（广州地铁集团有限公司运营事业总部）
一、前言
广州地铁知识城线使用的是白云GFC40型33kV GIS，保护模块使用的是GE通用电气的F650、F35、L30。该类型开关柜的逻辑涉及开关柜断路器分合闸操作，三工位开关的分合闸操作，自投功能的实现，保护类型的判断及动作等，通过保护模块内部的程序实现，具有不直观性。本文主要对逻辑进行分析，并讨论其优化的空间与可行性。
二、逻辑简要分析
33kV GIS的逻辑主要分成：状态类、保护类、操作类。
状态类的逻辑信号为判断开关柜目前的状态，一般用于下一步逻辑判断，如合闸允许、允许手动三工位操作等。
保护类的逻辑信号用于部分保护动作的判断，如相选跳保护、母线主保护等。
操作类的逻辑信号用于对开关柜进行操作，如断路器分合闸、隔离开关分合闸等。
以下对逻辑信号进行举例分析。
1、合闸允许
“合闸允许”信号点作用为通过各设备信号之间的逻辑来判断该开关是否具备合闸条件，是一个直接影响断路器正常工作的关键信号点。
如图为动力变馈线开关的合闸允许信号。
A处逻辑为三工位开关三种状态信号的或运算，实际意义为保护模块可以判断到三工位开关的位置信息。
B处逻辑按三工位开关三种状态分情况设定合闸允许条件，其中三工位开关中间位和接地开关合位不需要其他条件，而当隔离开关合位时，需要满足无气室压力低报警信号，无动力变门开报警信号的条件。
C处逻辑为无保护动作信号。
同时满足断路器分位及以上3个条件，则断路器允许合闸。
2、母线主保护
“母线主保护”是一项通过馈线柜、母联柜、进出线柜的过流状态之间的逻辑关系来判断故障点是否在母线，从而判断开关是否需要动作。
如图为进线柜母线主保护逻辑原理图，母线主保护启动一共需要4个条件，分别为进线过流（零序过流）启动、馈线过流（零序过流）未启动、出线过流（零序过流）未启动、母联过流（零序过流）未启动，当这些都条件满足，则可以判断故障点在母线处（如下图所示），经过100ms延时便启动母线主保护，使断路器分闸。
3、隔离开关分合闸
“隔离开关分合闸”是开关柜的常用操作逻辑，需要判断各类条件来启动隔离开关分合闸操作。
如图为馈线柜隔离开关分合闸逻辑原理图，隔离开关合闸需要在本段母排未维护接地，三工位开关在中间位，断路器在分位的条件下，在远方模式下收到远方合闸命令或者在当地模式下收到当地合闸命令时，隔离开关进行合闸操作。
隔离开关分闸也是类似的，需要隔离开关在合位，断路器在分位的条件下，在远方模式下收到远方分闸命令或者在当地模式下收到当地分闸命令时，隔离开关进行分闸操作。
三、优化建议
在上述对合闸允许的分析提到过，在B处逻辑中，在分情况设定条件时，将三工位开关的三种状态分别作为条件加入到逻辑中，实际上已限定了逻辑必须判断到三工位开关的位置信息，才能使B置为1。即若满足了B，则一定满足A。
由此提出优化建议：A处逻辑为冗余部分，可直接删除。
四、理论证明
现以动力变馈线开关柜为例，通过逻辑布尔运算来证明上述结论：
设：A=断路器分位
B=三工位开关中间位
C=接地开关合位
D=气室压力低报警
E=隔离开关合位
F=动力变门开报警
G=保护动作
则根据逻辑图可得：
上图为删除冗余部分后，对合闸允许逻辑进行修改后的程序框图。
对进出线开关的程序进行优化后，程序代码减少至217行，优化了2.8%，中间变量减少至37个，优化了2.7%。
六、优化效果
（1）简化了逻辑，降低了33kV开关柜故障处理难度，减少故障现场处理人员的思考误区。
（2）减少逻辑判断环节，有效提高程序的稳定性，减少由于程序问题而出现的故障。
（3）减少保护模块内部代码，减小程序的占用空间。
七、下一步优化方向
33kV开关柜的逻辑程序中仍有数处多次引用开入量的信号点，如隔离开关分合闸、断路器分合闸等。这些信号点都有进一步优化的空间，有待进一步研究与探讨。
论文作者:林彦辉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/24
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