220 kV線路閉鎖重合閘實現方案分析

遲 翔

(國網江蘇省電力有限公司超高壓分公司，江蘇 鎮江 232001)

0 引言

閉鎖重合閘是指自動重合閘裝置在不希望重合的情況下不工作，在重合閘投入運行時，由于一次設備(如開關氣壓低、油壓低)或者二次設備(滿足保護閉重邏輯或人為停用重合閘功能)等原因導致重合閘功能閉鎖。220 kV線路保護閉鎖重合閘功能，經歷了傳統線路保護間相互閉鎖的模式，再到兩套線路保護完全獨立互相不閉重，直到現階段基于IEC 61850的智能變電站通過智能終端實現線路保護相互閉鎖重合閘。智能變電站采用“三層兩網”結構后，嚴格劃分了A，B網的信息流，在位于間隔層的保護裝置中無法直接通過GOOSE網實現兩套保護裝置的相互閉鎖，從而衍生出了在過程層層面通過智能終端實現閉鎖重合閘。因此，兩套智能終端相互閉鎖重合閘的實現方案值得重點研究分析。

1 傳統保護相互閉鎖重合閘功能實現

1.1 設置兩套相互閉鎖重合閘功能

如圖1所示，傳統PCS-931，CSC-602保護裝置均設置閉鎖本套重合閘功能，同時具備互相閉鎖對方重合閘功能，通過閉重BCJ接點來實現。

圖1 傳統雙重化保護相互閉重實現方式

1.2 僅使用一套重合閘功能

非六統一情況下，PCS-931保護裝置中重合閘功能停用，PCS-931保護裝置中設置了一塊至重合閘壓板。如圖2所示，當跳閘接點閉合時，若為相間故障或永久性故障，則至PCS-931保護的跳閘接點通過至重合閘壓板串至CSC-602保護裝置中，實現PCS-931對于CSC-602保護裝置的閉鎖重合閘。

圖2 采用單套重合閘閉重實現方式

1.3 傳統保護重合閘配置的缺點

因至重合閘壓板同時承擔啟動另一套保護重合閘功能，容易導致二次重合；僅使用一套保護重合閘雖然避免二次重合的風險，但缺點是取消了一套保護的重合閘，是以犧牲重合閘的冗余為代價。

《國家電網有限公司十八項電網重大反事故措施(修訂版)》及國網標準Q/GDW 1161—2014《線路保護及輔助裝置標準化設計規范》等均要求兩套線路保護應完全獨立，故以上兩種方案不再使用。

2 智能變電站保護相互閉鎖重合閘功能實現

智能變電站采用IEC 61850規約，嚴格按照“三層兩網”結構進行組網。如圖3所示，保護裝置設置在間隔層，而智能終端設置在過程層。對于220 kV線路(或母差)保護第一、二套保護而言，第一套保護連接在A網，第二套保護連接在B網，因為網絡嚴格隔離，故不能有信息交互。在智能變電站中，采用在過程層設備間實現相互閉鎖重合閘的方式，即在智能終端上實現相互閉鎖重合閘。當滿足第二套保護閉鎖重合閘條件后，第二套智能終端將該閉鎖重合閘信號通過硬接線直接發送至第一套智能終端。第一套智能終端收到該信號之后，將第二套智能終端傳來的閉重信號通過過程層GOOSE A網傳送給第一套保護裝置。除通過接收第二套保護閉重信號外，第一套保護自身也應能判斷出閉重，與第二套智能終端傳遞至第一套智能終端的閉重信號互為備用。當第一套線路保護自身未正確判斷閉重時，可以正確完成閉重，以防止開關誤動情況的發生。

圖3 220 kV智能終端相互閉重實現方式

以PCS-931-G系列線路保護為例作詳細說明，該型號保護裝置中NR1502插件定義了閉鎖重合閘和低氣壓閉鎖重合閘端子，這兩個端子均涉及閉鎖重合閘，但是在信息流上確完全不同。如圖4為NR1502插件端子示意。0X0B端子定義為低氣壓閉鎖重合閘開入，路徑為：第一套智能終端→過程層GOOSE A網→第一套線路保護(重合閘放電)。0X0A端子定義為保護三跳閉重信號開入或者閉重硬壓板投入，以母差保護動作為例，母差保護三跳時，智能終端間相互閉重路徑應為：第二套母差保護→過程層GOOSE B網→第二套智能終端→智能終端間電纜→第一套智能終端→過程層GOOSE A網→第一套線路保護(重合閘放電)。第一套母差保護閉鎖第一套線路保護重合閘路徑為：第一套母差保護→過程層GOOSE A網→第一套線路保護(重合閘放電)。如圖5所示，可以清晰看出母差三跳的信息流，除A套保護裝置閉重開入外，也收到B套智能終端通過硬接線傳遞來的閉重信號，這樣的信息冗余設計提高了閉重信號的可靠性。

圖4 PCS-931保護裝置NR1502插件閉重解析

圖5 母差三跳閉重信號傳遞路徑

綜上所述，智能站通過智能終端實現閉重的方式具有優越性，不但滿足了保護雙重化配置要求，而且雙套智能終端相互閉重也實現了冗余。

3 對運行人員操作的啟示

3.1 閉鎖另一套保護重合閘壓板的投退

第一套智能終端上設置閉鎖第二套智能終端重合閘硬壓板，該壓板為發送壓板。當第一套智能終端檢修的時候，一定要確保該壓板退出，否則在第一套智能終端檢修過程中，可能出現第二套智能終端保護重合閘功能被閉鎖。當第一套智能終端檢修時，第二套智能終端可不退出閉鎖第一套智能終端壓板，因為退出與否沒有實際意義，但是如果退出之后，第一套智能終端恢復運行之前應當立刻投上該壓板，否則將失去對第一套智能終端的閉重功能。

3.2 停用單套保護重合閘

變電站通用規程中明確規定：對“六統一”配置的微機保護，當停用其中一套線路保護的重合閘功能時，只需將對應保護的重合閘出口壓板退出，不得將其閉鎖另一套保護重合閘壓板投入。

具體原因如下：正常運行方式下，兩套保護重合閘均投入，當調度發令停用單套保護重合閘時，根據前文分析可知，若誤投入本套保護閉鎖另一套保護重合閘壓板，則兩套保護均閉鎖重合閘，此時若發生單相故障即三跳不重，顯然引起了事故擴大。因此，變電站典型操作票中對于此操作有明確的規范，填寫停用單套重合閘操作票時的方案為：僅退出本套保護的重合閘出口壓板，嚴禁投入本套保護閉鎖另一套保護重合閘壓板。

4 結束語

以上探究了220 kV線路雙套保護間相互閉鎖重合閘實現的方案，重點解析了智能變電站在智能終端之間實現相互閉鎖重合閘的方式，分析了智能變電站實現閉鎖重合閘的信息流，厘清智能終端間相互閉重的原理。針對智能終端操作過程閉鎖另一套智能終端壓板的投退原則及停用單套保護重合閘操作進行了簡要分析，為運維人員日常巡視操作設備提供一定的參照。