置時間間隔過短（如5ms），測控裝置在很短的時間內發出兩次閉鎖邏輯出口，閉鎖繼電器無法在很短的時間內進行兩次驅動出口，導致閉鎖條件仍為0，從而導致遠方遙控失敗。通過查看監控后臺SOE記錄，部分間隔的刀閘在操作的過程中刀閘分、合閘輔助接點動作的時間間隔僅為幾毫秒，而刀閘由開始動作至動作結束時間需3-4秒左右，輔助開關接點的動作行為與刀閘實際動作行程不符。

從上述可知，220kV雙母單分段母線冷倒操作時，部分間隔設備刀閘位置變位時間很短，GE公司的D25測控裝置無法在很短的時間內兩次成功驅動閉鎖繼電器，導致測控裝置中的閉鎖邏輯出現異常，無法正常與現場一次設備實際動作變化相對應，導致閉鎖回路未導通，從而使刀閘遙控操作失敗。

2.解決措施

短期措施：

1、進行220kV母線倒閘操作時，出現刀閘遙控失敗時，及時向調度申請重啟測控裝置或者對測控裝置內的閉鎖接點重新置位使其繼電器重新驅動，閉鎖輸出接點正常，從而使220kV母線冷倒操作順利。對D25測控裝置配置內閉鎖遙信驅動閉鎖遙控輸出接點的脈沖展寬時間進行修改縮短，經過現場驗證，修改時間由原來的的1000ms變為120ms，母線冷倒過程中閉鎖繼電器出口正常，刀閘遙控操作正常。

2、更換更加動作靈敏的閉鎖繼電器，能使繼電器在很短時間內配合測控裝置閉鎖邏輯輸出變化而變化，從而滿足現場的配置要求。

（2）長期措施：

1、結合停電，調整刀閘輔助開關或者調整刀閘輔助開關，使刀閘操作過程上送的分、合閘位置變化時間實際動作行程時間與分合閘實際動作時間相符。

2、設備年限到期，結合技改更換D25測控裝置，經了解D25測控裝置為上世紀90年代的產品，測控內使用的硬件均為老舊瀕臨淘汰的產品（CPU主頻低、內存緩存小、網絡處理能力差），很難滿足現階段電網大數據量、高精度、強大處理能力、強大通信能力的要求。D25的配置參數比較低，已經并不能適應目前智能化、數字化的要求，設備到期后需要進行全站的測控裝置改造，以滿足設備的穩定性、實用性、安全性要求。

3.結論

目前經過對D25測控裝置配置內閉鎖遙信驅動閉鎖遙控輸出接點的脈沖展寬時間改短及驗證后，設備遙控正常。測控裝置軟件邏輯功能的實施，需要與現場一次設備本身特性相結合，調試和維護檢修期間應重點關注裝置內部參數的設置，并經過現場全局性的一次設備遙控出口測試，因為220kV為雙母單分段的特殊性，線路間隔對應的閉鎖邏輯就存在冷倒閉鎖邏輯、正常停送電閉鎖邏輯，單獨的某一個間隔的一次設備分合閘遙控出口測試并不能全部反映出所有的閉鎖邏輯是否與現場一次設備相兼容的問題。因此今后新設備投運或新建站進行現場驗收時，要全部進行系統的聯動現場操作測試驗證，才能確保測控裝置的閉鎖邏輯正確性，保證設備的可靠的遙控操作，以及電網的安全可靠穩定運行。

參考文獻：

[1]王娟華.一起電網調度遙控操作失敗故障的分析與處理.江西電力，2014（038）002.

WangJuanhua.Analysisandtreatmentofafailureofremotecontroloperationofpowergriddispatching.JiangxiElectricPower，2014（038）002.

[2]李真.變電站自動化系統常見故障及處理[J].電力自動化設備，2010（8）.

LiZhen.Commonfaultsandtreatmentofsubstationautomationsystem[J].ElectricPowerAutomationEquipment，2010（8）.

[3]王從偉.高壓開關站測控裝置遙控失敗問題處理[J].電工技術，2019.（10）.

WangCongwei.Treatmentofthefailureofremotecontrolofthemeasurementandcontroldeviceofthehigh-voltageswitchyard[J].ElectricalEngineeringTechnology，2019.（10）.

[4]杜麗達.D25同期超時故障的分析和處理[J].上海電力，2011.（1）.

DuLida.AnalysisandtreatmentofD25synchronizationovertimefailure[J].ShanghaiElectricPower，2011.（1）.