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电力知识:智能变电站二次安全隔离措施分析
时间:2021-01-12

智能变电站中,继电保护和安全自动装置的安全隔离措施一般可采用投入检修压板,退出装置软压板、出口硬压板以及断开装置间的连接光纤等方式,实现检修装置与运行装置的安全隔离。

 

一、智能变电站安全隔离技术

01、投入检修压板

智能变电站中“检修”压板是为检修时实现检修装置与运行装置有效隔离而设置的,继电保护、安全自动装置、合并单元及智能终端均设有一块检修硬压板。

装置将接收到GOOSE报文TEST位、SV报文数据品质TEST位与装置自身检修压板状态进行比较,做“异或”逻辑判断,两者一致时,信号进行处理或动作,两者不一致时则报文视为无效,不参与逻辑运算。

在装置的“检修”压板加用后,其网络数据打上了“Test”标记,当合并单元(MU)与保护的“检修”压板均在投入位置,智能终端“检修压板”在退出位置时,保护可以正确动作,但不能出口跳闸,当合并单元(MU)与智能终端的“检修”压板在投入位置,保护“检修”压板在退出位置,保护不动作,也不出口跳闸。

在检修压板投入之前,除需要关注的操作对象外,还要分析清楚其与各自相关的二次设备的联系,尤其与母差、主变间隔相关的二次跨间隔设备,容易造成保护逻辑或出口的闭锁。

02、退出保护装置软压板

软压板分为发送软压板和接收软压板(功能压板在此不讨论),用于从逻辑上隔离信号输出、输入。

 

1、GOOSE发送软压板:负责控制本装置向其它智能装置发送GOOSE信号。软压板退出时,不向其它装置发送相应的保护指令,相当于断开开出回路。

2、GOOSE接收软压板:负责控制本装置接收来自其它智能装置的GOOSE信号。软压板退出时,本装置对其它装置发送来的相应GOOSE信号不作逻辑处理,相当于断开开入回路。

3、SV接收软压板:负责控制本装置接收来自合并单元的采样值信息。退SV软压板相当于断开交流采样回路,屏蔽交流采样数据。软压板退出时,相应采样值不显示,且不参与保护逻辑运算。

 

03、退出智能终端出口硬压板

安装于智能终端与断路器之间的电气回路中,可作为明显断开点,实现相应二次回路的通断,可靠性较高。出口硬压板退出时,保护装置无法通过智能终端实现对断路器的跳、合闸。

 

04、拔出光纤

继电保护、安全自动装置和合并单元、智能终端之间的虚拟二次回路连接均通过光纤实现,断开装置间的光纤能够保证检修装置(新投运装置)与运行装置的可靠隔离。

 

二、保护装置安全隔离要点

1、保护装置和保护装置之间的隔离,在对线路保护及主变保护等做隔离措施时,应注意防止误启动失灵保护,需退出被隔离保护装置启失灵GOOSE出口软压板,同时退出母线失灵保护装置的相应失灵开入GOOSE接收软压板。

2、保护装置和智能终端之间的隔离,为防止保护误跳闸,应退出保护装置跳闸GOOSE出口软压板。

3、保护装置与合并单元之间的隔离,应退出保护装置SV接收软压板以断开采样回路。

4、与对侧线路保护装置之间的隔离,为降低纵联保护的远跳风险,应将光纤差动保护通道断开并自环,同时两侧纵联保护改跳闸为信号。

5、防止重合闸功能退出,应投入另一套保护的重合闸功能。

 

三、事故案例分析

某330kV变电站330kV某线路发生异物短路A相接地故障,该线路两套保护闭锁,引起故障扩大,造成变电站全停。

 
事故经过:

事故发生前,3320、3322开关及2号主变检修。当330千伏永登变永武一线发生异物短路时,永武一线330千伏永登变侧保护因3320断路器合并单元“装置检修”压板投入,线路双套保护闭锁。导致永登变1号、3号主变高压侧后备保护动作,跳开三侧开关。

事故分析:

事故发生前,现场运维人员根据工作票所列安全措施内容,投入3320开关汇控柜智能合并单元A、B套“装置检修”压板,但永武一线两套线路保护装置“开关SV接收”软压板未退出,当3320合并单元装置检修压板投入时,3320合并单元采样数据为检修状态,保护电流采样无效,造成相关电流保护闭锁,只有将保护装置“SV接收”软压板退出,才能解除保护闭锁。

 

四、装置压板操作原则
 

智能变电站虚回路安全隔离应至少采取双重安全措施,如退出相关运行装置中对应的接收软压板、退出检修装置对应的发送软压板,投入检修装置检修压板等。退出智能终端出口硬压板、断开装置间的光纤是可实现具备明显断点的二次回路安全措施。为确保检修作业安全,应充分利用智能变电站检修机制,以投退软、硬压板、检修压板的为主,开断物理光纤链路的为辅实现检修装置(新投运装置)与运行装置的安全隔离。
 

1、运行中的保护装置、智能终端装置、合并单元(MU)严禁投入“检修状态”硬压板。

2、操作保护装置检修压板前,应确认保护装置处于信号状态,且与之相关的运行保护装置(如母差保护、安全自动装置等)二次回路的软压板(如失灵启动软压板等)已退出。

3、在一次设备停役时,操作间隔合并单元检修压板前,需确认相关保护装置的SV软压板已退出。
 

4、一次设备停役时,若需退出继电保护装置,宜按以下顺序进行操作:

1)退出相关运行保护装置中该间隔的SV软压板或间隔投入软压板;

2)退出相关运行保护装置中该间隔的GOOSE接收软压板(如启动失灵等);

3)退出该间隔保护装置中跳闸、合闸、启失灵等GOOSE发送软压板;

4)退出该间隔智能终端出口硬压板;

5)投入该间隔保护装置、智能终端、合并单元检修压板。

 

5、一次设备复役时,继电保护系统投入运行,宜按以下顺序进行操作:

1)退出该间隔合并单元、保护装置、智能终端检修压板;

2)投入该间隔智能终端出口硬压板;

3)投入该间隔保护装置跳闸、重合闸、启失灵等GOOSE发送软压板;

4)投入相关运行保护装置中该间隔的GOOSE接收软压板(如失灵启动、间隔投入等);

5)投入相关运行保护装置中该间隔SV软压板。

 

五、检修安全措施
 

01、220千伏线路间隔校验及消缺

安全措施案例

线路单套保护装置退出运行进行检修时,对应的合并单元、智能终端需退出运行,同时对应的220千伏母差保护也需要停运,具体的安全隔离措施如下:

1、退出母线失灵保护的所有跳闸出口、失灵联跳软压板;

2、投入母差失灵保护的检修硬压板;

3、退出母差保护、失灵保护及该间隔的SV接收、启动失灵开入软压板;

4、退出对应保护单元的跳闸、重合闸、启动失灵软压板,申请提出纵联保护软压板;

5、投入对应保护单元检修硬压板;

6、退出本套智能终端的跳、合闸出口硬压板;

7、投入本套合并单元、智能终端的检修硬压板,检查另外一套智能终端的合闸出口硬压板在投入位置;

8、投入该间隔另一套保护装置的重合闸软压板。

 

02、500千伏主变间隔校验及消缺

安全措施案例

一次设备停电情况下,500千伏主变间隔保护校验安全措施如下(以500千伏第一套主变保护为例,含边、中断路器保护):

1、退出对应500千伏第一套母线保护内该间隔SV接收软压板、GOOSE启失灵接收软压板;

2、退出220千伏第一套母线保护内该间隔SV接收软压板、GOOSE启失灵接收软压板,投入母线保护内该间隔的隔离刀闸强制软压板;

3、退出同串运行间隔的第一套保护内中断路器SV接收软压板;

4、退出该500千伏第一套主变保护内220千伏侧GOOSE启失灵发送软压板及至运行设备(如220千伏母联/母分)GOOSE发送软压板;

5、退出第一套边断路器保护内至500千伏第一套母线保护GOOSE启失灵发送软压板;

6、退出第一套中断路器保护内至运行设备(如同串运行间隔的第一套保护、智能终端)GOOSE启失灵、出口软压板;

7、投入500千伏第一套主变保护、边、中断路器保护装置检修压板,各侧合并单元及智能终端检修压板。

 

03 、“三信息”安全措施核对技术

操作压板时,应在“检修装置”“相关联运行装置”及“后台监控系统”三处核对装置的检修压板、软压板等相关信息,以确认安全措施执行到位。

 

 

 

 

 

 

 

 

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