摘要：现代科学技术水平的高速发展，推动高智能技术的不断革新，逐步影响到工业生产乃至人们日常生活。作为现代电力系统的智能变电运维发展将成为未来很长一段时间的发展趋势。介绍了基于智能变电站运行维护的关键设备（合并单元MU）安全运行维护的关键技术，阐述其运维保护机制，重点分析智能变电站运行维护的原理：故障保护装置及预防性维护合并单元MU，经过对比分析几种不同的运行模式，最后提出一种五联锁系统。经过实例验证，该技术能有效地促进变电站工作效率的实际提高，大大降低安全隐患发生的概率。
关键词：智能变电站；合并单元；运维关键技术；防误操作；压板五防联锁
引言
智能变电站运行维护中的MU单元不仅与二次设备相关联，而且与多个隔离装置相互作用。相应的防护设备需要进行更多的业务运作。轻微的疏忽会导致严重的后果，比如产生排斥保护和误动等。所以，针对智能变电站运维过程MU单元关键技术的研究，是当下业界重要的课题。
1 MU单元典型组网结构
智能变电站的运行和维护需要增加辅助设备，如合并单元和智能终端基础设施的添加等。它收集通过电缆模拟和数字信息的辅助设备，并使用光学监测电缆和保护。时隔设备接口。见下图1是典型的220kV线距设备网络结构。单位之间的合并将线路电流电压进行A/D转换后，保护这一时间间隔是基于通过点对点的方式，其所提供差分总线保护功能，可实现直接的保护；模拟的过程中，接入交换机再通过服务网络模式，实现了监视和控制网络的采掘；该设备的报警信息是运用GOOSE网接入层开关，再接入测控设备接口[1]。
因此，相比之下，传统的智能站不设合并单元MU，其通信不利于一次设备和间隔层的沟通，当下的智能变电站能提供保护设备的电流电压信息，在保护的基础上提供数据支撑，处于非常重要的地位。
图1 220kV典型线路时隔MU组网图
Fig.1 Network diagram of a time-lapse MU for a 220kV typical line
2 MU单元运维关键技术
2.1 MU单元检修机制
为提供设备维修安全，对智能变电站的合并单元、智能终端、保护测量和控制装置在硬件连接上的增加"设备维护压板"。如此改造后设备在维修和保养时，会发送SV报文，发送彩信，GOOSE消息在测试集1处；接收装置将接收到带有本机制式的维修信息与设备维护压板的数据比对，如果一致，则进行维护信息有效处理；如果不一致，此报文消息不会被理会。所以，对“设备维护压接板”连接器的不正当的运用，存在导致保护故障的发生 [2]。
2.2 保护判别逻辑
除上述检修机制之外，操作人员必须周到地了解输入信息相关保护装置，逻辑判断与维护机制用来确定是否发出保护动作指令的依据，它与操作人员能保证合并单位的安全和稳定的操作有关。针对唯一间距保护装置来说，例如某一220kV段线路保护，其间隔时间合并MU单元发送电流、线路电压和主线电压等报文，其主线电压由BusMU由级联对支路MU线作出，有识别能力的逻辑介入本间隔时间MU维护状态，并且MU接受“软压板”检修状态的接收。有识别能力的逻辑如图2显示。
图2 220kV线路保护MU识别能力的逻辑图
Fig.2 Logic diagram of MU identification capability for 220kV line protection
只有当线路保护MU在接受“软压板”接入后，保护逻辑将继续对维护机制做出对应的判别，当MU和保护维修压板表现的状态相当时，会进入模量识别模式。这样MU接受软压板的接收判别操作要重视，稍有不注意，就会引发保护拒动，导致安全事故发生。
2.3 防误操作原则
合并MU单元作为保护装置原始信息，在它产生故障或维修时需要退出运行状态，对应的保护措施安全操作方式应该以合并MU单元的对应于二次设备连续运行状态，并且保护配置。要考虑以下情况的几点：
（1）第一种模式：无电源情况返回单组保护。如果双套保护配置间隔设置，则二次设备处于不停电间隔下，相应的保护装置必须退出运行。合并MU单元如某一组电流出现异常的区间，二次装置不停电处理缺陷，母线必须有一套线路保护、差动保护。此时，应特别注意退出母线的第一次程序和设备功能的差动保护，然后退出MU接压板；这个顺序是不能逆转的，否则母线会产生差动电流差动保护，存在误动风险。
（2）第二种模式：无电源情况退出保护功能。如果需要维护合并MU单元仅影响部分保护功能，则保护设备受影响的部分可以停止，其他功能正常运行。如500kV线路电压合并MU单元间隔障碍，间隔保护装置只能停下来voltage-related功能（距离保护、过电压保护、重合闸等）仍然可以投入运营。在此操作期间，有关保护连接应该撤回。然后退出合并MU单元，最后合并MU单元修复处理。
（3）第二种模式：停电后退出MU接收软模板。适用于跨区间保护装置，如果本间隔为电源状态的二次设备，则相应的保护装置应将其退出MU软模板，并在运行时保护功能。如220kV母线保护，它是一个合并MU单元检修间隔电流，对应的区间有停电，其他间隔运行状态，只需从母线保护的间隔到软模板作连接，母线保护仍可运行。此时，应特别注意退出MU单元软连接件时，再放入MU修复模块；判别逻辑，否则根据部分对保护母线保护将闭锁，严重威胁系统安全。
（4）第四模式：停电情况恢复所有保护。单组MU，间隔保护配置，如110kV线保护，合并MU单元检修，二次设备应停电后对MU，保护全部可撤出系统。
综合上述情况，有几个缔约方至合并MU单元停机，应先评估其影响，以确定是否在辅助设备电源中断时，有关的保护设备被禁用；再次根据不同的功率条件操作，把所有有关保护和维护单元中作孤立处理。其中操作流程如下：
图3 防误操作原则流程图
Fig.3 Flowchart for preventing misoperation
2.4 防误操作技术措施
分析表明，智能变电站对于运维过程MU大修操作复杂，各MU单元，保护配置，操作过程不一样，对操作人员技术水平提出了高要求，无经验的操作人员是很难做出正确的判断。针对复杂情况，下文提出了一种基于五联锁系统设计概念，充分利用了各设备软硬连接件状态和模拟实现联锁，可作为操作人员辅助技术措施防止错误操作。链接件五联锁系统执行规则如下：
（1）选择的施行方式。对合并MU单元的作用进行分析其影响的范围，二次设备状态，决定施行运作方式。首先，参照上述四个模式，防误保护按照1、2、3、4、5序号（执行），第二个模型按2、3、4序号进行执行与保护作用符合，第三个模式MU根据3、4、5序号进行执行。
（2）接受MU软压板的检查。存在电流不可以直接地操作，间隔时间下无电流时，要参考上述四个模式的在情况1、2或2再操作。
（3）投入MU检修压板。在操作前要符合条件3方可以。当操作员执行模板工序中的操作和维护过程时，系统监控的实时操作顺序是否符合要求，所选的执行模式不正常时警报表明该条件不满意或操作错误，可避免错误的操作事件出现。
3 案例分析
某智能变电站，2017年9月10日，330kV二次变线出现一例A相永久故障发生，变侧向保护由于压板操作错误，导致二套保护被锁住。1#、3#，主变压器高压侧的后备保护，跳跃驱动主变压器二次侧，两750kV线零序二期动作跳离二线，导致330kV变电站总断电。
通过分析，见下图4二次设备站线路保护的正常运行同时接受3320MU和3321MU电流。为有识别力的标记和同时本身的维护需要。操作人员运转3320开关到维护任务，不用出口线路保护3320MU电流在接受下连接片断的软性的情况，进行332Q联合的MU单元检修，保护逻辑判断保护装置和合并MU单元处于维护状态，闭锁保护中。事故经调查发现其的直接原因是操作员操作序列出错，没结合上述的操作原则进行[3]。
根据在线路开关停电检修间隔下提出的3/2接线方式的误操作原理，其运行属于二次停电后接收软连接件模式，应跟随序列：“退保护功能压板→退保护MU接收压板→投MU检修压板”执行操作序列。操作中应首先退出线路保护"3320MU电流接收"软连接件，投入332Q组合单元检修，线路保护在运行状态下不运行保护维修，这样就可以避免发生事故。如果现场安装了本文所设计的五联锁系统，连接件并入单元检修MU压板，条件不符合压板条件下，联锁系统将提示操作员，也可以避免事故。可以看出，在操作和加固装置添加的MU单元是一项关键技术，以确保智能电站安全运行，具有十分重要的现实意义。
图4 330kV二次变电系统接线图
Fig.4 The wiring diagram of the 330kV secondary transformer system
4 结束语
综上所述的MU单元在变电站智能变电站运行维护中的关键技术、保护判别逻辑的维护机制以及组合单元检修检修的相应措施。防止误动原理，经过对比分析几种不同的运行模式，最后提出一种五联锁系统系充分利用了各设备软硬连接件状态和模拟实现联锁，可作为操作员工有效的辅助技术措施，防止错误的操作。最后，上文中的操作事故通过合并单元添加作为一个示例来分析，操作效果良好，在关键的技术借得借鉴。这一技术的建议，已被成功应用于运营和维护，在我们省很多变电站应用，并具有较高的推广价值。
参考文献：
[1]张园园，龚庆武.基于IEC61850的数字化变电站开关设备接II装置[J].电力自动化设备，2009，29（1）：108-110.
[2]卢江水，闰春江，戴瑞成.智能变电站合并单元运维及异常分析[J].电气应用，2015（2）：145-151.
[3]于伟城，自瑞，郝伟.智能变电站二次设备检修处理机制分析探讨[J].山西电力，2012，5：21-23.
论文作者:傅浩,唐小平,祁鸣,张骏,汤雪鹏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：单元论文; 操作论文; 变电站论文; 压板论文; 设备论文; 智能论文; 联锁论文; 《电力设备》2018年第24期论文;