误操作引起智能变电站继电保护误动分析

丁健鹏

陕西省电力公司渭南供电公司 陕西 渭南 714000

摘要：智能变电站继电保护运维过程中，运维人员的误操作会给变电站正常运行带来安全隐患，甚至可能造成设备损坏、人身伤亡或电网瓦解的严重事故。智能变电站作为输配电系统中的一个关键环节，对整个电网的正常运行有重要影响。因而研究智能变电站继电保护运维防误技术，对变电站及电网的安全运行具有十分重要的意义。

关键词：误操作；智能变电站；继电保护；误动；分析

1保护动作分析

1.1故障前电网运行方式

A变电站内一次设备采用常规互感器，通过合并单元完成电流、电压模拟量采集，通过智能终端完成一、二次设备信息交互，各保护采用直采直跳；母线采用3／2接线形式，并通过XX一线、XX二线与对侧B变电站连接。故障前，A变电站内第1、3、4串合环运行，XX一线、XX二线及#1、#3主变运行，第2串3320开关、3322开关及#2主变检修。

1.2事故前保护运行工况

某日，现场运维人员根据工作票所列安全措施内容投入3320开关汇控柜合并单元A、B套“装置检修”压板，而后相关保护运行工况如下：XX一线A套保护装置“告警”灯亮，面板显示“3320A套合并单元SV检修投入报警”；XX一线B套保护装置“告警”灯亮，面板显示“中CT检修不一致”。

1.3保护动作情况分析

当日3时59分，A变电站XX一线发生异物接地短路故障。由于3320开关汇控柜合并单元A、B套“装置检修”压板投入，因此A变电站XX一线双套保护闭锁。(1)线路对侧B变电站XX一线距离I段保护动作，3361、3360开关跳闸；694ms后，3361开关重合动作，再经83ms，重合后加速保护动作，跳开3361、3360开关。(2)A变电站XX一线保护未动作。(3)A变电站#1、#3主变高压侧零序后备保护动作，跳开三侧开关。(4)B变电站XX二线零序II段保护动作，跳开3352、3350开关。

1.4保护拒动原因分析

由于XX一线保护同时接人了3321开关及3320开关采样值信息，因此在投入3320开关合并单元检修压板前，未将XX一线保护内对应该间隔的SV接收软压板退出。根据ql／CDW1396((IEC61850工程继电保护应用模型标准》[4]，保护装置应将接收到的SV报文中的test位与自身的检修压板状态进行比较，只有两者一致时才将该信号用于保护逻辑，否则应发告警信号并闭锁相关保护，如图3所示。因此，在XX一线发生A相故障时，A变电站双套线路保护闭锁，保护拒动，只能靠A变电站#1、#3主变后备保护，B变电站XX一线距离保护，B变电站XX二线零序保护动作跳开相关断路器，实现故障点的隔离。

2智能变电站二次安全措施分析

智能变电站涉及二次安全措施的主要工作为改造、扩建变电站时对二次回路的更改及一次设备停电或不停电时对二次设备的测试试验。二次安全措施主要是对待测装置进行安全隔离，通常采取以下方法实现：退出ＳＶ接收、ＧＯＯＳＥ出口、失灵启动等软压板；投入保护装置、合并单元、智能终端等检修硬压板；拆除跳闸出口、合闸出口回路；断开操作电源、储能电源；拔除保护装置、合并单元、智能终端光纤。对于ＧＯＯＳＥ回路，将待检修设备的检修压板投入，将待检修设备的ＧＯＯＳＥ出口软压板退出，将待检修设备相关联的运行设备ＧＯＯＳＥ接收软压板退出；对于ＳＶ回路，当一次设备停电时退出相关运行保护装置的ＳＶ接收软压板，当一次设备不停电时退出相关运行保护装置的功能软压板。

智能变电站检修过程中，运维人员及运行人员应理清各软压板（ＳＶ、ＧＯＯＳＥ、功能）与硬压板的相互作用关系，这对于检修过程中的二次安全措施防误操作非常重要。对于此类软硬压板，可针对各类检修情况建立相应安全措施数据库，以便作业人员在设备检修时只需根据待检修设备对应数据库选择特定的安全措施方案，从而降低运维人员误操作风险。

3防误操作策略研究

为了避免人为漏退ＳＶ接收压板导致保护闭锁、扩大跳闸范围的事故再现，有必要对防误操作策略进行研究。由于ＧＯＯＳＥ接收／发送软压板、ＳＶ接收软压板、保护功能软压板、检修压板都会影响保护功能或逻辑计算，因此根据一次设备和压板的运行状态将装置分为运行状态、信号状态、退出状态和检修状态。所设计的防误操作策略通过分析保护装置状态、设备状态及压板状态，主动操作可能造成事故发生的压板，预防事故发生。出现本文事故时，保护装置处于不确定态，启动防误操作策略；当满足预设的“漏退出ＳＶ接收软压板”时，可定位异常压板为“ＳＶ接收软压板”；对该压板进行操作演示，即退出保护装置的ＳＶ接收软压板；查看装置状态已处于运行态，说明可下发操作命令；执行操作命令即退出保护装置的ＳＶ接收软压板，能避免保护功能闭锁造成的保护拒动、事故范围扩大。

4防误规则库

防误规则是实现防误技术的基础，需创建防误规则库来存储防误规则。防误规则库分为主动式综合防误规则库及硬压板误投补救规则库两类，而主动式综合防误规则库又可以分为设备操作防误规则库及综合防误规则库。

1)设备操作防误规则库：用于定义及存储设备操作防误规则，包括一次设备操作防误规则及二次设备操作防误规则，防误规则主要包含操作对象、操作方式和操作条件等信息。操作对象指变电站内可遥控操作的设备唯一标识，一般为设备名称；操作方式指设备的控制方式，主要分为控分(退出)与控合(投入)两种；操作条件指设备操作必须满足的条件，是由相关设备状态组成的逻辑表达式，只有此逻辑表达式成立时方可操作，否则闭锁操作。2)综合防误规则库：用于定义及存储融合一、二次设备的综合防误规则，防误规则主要包含一次设备运行方式和二次设备状态约束等信息。一次设备运行方式指一次设备的典型运行状态，如运行、热备、冷备及检修等，是由一组相关一次设备状态组成的逻辑表达式；二次设备状态约束指当前定义的一次设备运行方式下，二次设备必须具备的状态，是由一组相关二次设备状态组成的逻辑表达式。3)硬压板误投补救规则库：用于定义及存储硬压板误投补救规则，补救规则主要包含硬压板对象、一/二次设备综合运行工况、二次设备状态约束和硬压板误投补救方式等信息。硬压板对象指需要实时监视其状态的硬压板，一般为硬压板状态索引号；一/二次设备综合运行工况指由一次设备状态及二次设备状态组成的综合运行状态，是由一组相关一、二次设备状态组成的逻辑表达式；二次设备状态约束指此硬压板在当前定义的综合运行工况下，二次设备必须具备的状态，若二次设备不满足此状态即判断存在风险，并根据此状态生成补救措施；硬压板误投补救方式指判定存在风险时以何种方式补救，分为手动及自动两种方式。

5结语

随着智能变电站的不断建设，智能变电站的改造、扩建及设备检修工作不断增多。为防止人为误操作导致电网事故发生，本文分析了一起误操作压板引起保护闭锁导致故障范围扩大的事故，对二次安全措施尤其是ＧＯＯＳＥ、ＳＶ压板投退顺序进行了说明，重点分析了防误操作策略，提出了处理步骤，并将事故放入防误操作策略中进行分析，说明该防误操作策略的正确性及可行性。

参考文献

[1]卜强生,高磊,闫志伟,袁宇波,宋亮亮,宋爽.智能变电站继电保护软压板防误操作策略及实现[J].电力自动化设备,2016,3612:156-160+168.

[2]龙翩翩,蔡泽祥,张延旭,潘天亮.智能变电站继电保护信息交互失效模型与薄弱环节分析[J].电力科学与技术学报,2017,3201:29-36.

[3]陈福锋,俞春林,张尧,李玉平,董贝,陈琦,薛明军,王胜,陈新之,赵谦.变电站继电保护就地化整体解决方案研究[J].电力自动化设备,2017,3710:204-210.

[4]陈水耀.继电保护失效检测及检修策略研究[D].华北电力大学(北京),2016.