吳漢江, 都小利, 吳義純, 董國威

(1.安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 安徽 合肥 230051； 2.國網(wǎng)安徽省電力有限公司培訓(xùn)中心, 安徽 合肥 230022； 3.國網(wǎng)宣城供電公司，安徽 宣城 242000)

0 引言

備用電源自動投入裝置(以下簡稱備自投裝置)作為保證電力系統(tǒng)連續(xù)可靠供電的重要設(shè)備之一，在110 kV以下的中、低壓配電系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。但如果備自投裝置拒動或動作不成功則會導(dǎo)致母線失壓，甚至可能導(dǎo)致全站停電。

智能變電站備自投裝置需要通過SV報(bào)文獲取相關(guān)間隔采樣值信息，通過Goose報(bào)文獲取相關(guān)間隔開關(guān)量位置信息，從而進(jìn)行邏輯運(yùn)算，判斷當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)是何種備用狀態(tài)。

Goose報(bào)文中攜帶有StNum參數(shù)和SqNum參數(shù)。StNum參數(shù)為狀態(tài)序號，用于記錄Goose數(shù)據(jù)總共的變位次數(shù)。Goose數(shù)據(jù)集成員的值每改變一次，StNum加1。SqNum為順序號，用于記錄穩(wěn)態(tài)情況下發(fā)出的報(bào)文的幀數(shù)，裝置發(fā)出一幀Goose報(bào)文，SqNum應(yīng)加1，當(dāng)有Goose數(shù)據(jù)變位時，該值歸0，從頭開始重新計(jì)數(shù)。因此StNum和SqNum值的變化有嚴(yán)格的規(guī)律。Goose接收方通過StNum和SqNum的變化規(guī)律，能夠判斷Goose報(bào)文是否有丟幀、錯序、重復(fù)等異常情況。

SV報(bào)文中攜帶有smpCnt參數(shù)，該參數(shù)為采樣計(jì)數(shù)器，用于檢查數(shù)據(jù)內(nèi)容是否被連續(xù)刷新。合并單元每發(fā)出一個新的數(shù)據(jù)，smpCnt應(yīng)加1，該參數(shù)應(yīng)在(0，采樣率-1)的范圍內(nèi)順序增加。例如正常使用采樣率為4 000 Hz，該參數(shù)應(yīng)在(0,3 999)范圍內(nèi)順序增加。該參數(shù)不應(yīng)跳變或越限。從該參數(shù)能夠判斷SV報(bào)文是否有丟幀、錯序、重復(fù)等異常情況。

1 事故經(jīng)過

某110 kV變電站110 kV系統(tǒng)一次系統(tǒng)電氣主接線如圖1所示。主接線方式為不完全擴(kuò)大內(nèi)橋接線方式。正常運(yùn)行方式為578線路帶#1主變運(yùn)行，577線路通過500開關(guān)帶#2主變運(yùn)行，400開關(guān)處于熱備用方式。

圖1 某變電站110 kV部分一次系統(tǒng)電氣主接線圖

2020年5月11日，由于577線路故障，577線路對側(cè)保護(hù)動作，跳開577線路對側(cè)開關(guān)，造成該變電站內(nèi)110 kV II母失壓，備自投保護(hù)裝置動作，跳開500開關(guān)，但是未合上400開關(guān)。

現(xiàn)場備自投保護(hù)裝置顯示如圖2所示。

2020年5月11日，16：29：23.310，備自投啟動；

3 502 ms，跳電源2斷路器；

2020年5月11日，16：29：27.309，斷路器拒跳。

圖2 110 kV備自投裝置動作報(bào)告圖

2 事故分析與處理

通過圖3備自投保護(hù)故障錄波文件進(jìn)行查看，備自投裝置發(fā)出500開關(guān)跳閘命令，但是備自投裝置未接收到500開關(guān)跳閘位置信號。

圖3 110 kV備自投裝置動作錄波圖

通過后臺檢查開入量變位信息如下：

16：29：26.812；備自投裝置動作發(fā)出跳500開關(guān)指令；

16：29：26.896；內(nèi)橋500測控裝置收到開關(guān)跳閘位置變位；

16：31：37.327；備自投裝置接收到500分閘位置。

備自投裝置發(fā)出跳閘命令84 ms后，測控裝置接收到開關(guān)跳閘位置，可認(rèn)為500開關(guān)跳閘動作正常，且智能終端發(fā)出開關(guān)變位GOOSE報(bào)文正常。但是備自投裝置發(fā)出跳閘命令2分10秒后，備自投裝置接收到開關(guān)分閘位置。綜上分析備自投裝置跳閘失敗的原因?yàn)閭渥酝督邮?00開關(guān)GOOSE報(bào)文異常。

現(xiàn)場檢查，備自投裝置采用直采直跳接線方式，排除光纖通道、光纖模塊等硬件故障后，認(rèn)定為軟件系統(tǒng)故障。抓取網(wǎng)絡(luò)報(bào)文進(jìn)行分析，報(bào)文分析軟件顯示合智一體裝置發(fā)送給備自投裝置的網(wǎng)絡(luò)報(bào)文存在大量丟包現(xiàn)象(如圖4)。

端口報(bào)文存在AppID為0x1044、0x1045的Goose報(bào)文和AppID為0x400E的SV報(bào)文。分析該合智一體裝置的模型文件(如圖5)。該裝置有三個Goose數(shù)據(jù)集，分別是邏輯設(shè)備RPIT中的dsGoose1、dsGoose2、dsGoose3，對應(yīng)的AppID為0x1044、0x1045、0x1046。同時該裝置有兩個SV數(shù)據(jù)集，分別是邏輯設(shè)備MUSV01中的dsSV和邏輯設(shè)備MUSV02中的dsSV，對應(yīng)的AppID為0x400E、0x400F。發(fā)送SV報(bào)文的兩個數(shù)據(jù)集分別對應(yīng)該裝置的1號光口板和2號光口板。即連接該裝置1號板的光纖若需要配置SV報(bào)文發(fā)送，應(yīng)將AppID為0x400E的SV數(shù)據(jù)集進(jìn)行發(fā)送；若連接該裝置2號板的光纖需配置SV報(bào)文發(fā)送，應(yīng)將AppID為0x400F的SV數(shù)據(jù)集進(jìn)行發(fā)送。

圖4 網(wǎng)絡(luò)報(bào)文分析記錄圖

圖5 該裝置模型文件分析圖

備自投接收500開關(guān)Goose報(bào)文的光纖接入該合智一體裝置的2號板，因此從合智一體裝置2號板配置文件進(jìn)行進(jìn)一步檢查分析。該板卡進(jìn)行AppID為0x1044、0x1045、0x1046的三個Goose數(shù)據(jù)集發(fā)送以及AppID為0x400E的SV數(shù)據(jù)集(如圖6)發(fā)送。

從圖4的抓包分析可知，0x1044、0x1045、0x400E三個數(shù)據(jù)集存在丟幀現(xiàn)象，而0x1046數(shù)據(jù)集已完全丟失無法發(fā)出。

從該裝置模型文件分析得知，該數(shù)據(jù)集0x400E需將其配置從1號板發(fā)出，而2號板卡只可發(fā)出數(shù)據(jù)集0x400F。該SV發(fā)送配置錯誤，導(dǎo)致裝置內(nèi)部程序出錯，進(jìn)而使得發(fā)出的報(bào)文存在丟幀現(xiàn)象。需要將該SV發(fā)送配置修改為發(fā)送數(shù)據(jù)集0x400F，從而避免內(nèi)部程序出錯。

根據(jù)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，2號板卡連接的光纖僅發(fā)送Goose報(bào)文即可，未連接需要接收SV報(bào)文的設(shè)備。因此修改配置文件，不進(jìn)行配置SV發(fā)送即可(如圖7)。

圖6 修改前配置文本圖

圖7 修改后配置文本圖

再次抓取網(wǎng)絡(luò)報(bào)文分析，報(bào)文分析軟件提示各報(bào)文均正常(如圖8)，0x1044、0x1045、0x400E三個數(shù)據(jù)集發(fā)送均正常，無SV報(bào)文發(fā)出。

圖8 修改后報(bào)文分析記錄圖

針對現(xiàn)場進(jìn)行多次試驗(yàn)驗(yàn)證及長時間報(bào)文監(jiān)測，智能終端發(fā)出的報(bào)文無丟幀等異常情況，500開關(guān)變位后備自投裝置已可以正確接收開關(guān)位置，能夠正確進(jìn)行邏輯判斷。

3 整改措施

因?yàn)橹悄茏冸娬九c常規(guī)變電站相比，其通訊方式和采樣模式都發(fā)生變化，所以智能變電站保護(hù)裝置、智能組件等二次設(shè)備，尤其是備自投裝置更需要進(jìn)行詳細(xì)的驗(yàn)收和試驗(yàn)。針對此類問題提出了以下改進(jìn)措施。

3.1 制定完善的二次設(shè)備驗(yàn)收、檢驗(yàn)流程

主要包含以下內(nèi)容：

(1)外觀檢查。檢查裝置外觀是否存在異常。

(2)裝置溫度檢查。檢查裝置運(yùn)行溫度是否異常。

(3)裝置電源檢查。檢查裝置電源是否異常；檢查在不同電源電壓時裝置運(yùn)行狀況。

(4)二次回路檢查。檢查二次回路絕緣狀況、電流回路、電壓回路、信號回路等是否異常。

(5)光纖回路檢查。檢查光纖回路衰耗是否異常。

(6)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文檢查。檢查裝置發(fā)送報(bào)文、接收報(bào)文是否異常。

(7)裝置配置檢查。檢查裝置配置文件是否錯誤。

(8)裝置邏輯檢查。檢查裝置邏輯程序是否異常。

(9)壓板檢查。檢查裝置檢修壓板、軟壓板、硬壓板是否異常。

(10)系統(tǒng)運(yùn)行檢查。檢查裝置與故障錄波系統(tǒng)等其他系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行是否異常。

3.2 加強(qiáng)工作人員對二次裝置運(yùn)維操作培訓(xùn)，提高運(yùn)維人員的技術(shù)水平

根據(jù)變電站接線方式不同，二次裝置尤其是備自投裝置運(yùn)行邏輯可能略有差異，運(yùn)維人員在備自投裝置發(fā)生異常告警時需要仔細(xì)分析。在裝置投運(yùn)之前，對運(yùn)維人員做好站內(nèi)二次裝置相關(guān)培訓(xùn)，并形成相關(guān)操作邏輯說明、裝置異常說明、裝置運(yùn)行說明，便于運(yùn)行人員及時發(fā)現(xiàn)并匯報(bào)處理二次裝置的運(yùn)行隱患，有利于保持二次裝置的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

4 結(jié)束語

隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，變電站數(shù)量持續(xù)增加，電網(wǎng)運(yùn)維工作量大增，因此繼電保護(hù)及安全自動裝置的穩(wěn)定運(yùn)行對變電站提質(zhì)增效具有積極作用。繼電保護(hù)及安全自動裝置是電網(wǎng)“三道防線”的重要一環(huán)，針對二次裝置按照標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)收、校驗(yàn)流程進(jìn)行檢驗(yàn)，同時形成個性化的操作邏輯說明、裝置異常說明、裝置運(yùn)行說明，對于提升二次裝置的運(yùn)行穩(wěn)定性具有重要意義。