220kV双母单分段母线冷倒远方遥控刀闸失败原因分析研究

韦启朋

摘要：500kV某变电站220kV母线为双母单分段接线方式，220kV母线停电时，进行冷倒方式远方遥控操作，部分刀闸出现遥控失败[1]的情况，本文对此种刀闸遥控失败原因进行分析研究，并提出了解决的方案，有效的解决遥控失败的问题，确保现场设备远方遥控成功率为100%。

關键词：双母单分段;冷倒;遥控

引言

500kV某变电站220kV一次设备为双母单分段运行方式，计算机监控系统及远动设备厂家为国电南瑞科技股份有限公司，测控装置为GE通用电气公司产品，采用的是冗余双网络（A网和B网）架构通信方式[2]。测控装置主要用于对变电站一次设备的遥控操作，同时采集变电站站设备遥信、遥测信息，并上传给监控系统后台和远动装置，再由远动装置上送至上级电网调度主站。该站的测控装置具有独立的出口继电器以及闭锁继电器[3]，测控装置发出控制命令后驱动出口继电器动作，使得出口继电器接点闭合，电气回路导通，从而可以遥控一次设备的分、合闸。

2020年10月13日500kV某变电站220kV#2M、#3M母线停电及送电冷倒过程中，220kV百德Ⅱ线20632刀闸、220kV百沙Ⅱ线20592刀闸、220kV百沙Ⅰ线20582刀闸遥控操作均出现失败。其中220kV百德Ⅱ线测控装置于2008年投运，220kV百沙Ⅰ线、百沙Ⅱ线测控装置于2018年投运。变电站的测控装置均为GE通用电气公司产品，型号为D25[4]。站内测控装置与监控系统、远动装置通信采用DNP3.0通信规约，远动上送各级主站采用IEC60870-5-104规约。本文针对测控装置冷倒遥控失败问题斤进行分析研究，并提出几种解决方案，具有很强的代表性及操作性，有效的解决遥控失败问题。

1.原因分析

针对220kV母线冷倒操作时出现部分刀闸遥控失败进行排查及分析，此次排查分为多个步骤进行，具体排查步骤如下：

（1）将测控装置设置的刀闸闭锁逻辑与设计院的竣工闭锁逻辑图纸比对，测控装置软件闭锁逻辑[5]设置正确与竣工图纸一直，停电时对220kV百沙Ⅰ线测控装置闭锁逻辑进行校验，闭锁逻辑继电器动作正确，出口继电器动作正确。

（2）对测控装置、出口继电器、出口继电器底座和接点回路重新进行检查及校验，遥控出口继电器动作正确。

（3）对现场刀闸闭锁回路，遥控出口回路进行检查，二次回路未发现有异常情况，对刀闸机构检查未发现异常，现场进行刀闸分合闸试验，刀闸动作正确。

（4）对远动装置进行检查，检查远动装置的接收上级调度报文正确，远动装置对测控装置下发遥控命令的报文正常，通信链路正常，但是现场一次设备未出口动作，判断远动装置运行状况良好，测控装置存在问题。

（5）母线冷到操作时进行报文分析，发现调度下发遥控预置、遥控命令、遥控执行指令正确，但是闭锁继电器未出口，经过进一步对D25测控装置深入检查发现，测控装置接收一次设备位置变化后进行闭锁逻辑判断正常，即闭锁遥信点位置状态变化正常，但闭锁遥信点因状态变化过快，无法正常驱动闭锁遥控输出接点（即串入刀闸控制回路中的测控装置闭锁接点）。冷倒出现异常的间隔刀闸合位和分位位置变化时间间隔普遍为20ms以内，而测控装置配置内闭锁遥信驱动闭锁遥控输出接点的脉冲展宽设置为1000ms，导致闭锁继电器无法正常驱动出口。

以20583刀闸的闭锁逻辑条件进行分析：

第一种为单间隔正常停送电操作，其闭锁逻辑如下：（2317分）·（2327分）·（205827分）·（205867分）·（20582分）·（2058分）;

第二种为母线停电操作时，遥控分合20583刀闸的操作，其闭锁逻辑如下：（20582合）·（20233合）·（S20232合）·（2023合）·（2317分）·（2327分）。（其中2317、2327为母线地刀）

闭锁逻辑中一次设备位置均取合位、分位双位置接点。线路由200kV#2M停电负荷倒闸至#3M冷倒的操作顺序为：断开2058开关→拉开20586刀闸→拉开20582刀闸→合上20583刀闸→合上20586刀闸→合上2058开关，其刀闸具体时间位置变化如下：

在拉开20586刀闸后拉开20582刀闸前，20583刀闸满足闭锁条件2，为允许操作。拉开20582刀闸，当20582刀闸合位为0时（此时合位为0，分位为0，即不定态时），20583刀闸同时不满足闭锁条件1和2，闭锁逻辑去驱动闭锁继电器，使闭锁输出接点由1变为0。当20582刀闸分位为1时（此时合位为0，分位为1），20583刀闸闭锁条件满足条件1，闭锁逻辑去驱动闭锁继电器，使闭锁输出接点由0变为1。若刀闸的合闸位置变为分闸位置或者分闸位置变为合闸位置时间间隔过短（如5ms），测控装置在很短的时间内发出两次闭锁逻辑出口，闭锁继电器无法在很短的时间内进行两次驱动出口，导致闭锁条件仍为0，从而导致远方遥控失败。通过查看监控后台SOE记录，部分间隔的刀闸在操作的过程中刀闸分、合闸辅助接点动作的时间间隔仅为几毫秒，而刀闸由开始动作至动作结束时间需3-4秒左右，辅助开关接点的动作行为与刀闸实际动作行程不符。

从上述可知，220kV双母单分段母线冷倒操作时，部分间隔设备刀闸位置变位时间很短，GE公司的D25测控装置无法在很短的时间内两次成功驱动闭锁继电器，导致测控装置中的闭锁逻辑出现异常，无法正常与现场一次设备实际动作变化相对应，导致闭锁回路未导通，从而使刀闸遥控操作失败。

2.解决措施

短期措施：

1、进行220kV母线倒闸操作时，出现刀闸遥控失败时，及时向调度申请重启测控装置或者对测控装置内的闭锁接点重新置位使其继电器重新驱动，闭锁输出接点正常，从而使220kV母线冷倒操作顺利。对D25测控装置配置内闭锁遥信驱动闭锁遥控输出接点的脉冲展宽时间进行修改缩短，经过现场验证，修改时间由原来的的1000ms变为120ms，母线冷倒过程中闭锁继电器出口正常，刀闸遥控操作正常。

2、更换更加动作灵敏的闭锁继电器，能使继电器在很短时间内配合测控装置闭锁逻辑输出变化而变化，从而满足现场的配置要求。

（2）长期措施：

1、结合停电，调整刀闸辅助开关或者调整刀闸辅助开关，使刀闸操作过程上送的分、合闸位置变化时间实际动作行程时间与分合闸实际动作时间相符。

2、设备年限到期，结合技改更换D25测控装置，经了解D25测控装置为上世紀90年代的产品，测控内使用的硬件均为老旧濒临淘汰的产品（CPU主频低、内存缓存小、网络处理能力差），很难满足现阶段电网大数据量、高精度、强大处理能力、强大通信能力的要求。D25的配置参数比较低，已经并不能适应目前智能化、数字化的要求，设备到期后需要进行全站的测控装置改造，以满足设备的稳定性、实用性、安全性要求。

3.结论

目前经过对D25测控装置配置内闭锁遥信驱动闭锁遥控输出接点的脉冲展宽时间改短及验证后，设备遥控正常。测控装置软件逻辑功能的实施，需要与现场一次设备本身特性相结合，调试和维护检修期间应重点关注装置内部参数的设置，并经过现场全局性的一次设备遥控出口测试，因为220kV为双母单分段的特殊性，线路间隔对应的闭锁逻辑就存在冷倒闭锁逻辑、正常停送电闭锁逻辑，单独的某一个间隔的一次设备分合闸遥控出口测试并不能全部反映出所有的闭锁逻辑是否与现场一次设备相兼容的问题。因此今后新设备投运或新建站进行现场验收时，要全部进行系统的联动现场操作测试验证，才能确保测控装置的闭锁逻辑正确性，保证设备的可靠的遥控操作，以及电网的安全可靠稳定运行。

参考文献：

[1]王娟华.一起电网调度遥控操作失败故障的分析与处理.江西电力，2014（038）002.

WangJuanhua.Analysisandtreatmentofafailureofremotecontroloperationofpowergriddispatching.JiangxiElectricPower，2014（038）002.

[2]李真.变电站自动化系统常见故障及处理[J].电力自动化设备，2010（8）.

LiZhen.Commonfaultsandtreatmentofsubstationautomationsystem[J].ElectricPowerAutomationEquipment，2010（8）.

[3]王从伟.高压开关站测控装置遥控失败问题处理[J].电工技术，2019.（10）.

WangCongwei.Treatmentofthefailureofremotecontrolofthemeasurementandcontroldeviceofthehigh-voltageswitchyard[J].ElectricalEngineeringTechnology，2019.（10）.

[4]杜丽达.D25同期超时故障的分析和处理[J].上海电力，2011.（1）.

DuLida.AnalysisandtreatmentofD25synchronizationovertimefailure[J].ShanghaiElectricPower，2011.（1）.