智能变电站二次电压并列实现方式与运行操作注意事项

智能变电站二次电压并列实现方式与运行操作注意事项

陈海燕陈海波刘蒙

（国网杭州供电公司，浙江省电力公司检修分公司国网杭州供电公司浙江杭州310000）

摘要：本文梳理了智能变电站与传统变电站二次回路的变化，归纳总结传统变电站与智能变电站二次电压并列回路的实现方式，分析传统变电站与智能变电站二次电压并列可能出现的问题及优缺点，提出了智能变电站运行操作时注意事项及防范措施。

关键词：智能变电站；二次电压并列；合并单元；注意事项；

目前所建的智能变电站，一次设备仍使用传统设备，互感器仍为电磁型互感器，二次设备部分采用了智能终端、合并单元等智能化装置。其中，合并单元是用来对一次互感器传输过来的电气量进行合并和同步处理，并将处理后的数字信号按照特定格式转发给间隔层相关设备使用的装置。智能变电站中合并单元的应用，使得变电站取消了大量二次硬接线，二次回路由原来的电气回路转化成网络回路。二次回路的变化，使得智能站的二次电压并列与传统的电压并列实现方式上存在本质的区别。参与电压并列的合并单元同时具有电压、电流采集及电压并列功能。母线电压并列通过合并单元内部逻辑进行判断控制，再通过数据报文形式将某段母线电压发布至保护及测控等装置，实现电压并列。

1、电压二次回路的变化

1．1电压回路接线的变化

传统变电站的电压回路，电压互感器次级用二次电缆经电压并列切换装置再接入保护装置，在保护装置内进行模数转换，供本保护使用。智能变电站电压回路，传统电压互感器相应次级经二次电缆接入对应合并单元，按照双重化对应。合并单元将电流模拟量转化为数字量，通过对数字量数据拷贝并通过直采或网采的形式分配给相应的保护装置、测控装置及其他辅助设备。

1.2电压并列切换方式的变化

传统变电站的母线电压通过电压转接屏把正、副母线电压分配给各个回路保护装置。智能变电站母线电压切换逻辑（表1为四方公司CSD-602合并单元双母线电压切换逻辑真值表），其中母线电压合并单元通过母联断路器分合位、两把母联隔离开关分合位的开入量来判断母联位置。母线电压通过母线汇控柜的上的电压并列小开关进行切换使用正母或副母电压。

传统变电站电压并列使用的是解并列方式，而智能变电站电压并列使用的是切正母或副母的方式（表2为四方公司CSD-602合并单元双母线电压并列逻辑真值表）。当一台母线压变检修或故障停运，传统变电站需要将二次电压并列，智能变电站则需要操作电压并列转换开关。

2.传统变与智能变电压并列功能的实现原理

在传统变电站中电压并列装置的主要作用是：在变电站电气主接线为双母线接线或单母线分段接线情况下，当某段母线的一台电压互感器检修或因故障停运时，一次系统可以通过改成单母线运行来保证电压互感器停运母线的二次设备继续运行，即在一次系统并列的情况下，将二次电压回路进行并列，以保证相应的保护及测量、计量设备继续运行［1］。在智能变电站中电压并列模块的主要作用与传统变电站基本相同，但实现方式不同［2－5］（注：考虑到关口电度表精度要求，有些智能变电站的保护、测量电压回路与计量电压回路的并列功能是分别实现的，计量电压回路的实现方式仍是采用传统方法，如本班的220kV上泗变主变的计量电压回路并列采用传统电压并列装置。本文只讨论智能变电的保护、测量电压并列功能）。

传统变电站中电压并列功能的实现回路，由电压并列屏上的电压并列装置采集母联断路器及其两侧刀闸的辅助接点位置信号（DL、1G、2G），通过电压并列屏上的“并列”、“解列”转换开关，实现I母PT输出电压和II母PT输出电压的并列或解列功能。其中，只有当DL、1G、2G都在合位时（常开辅助接点闭合，常闭辅助接点打开），才能实现并列功能，此时也可通过将转换开关切至“解列”档位实现手动解列；只要DL、1G、2G中有一个在分位，即实现自动解列。

智能变电站中无独立的电压并列装置（本文只讨论智能变电的保护、测量电压并列功能），采用具有相应电压并列功能的合并单元完成电压并列的任务。

智能变电站中电压并列功能的实现回路如图2所示，有2个PT间隔，I母线PT间隔智能（汇控）柜装设PT合并单元A，II母线PT间隔智能（汇控）柜装设PT合并单元B。由母联间隔智能（汇控）柜上的智能终端，通过硬接线方式，采集母联断路器及其两侧刀闸的辅助接点位置信号（DL、1G、2G）；并将其转换为光信号，PT间隔智能（汇控）柜上的合并单元通过GOOSE组网（或GOOSE直连）方式，接收DL、1G、2G辅助接点位置信号。PT间隔合并单元既采集I母PT电压也采集II母PT电压，根据转换开关的开入信号实现电压并列或解列功能。如果保护是双配置模式，则相应的合并单元、智能终端也要双配。另外，电压并列合并单元也具备输出光电压信号至组网光纤的功能。

传统变电站的电压并列转换开关安装在保护室的电压并列屏上，转换开关有2档，即“解列”、“并列”。智能变电站的电压并列转换开关一般安装在一次设备区的PT间隔智能（汇控）柜上，转换开关有3档，即“解列”、“I母强制II母”、“II母强制I母”。

3.智能变电压并列的优点

传统电压二次并列回路中主要由辅助接点、继电器接点及电气量回路构成，回路中的电气接点容易接触不良，从而导致电压无法并列，引起母线二次失压，保护电压退出。同时还有可能造成压变二次电压的反充电事故，严重危害变电站的安全、可靠运行。

3.1母线侧隔离开关辅助触点分不到位造成反充电

由双母运行方式切换为单母运行方式时，若停电母线的母线侧隔离开关辅助触点不分开，停电母线和运行母线的母线侧隔离开关辅助触点同时接通，运行母线和停电母线，电压互感器二次回路将直接短路，导致运行母线电压互感器向停电母线电压互感器的二次反充电。

3.2母线侧隔离刀闸辅助触点合不到位

如果是相应的继电保护回路所用的母线侧隔离开关辅助触点未合上，将会使得本线路保护装置无交流电压，从而导致线路故障时相应线路保护拒动，引起越级跳闸，造成本线路所在母线的差动保护动作，切除该母线所有开关，扩大事故范围。同时母线侧隔离开关辅助触点未合上，将会使得本线路计量回路和其它用电压信息的采集失去电源，从而导致电度表无法运行或缺相运行，不计或少计电量，导致电量缺失，造成经济损失。

智能站母线电压合并单元的电压并列只是改变合并单元的输出形式，但并没有真正地将Ⅰ母与Ⅱ母电压信号直接联起来。因此不会发生停运电压互感器检修试验时而产生干扰运行设备工作的情况。同时由于采用光数字信号以报文形式输出，也不存在二次反充电的问题，并从根本上解决了由硬件接点构成的电压并列回路的缺陷。

4.智能变电站电压并列在实际操作中的注意事项及防范措施。

在变电站倒母线操作中，传统变电站考虑接点容量不足的情况，除母联合位使一次并列外，二次通过并列小开关进行并列。而智能变电站中电压通过合并单元分配，不存在接点容量不足的问题，所以在倒母线操作中不需要操作电压并列转换开关将电压二次回路并列。

智能变电站中的电压并列是通过电压并列开关切至相应段母线位置来选择母线合并单元发布的电压信号。现场电压并列开关有3个位置，分别是“解列”、“I母强制II母”、“II母强制I母”。在并列之前应检查是否符合电压并列条件，再进行并列。同时特别要注意并列开关的位置，防止因切换位置不正确而造成间隔层设备二次电压失去，主要有以下几种情况：

第一，双母线接线或单母分段接线，当Ⅰ母TV检修停运时，应将电压并列把手切至“I母强制II母”位置，此时Ⅰ、Ⅱ段上母线电压合并单元所有输出端口以报文形式输出Ⅱ母电压信号，供给Ⅰ、Ⅱ母上的保护测控装置。但如果在操作中误将电压并列开关切至“II母强制I母”位置，此时Ⅰ母TV检修停运，因此Ⅰ、Ⅱ段上的母线电压合并单元将无电压报文发布，造成Ⅰ、Ⅱ母上的保护测控及自动装置失去二次电压，可能引起保护误动。同样在Ⅱ母TV检修停运时，电压并列把手应切至“II母强制I母”位置，但操作中如误将电压并列开关错误的切至“I母强制II母”位置，也会造成上述同样的严重后果。

第二，当Ⅰ母或Ⅱ母TV检修停运，电压并列开关切至“I母强制II母”或“II母强制I母”位置进行并列成功后，应禁止人员对电压并列开关进行操作，做好安全措施，防止人员误动造成检修压变所在段母线的二次电压失去或Ⅰ、Ⅱ段母线同时失去二次电压。

第三，正常运行中应注意电压并列开关应切在“解列”位置，使得Ⅰ、Ⅱ段上母线电压合并单元输出端口以报文形式同时输出Ⅰ、Ⅱ母线电压信号，供间隔层所对应的保护测控装置及自动装置使用。

针对上述几种情况，首先，操作人员操作前应先熟悉现场实际运行方式，再进行操作。电压并列在就地进行，母线二次并列时，应特别注意电压切换开关的切换位置。并列完成后应禁止人员对电压并列开关再进行切换操作。在电压切换开关上悬挂警示牌，防止在此期间有人误动电压切换开关，造成二次电压消失。其次应结合设备巡视，确保电压并列开关位置及设备状态的正确性。同时通过人员的培训，使现场人员熟悉智能变电站的电压并列回路，掌握电压并列操作的要点。在运行操作过程中，杜绝上述情况的发生。

5.总结

发展智能电网已在世界范围内达成共识，智能设备的发展和新技术的应用，对运维人员提出了更高要求。掌握智能变区别于传统变的新设备验收、运行维护、操作方法成为运维人员必须的业务技能。本文通过对传统变电站与智能变电站电压并列实现方式的探讨，归纳总结了智能站在实际运行中的注意事项和防范措施。智能站的二次电压并列与传统的电压并列实现方式上有本质的区别，智能变电站的二次电压并列充分体现了设备间的信息共享及互操作性。随着智能电网的深入发展，将更加适应今后电网发展的要求。

参考文献：

[1]国家电力调度通信中心．国家电网公司继电保护培训教材［M］．北京：中国电力出版社，2009

[2]Q／GDW383－2009智能变电站技术导则［S］．北京：国家电网公司，2009

[3]Q／GDW414－2011变电站智能化改造技术规范［S］．北京：国家电网公司，2011

[4]Q／GDW580－2010变电站智能化改造工程验收规范［S］．北京：国家电网公司，2011

[5]Q／GDW393—2009110（66）kV～220kV智能变电站设计规范［S］．北京：国家电网公司，2010

[6]张全元.变电运行现场技术问答[M].北京：中电电力出版社，2003.

[7]毛锦庆等.电力系统继电保护实用技术问答[M].北京：电力工业出版社，2000．

[8]高翔.智能变电站技术[M].北京：中国电力出版社，2012.

[9]覃剑.智能变电站技术与实践[M].北京：中国电力出版社，2012.

[10]张沛超，高翔.数字化变电站系统结构[J].电网技术，2006，30（24）：74-77.

作者简介：

陈海燕，1985年出生，硕士，电力系统及其自动化专业，工程师，从事变电运维工作。陈海波，1984年出生，本科，电气工程及其自动化专业，工程师，从事特高压变电运维工作。

刘蒙，1984年出生，硕士，高电压技术，副高级工程师，从事电力电缆工程工作。