一起500kV變電站測控裝置聯閉鎖邏輯異常的分析與處理

蘇 強 王夢芝 金穎杰 張淦鋒

（國網浙江省電力有限公司超高壓分公司，浙江 杭州 311199）

0 引言

變電站電氣誤操作嚴重威脅電網、設備及人身安全，影響電力系統的安全運行，而變電站防誤閉鎖功能是防止發生電氣誤操作的重要保障[1]。間隔層聯閉鎖通過測控裝置間傳輸信息和邏輯運算，從而閉鎖或開放相應的操作，實現了全站級的聯鎖邏輯運算[2-3]，是變電站防誤閉鎖系統的核心。

常規變電站開展測控裝置改造工作時，改造間隔測控通信規約、聯閉鎖配置文件可能發生變化，需要采用增加規約轉換裝置[4]，保留改造間隔舊測控，修改測控、規約轉換裝置配置文件等方式，以保證改造間隔測控與相關運行間隔測控間聯閉鎖信息傳輸的正確性。聯閉鎖邏輯配置與驗證過程較為復雜，工作中出現疏漏，將會造成間隔層聯閉鎖邏輯異常。

某日，浙江電網某500kV變電站（簡稱T站）500kVⅡ母線停役操作過程中，母線1號、2號地刀遙控合閘失敗。現場500kVⅡ母測控內地刀分合閉鎖條件不滿足，而實際一次設備條件滿足。經檢查，發現5013開關測控與500kVⅡ母測控間隔層通信中斷，500kVⅡ母測控無法接收到50132閘刀位置，導致該間隔閉鎖邏輯出現異常。

該文介紹了該問題的原因分析及處理過程。并結合該問題，總結了常規變電站測控改造工作中聯閉鎖邏輯配置與驗證的規范流程與注意事項。

1 T站間隔層通信方式

測控裝置既要通過電纜硬接點從現場開關端子箱接收開關、閘刀、地刀位置，進行本間隔內開關、閘刀（地刀）閉鎖邏輯運算。也要通過與相鄰間隔測控通信，接收相鄰間隔的閘刀、地刀位置信號，從而進行與相鄰間隔一次設備閉鎖邏輯運算。T站投運時間較早，站內一部分測控裝置型號為西門子6MB524，運行已超過10年，采用IEC103規約實現間隔層通信。站內其他測控裝置經國產化改造，為南瑞科技NSD500M、NS3560系列測控，采用IEC61850規約的快速報文交換機制即GOOSE報文[5-6]，實現測控裝置間閘刀（地刀）位置信號的傳輸。T站間隔層通信方式如圖1所示。進口測控與國產測控裝置間無法直接通信，進口測控通過規約轉換裝置，把本測控裝置的刀閘位置信號由IEC103報文轉換為GOOSE報文，發送給國產測控裝置。規約轉換裝置無法將GOOSE報文轉換為IEC103報文，因此進口測控無法接收國產測控信號。

規約轉換、國產測控裝置配置了GOOSE發送文件（如南瑞科技NSC232規約轉換裝置的goose.def文件），用于定義傳輸閘刀位置信號的GOOSE發送數據集。GOOSE 數據集通過組播形式發送，通過MAC地址確認其傳輸目標，并且無會話協議，網絡上所有邏輯節點會在同一時刻接收GOOSE報文，并存入各自緩存區[7]。

國產測控裝置配置了GOOSE接收文件（如南瑞科技NSD500M測控裝置的goose.cfg文件、NS3560測控裝置的goose.txt文件），用于定義傳輸相鄰間隔閘刀位置信號的接收GOOSE數據集。測控裝置的接收數據集應與發送端測控裝置的發送數據集應一致，否則會影響正常間隔層通信。

2 T站測控改造時間隔層聯閉鎖的配置與驗證方法

2.1 相鄰間隔為進口測控時的改造

間隔A進口測控國產化改造時，若相鄰間隔B為進口測控，則間隔A改造后的新測控無法接收間隔B進口測控的刀閘位置信號。此時，需要在規約轉換裝置配置間隔B的GOOSE發送文件，模擬測控裝置向間隔A國產測控發送GOOSE數據集，并需要在間隔A國產測控配置對應的GOOSE接收文件，實現間隔A新測控接收數據的完整性。另外需要保留間隔A老測控裝置及裝置端子排上的刀閘位置信號硬接點電纜，用于發送數據給間隔B進口測控。間隔A的相鄰間隔全部完成國產化改造后，方可拆除間隔A老測控裝置。圖2為改造示意圖。

改造后，本間隔A的刀閘均需根據邏輯點表進行完整驗證[98]，對安措閘刀無法實際出口的，采用拉開電機電源量接點方公式（或者看接觸器），試驗其分合邏輯。

2.2 相鄰間隔為國產測控時的改造

間隔A進口測控國產化改造時，若相鄰間隔B為國產測控，間隔B國產測控原本為通過規約轉換裝置接收間隔A刀閘位置。改造后，需要刪除規約轉換裝置內間隔A的GOOSE發送文件，相關數據由新測控發送。圖3為改造示意圖。

應檢查間隔A的新上測控裝置與規約轉換裝置內的GOOSE發送文件是否一致，若不一致時，要修改相鄰間隔B測控裝置的GOOSE接收文件，使發送、接收數據集保持一致。例如，規約轉換裝置原先模擬NSD500M裝置，配置了間隔A的GOOSE發送文件，間隔B測控配置了相應的GOOSE接收文件，若改造后間隔A實際使用了NS3560裝置，則發送數據集發生變化，間隔B測控的GOOSE接收文件也應做相應的修改。

修改相鄰間隔B測控的GOOSE接收文件時，應在配置下裝前，記錄該測控接收其他測控刀閘位置遙信情況，與下裝后記錄情況進行比對，確認前后接收情況一致。同時，比對下裝到測控裝置的新老配置文件，確定只修改改造間隔的參數，運行間隔參數未變動。改造后，間隔A的刀閘均需根據邏輯點表進行完整驗證，相鄰間隔B測控的聯閉鎖邏輯不需要驗證。

3 異常的分析與處理

T站500kVⅡ母停役操作過程中，母線1號、2號地刀遙控合閘失敗。現場500kVⅡ母測控內地刀分合閉鎖條件不滿足，而實際一次設備條件滿足。圖4為T站500kVⅡ母間隔一次主接線圖。T站500kVⅡ母線1號、2號地刀遙控閉鎖邏輯見表1，當500kVⅡ母線上所有閘刀均在分位時，方可在測控裝置遙控分/合地刀。現場檢查發現，5013開關測控與500kVⅡ母測控間隔層通信中斷，500kVⅡ母測控無法接收到5013開關測控發送的50132閘刀位置，導致該間隔閉鎖邏輯出現異常。

表1 500kVⅡ母線1號、2號地刀遙控閉鎖邏輯表

進一步檢查了500kVⅡ母測控、5013開關測控、規約轉換裝置的閉鎖邏輯相關配置文件。500kVⅡ母測控于2020年3月完成改造，5013開關測控改造于2020年10月完成改造，兩者型號均為南瑞科技NSD500M。500kVⅡ母測控改造后，5013開關測控改造前，由于進口測控裝置無法實現與國產南瑞科技測控直接間隔層通信，通過智能接口裝置向500kVⅡ母測控轉發5013開關間隔遙信虛擬點。查看規約轉換裝置備份的goose.def文件，模擬轉發的5013開關間隔GOOSE數據集如下所示。

vlanID=000

vlanPriority=4

Mac=01-0C-CD-01-10-45

minTime=2

maxTime=5000

APPID=1045

gocbRef=CB5013CTRL/LLN0$GO$gocb0

datSet=CB5013CTRL/LLN0$dsGoose0

goID=CB5013CTRL/LLN0$GO$gocb0

netPorts=0

confRev=1

numDatsetEntries=12

｛

1.1.12 6.0 // BinInGGIO1.Ind1.stVal[ST]

1.1.12 7.0 // BinInGGIO1.Ind2.stVal[ST]

1.1.128.0 // BinInGGIO1.Ind3.stVal[ST]

1.1.12 9.0 // BinInGGIO1.Ind4.stVal[ST]

1.1.13 0.0 // BinInGGIO1.Ind5.stVal[ST]

1.1.13 1.0 // BinInGGIO1.Ind6.stVal[ST]

1.1.132.0 // BinInGGIO1.Ind7.stVal[ST]

1.1.13 3.0 // BinInGGIO1.Ind8.stVal[ST]

1.1.13 4.0 // BinInGGIO1.Ind9.stVal[ST]

1.1.13 5.0 // BinInGGIO1.Ind10.stVal[ST]

1.1.13 6.0 // BinInGGIO1.Ind11.stVal[ST]

1.1.13 7.0 // BinInGGIO1.Ind12.stVal[ST]

｝

由“numDatsetEntries=12”可知，模擬轉發數據集為12個點，具體為5013開關A相、50131閘刀、50132閘刀、501317地刀、501327地刀、501367地刀的分合位置，500kVⅡ母測控內接收5013開關測控數據集也為12個點。

查看5013開關新國產測控裝置goose發送文件，發現遙信轉發數據集為16個點，見表2。

表2 5013開關新測控goose發送數據集

在原先的基礎上增加了5013開關B、C相的分合位置總計4個點。500kVⅡ母測控未做相關配置修改，接收數據集仍為12個點，收發數據集對應關系不一致造成通信中斷，導致500kVⅡ母測控內地刀分合閉鎖條件不滿足。而NSD500M測控該情況下不會觸發異常信號（最新NS3560系列可以觸發），所以此異常未能及時發現。

重新按照新5013開關測控發送數據集，修改了500kVⅡ母測控5013開關間隔GOOSE接收文件，修改后間隔層通信及閉鎖邏輯恢復正常，母線地刀遙控合閘成功。

4 結語

經分析，T站500kVⅡ母測控閉鎖邏輯異常的原因，是5013開關國產化測控改造后GOOSE發送文件配置不規范，且未對比5013開關新測控GOOSE發送數據集與500kVⅡ母測控5013開關間隔GOOSE接收數據集是否一致，未對500kVⅡ母測控5013開關間隔GOOSE接收文件做相應修改，導致收發數據集不一致，造成500kVⅡ母測控與5013開關新測控間通信異常。

異常暴露出5013開關測控改造中閉鎖邏輯驗收不規范，未按照聯閉鎖邏輯表逐一核對驗證。5013開關測控改造時，50132為安措閘刀，無法實際分合，但應在測控上置位，確認500kVⅡ母測控接收到50132閘刀的分合位置。同時，也暴露出改造中聯閉鎖文件配置不規范，開關位置只閉鎖本間隔內相關刀閘，因此測控間隔層通信不需要發送開關位置信號，但是5013開關測控GOOSE發送文件內依然存在無用開關位置邏輯點。500kV變電站在運行進口測控數量較多，后續國產化改造工作量較大。該文對該起異常的分析過程，對今后500kV變電站國產化改造工作中，如何對測控裝置聯閉鎖邏輯進行正確地配置和驗證，以及類似測控裝置聯閉鎖邏輯異常的處理，具有參考意義。