（广西电网有限责任公司钦州供电局，钦州 535000）
摘要：为化解智能站双位置开关量异常状态对二次设备安全运行带来的风险，改造了开关量在不同异常状态下二次设备应有的运行逻辑。通过判断开关量发生异常前后的状态，确定二次设备的正确工况，改造后的逻辑满足了二次设备在开关量不同状态下正常运行的需求。该思路具有普遍性，适用于采集双位置开关量的二次设备运行逻辑的设计、调试。
关键词：智能站；双位置开关量；异常状态
前言
目前，基于IEC61850的智能站调试分析基本缺乏针对开关、刀闸等双位置开关量异常对二次设备运行影响的分析[1-2]，相关的规范也没有明确提出针对该问题的指导和处理[3-4]，在实际工程中曾发现不同厂商不同类型的二次设备在开关量异常状态下不能正确工作。文章从电压合并单元、母线保护两方面浅析双位置开关量异常对二次设备的影响，通过完善措施，确保二次设备正常运行，为今后开展智能站调试工作提供参考。
1 开关量异常对电压切换逻辑的影响
合并单元通过采集开关、刀闸位置判断设备的运行方式，并切换输出相符的电压数据，以满足二次设备对电压采集需要。开关、刀闸双位置开关量在每一个状态周期里（“分-合-分”或者“合-分-合”），都会有不同的状态转换，例如在“分-合-分”的转换过程中，位置状态依次经过了“分位（01）-无效位（00）-合位（10）-无效位（00）-分位（01）”状态转换。还有一种无效位是（11），与无效位（00）都是异常无效但又不可避免的状态，特别是运行过程中开关、刀闸辅助接点异常而一次设备正常时发生的位置无效状态。常规站二次电压切换回路中的磁保持继电器可满足刀闸不同位置状态下二次回路的电压切换需求；智能站相应的切换回路变成了程序逻辑，与物理回路相比，程序逻辑在无效位（11）时，还可以选择是否保持上一状态的数据输出，这是物理回路所不具备的功能。
下面列举两种典型接线方式下，分析合并单元在开关、刀闸不同位置状态的电压切换逻辑。
1.1 开关量异常对间隔合并单元的影响
在实际工程中曾发现在双母线接线方式下有的间隔合并单元电压切换逻辑只在位置状态有效时输出正确的数据，位置异常无效时却输出错误的数据，如表1所示。
表1 双母接线方式间隔合并单元电压切换逻辑（改造前）
Ⅰ母刀闸位置 | Ⅱ母刀闸位置 | 间隔合并单元的切换后电压输出 |
00 | 00 | 输出0 |
00 | 01 | 输出0 |
00 | 10 | 输出U2 |
00 | 11 | 输出0 |
01 | 00 | 输出0 |
01 | 01 | 输出0 |
01 | 10 | 输出U2 |
01 | 11 | 输出0 |
10 | 00 | 输出U1 |
10 | 01 | 输出U1 |
10 | 10 | 输出U1 |
10 | 11 | 输出U1 |
11 | 00 | 输出0 |
11 | 01 | 输出0 |
11 | 10 | 输出U2 |
11 | 11 | 输出0 |
注：10表示合位，01表示分位，00/11表示位置无效，U1表示Ⅰ母电压，U2表示Ⅱ母电压
针对上述双母接线方式间隔合并单元不能反映一次设备实际运行工况的异常电压切换逻辑，提出在刀闸不同位置状态时正确的电压切换逻辑，如表2所示。
表2 双母接线方式间隔合并单元电压切换逻辑（改造后）
Ⅰ母刀闸位置 | Ⅱ母刀闸位置 | 间隔合并单元的切换后电压输出 |
00 | 00 | 保持上一态 |
00 | 01 | 若Ⅰ母刀闸位置由10变00，输出U1； 若Ⅰ母刀闸位置由01变00，输出0。 |
00 | 10 | 若Ⅰ母刀闸位置由10变00，输出U1或U2； 若Ⅰ母刀闸位置由01变00，输出U2。 |
00 | 11 | 若Ⅰ母刀闸位置由01变00，Ⅱ母刀闸位置由01变11，输出0； 若Ⅰ母刀闸位置由10变00，Ⅱ母刀闸位置由10变11，输出U1或U2； 若Ⅰ母刀闸位置由10变00，Ⅱ母刀闸位置由01变11，输出U1； 若Ⅰ母刀闸位置由01变00，Ⅱ母刀闸位置由10变11，输出U2。 |
01 | 00 | 若Ⅱ母刀闸位置由01变00，输出0； 若Ⅱ母刀闸位置由10变00，输出U2。 |
01 | 01 | 输出0 |
01 | 10 | 输出U2 |
01 | 11 | 若Ⅱ母刀闸位置由01变11，输出0； 若Ⅱ母刀闸位置由10变11，输出U2。 |
10 | 00 | 若Ⅱ母刀闸位置由01变00，输出U1； 若Ⅱ母刀闸位置由10变00，输出U1或U2。 |
10 | 01 | 输出U1 |
10 | 10 | 输出U1或U2 |
10 | 11 | 若Ⅱ母刀闸位置由01变11，输出U1； 若Ⅱ母刀闸位置由10变11，输出U1或U2。 |
11 | 00 | 若Ⅰ母刀闸位置由01变11，Ⅱ母刀闸位置由01变00，输出0； 若Ⅰ母刀闸位置由10变11，Ⅱ母刀闸位置由10变00，输出U1或U2； 若Ⅰ母刀闸位置由10变11，Ⅱ母刀闸位置由01变00，输出U1； 若Ⅰ母刀闸位置由01变11，Ⅱ母刀闸位置由10变00，输出U2。 |
11 | 01 | 若Ⅰ母刀闸位置由10变11，输出U1； 若Ⅰ母刀闸位置由01变11，输出0。 |
11 | 10 | 若Ⅰ母刀闸位置由10变11，输出U1或U2； 若Ⅰ母刀闸位置由01变11，输出U2。 |
11 | 11 | 若Ⅰ母刀闸位置由01变11，Ⅱ母刀闸位置由01变11，输出0； 若Ⅰ母刀闸位置由10变11，Ⅱ母刀闸位置由10变11，输出U1或U2； 若Ⅰ母刀闸位置由10变11，Ⅱ母刀闸位置由01变11，输出U1； 若Ⅰ母刀闸位置由01变11，Ⅱ母刀闸位置由10变11，输出U2。 |
注：开关量状态、U1、U2的定义同表1。
经试验验证和实际运行考验，改造后的切换逻辑满足了合并单元在不同运行工况下正确输出数据的需求。
1.2 开关量异常对母线合并单元的影响
开关量异常对除了间隔合并单元产生影响外，还会对母线合并单元产生影响，处理不当必将导致同一电压等级相应二次设备全部或局部异常、拒动、误动。在实际工程中曾发现某厂商针对内桥接线方式生产的母线合并单元不能适应开关量的异常状态，导致开关量异常时输出错误的数据，如表3所示。
表3 内桥接线方式母线合并单元电压自动重动并列切换逻辑（改造前）
内桥 | 进线1 | 进线2 | 合并单元切换后Ⅰ母输出 | 合并单元切换后Ⅱ母输出 |
1 | 1 | 0 | U1 | U1 |
0 | 1 | U2 | U2 | |
0 | 0 | 0 | 0 | |
1 | 1 | U1 | U2 | |
* | 1 | U1 | U2 | |
* | 0 | U1 | U1 | |
1 | * | U1 | U2 | |
0 | * | U2 | U2 | |
* | * | U1 | U2 | |
0 | 1 | 0 | U1 | 0 |
0 | 1 | 0 | U2 | |
0 | 0 | 0 | 0 | |
1 | 1 | U1 | U2 | |
* | 1 | U1 | U2 | |
* | 0 | U1 | 0 | |
1 | * | U1 | U2 | |
0 | * | 0 | U2 | |
* | * | U1 | U2 | |
* | 1 | 0 | U1 | 0 |
0 | 1 | 0 | U2 | |
0 | 0 | 0 | 0 | |
1 | 1 | U1 | U2 | |
* | 1 | U1 | U2 | |
* | 0 | U1 | 0 | |
1 | * | U1 | U2 | |
0 | * | 0 | U2 | |
* | * | U1 | U2 |
注：内桥、进线1、进线2的开关量均为相应间隔开关及其两侧刀闸逻辑与的结果。1表示合位（10），0表示分位（01），*表示位置无效（00/11），U1表示Ⅰ母电压，U2表示Ⅱ母电压。进线1接入Ⅰ母，进线2接入Ⅱ母。
针对上述异常的电压切换逻辑，提出内桥接线方式母线合并单元在进线或桥开关、刀闸不同位置状态时正确的电压输出逻辑，如表4所示。
表4 内桥接线方式母线合并单元电压自动重动并列切换逻辑（改造后）
内桥 | 进线1 | 进线2 | 合并单元切换后Ⅰ母输出 | 合并单元切换后Ⅱ母输出 |
1 | 1 | 0 | U1 | U1 |
0 | 1 | U2 | U2 | |
0 | 0 | 0 | 0 | |
1 | 1 | U1 | U2 | |
* | 1 | U2 | U2 | |
* | 0 | 取异常前对应的母线电压 | 与Ⅰ母相同 | |
1 | * | U1 | U1 | |
0 | * | 与Ⅱ母相同 | 取异常前对应的母线电压 | |
* | * | 取异常前对应的母线电压 | 取异常前对应的母线电压 | |
0 | 1 | 0 | U1 | 0 |
0 | 1 | 0 | U2 | |
0 | 0 | 0 | 0 | |
1 | 1 | U1 | U2 | |
* | 1 | 取异常前对应的母线电压 | U2 | |
* | 0 | 取异常前对应的母线电压 | 0 | |
1 | * | U1 | 取异常前对应的母线电压 | |
0 | * | 0 | 取异常前对应的母线电压 | |
* | * | 取异常前对应的母线电压 | 取异常前对应的母线电压 | |
* | | | 取异常前对应的母线电压 | 取异常前对应的母线电压 |
注：开关量状态、U1、U2的定义同表3。“取异常前对应的母线电压”所取的数据是实时数据。
经试验验证和实际运行考验，改造后的切换逻辑满足了合并单元在不同运行工况下正确输出数据的需求。
2 开关量异常对保护逻辑的影响
对于采集开关、刀闸双位置的保护设备，开关量异常将影响保护逻辑的正确执行。如在某站220kV双母接线方式的母线保护验收过程中曾发现装置未能正确处理刀闸辅助接点异常状态，见表5所示。
表5 双母接线方式母线保护的刀闸位置判据（改造前）
实际刀闸位置 | 母线保护应判别的刀闸位置 |
00 | 分位 |
01 | 分位 |
10 | 合位 |
11 | 合位 |
可见，母线保护在Ⅰ母刀闸分位（01）、Ⅱ母刀闸合位（10）运行方式下，发生Ⅰ母刀闸辅助接点位置由分位（01）变无效（11）时，装置逻辑将Ⅰ母刀位置由原来的分位判为合位，进而判两段母线互联运行，导致母线发生故障时保护不正确动作。针对此缺陷，提出了双母接线方式母线保护的刀闸位置判据，如表6所示。
表6 双母接线方式母线保护的刀闸位置判据（改造后）
实际刀闸位置 | 母线保护应判别的刀闸位置 |
00 | 保持异常前的状态 |
01 | 分位 |
10 | 合位 |
11 | 保持异常前的状态 |
经试验验证，改造后的装置逻辑能够适应系统实际运行工况。
3 结语
本文针对智能站调试工作中发现双位置开关量异常状态对二次设备正常运行产生不利影响的问题，充分考虑了开关量异常的各种状态，提出了解决方法，并做出最有利于维持设备正常运行的选择，解决了不同厂商不同类型的二次设备在开关量异常状态下不能正确工作的问题。该方法的实施消除了一次开关、刀闸正常而辅助接点异常给二次设备安全运行带来的风险，对提高智能站的验收调试效率和质量，确保智能站安全稳定运行具有积极意义。
参考文献：
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[2] 李波. 智能变电站电子式电流互感器的升流判向方法研究，2019年，42（4）：68-74.
[3] 中国南方电网有限责任公司. 调继〔2018〕9号-继电保护通用技术规范[Z]. 广州：中国南方电网有限责任公司，2018.
[4] 中国南方电网有限责任公司. 调继〔2018〕9号-智能变电站继电保护调试及验收规范[Z]. 广州：中国南方电网有限责任公司，2018.
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