智能变电站主变压器继电保护检修机制分析

马文恒，郭丽丽，王逸超，赵　耀，许刘峰

（国网河南省电力公司平顶山供电公司，河南　平顶山　467000）

智能变电站主变压器继电保护检修机制分析

马文恒，郭丽丽，王逸超，赵耀，许刘峰

（国网河南省电力公司平顶山供电公司，河南平顶山467000）

在智能变电站中，检修压板对继电保护动作、开关跳闸均有重要影响。详细阐述SV检修压板、保护装置检修压板、GOOSE检修压板对变压器的差动保护及后备保护的影响。对比分析变压器差动保护及后备保护检修机制，制定变压器不同运行情况下检修压板的投退方案。最后通过智能变电站现场的传动试验加以验证理论分析的结果。

智能变电站；检修压板；差动保护；后备保护

0　引言

在智能变电站中，检修压板的投退情况影响到继电保护设备的动作行为，对智能变电站的安全运行有重要意义。重点分析智能变电站中变压器检修压板的投退方式对变压器差动保护及后备保护的影响。最后用现场实际传动来验证理论分析结果。

1　智能变电站二次系统结构特点分析

智能变电站与传统变电站相比，大量采用光纤传输数据，用交换机进行信息共享，在运行维护等方面与传统站也有很大的不同。智能变电站的结构分为三层 （过程层、间隔层、站控层）两网 （SV网、GOOSE网）。智能变电站信息传输流程是：一次信息传输至合并单元后（如果是模拟量，则先转换为数字量），用光纤经SV网传输给测控装置、保护装置、交换机等。保护装置对采样信息进行分析判断后，如果判为故障，则将跳闸命令经GOOSE网传送给智能终端，由智能终端通过控制操作机构来执行命令，其中信息的传送遵守IEC61850通信规约。

智能变电站的检修压板功能与传统站不同，传统变电站的检修压板主要用于屏蔽试验报文，而智能站的检修压板则能影响故障时保护的动作行为。因此检修压板正确投退，对智能变电站安全运行有着重要的意义。

2　差动保护检修机制

2.1差动保护信号

智能变电站没有端子排，信号按虚端子连线进行传输。某变电站变压器差动保护及相连设备之间的虚端子如图1所示，其采用合并单元与智能终端一体装置，即合并单元与智能终端设计在一个装置内。其中与1号主变保护装置A（PT1101A）相连的SV控制块有3个：1号主变高压侧合并单元A （IT1101A）中的SV控制块0x4009、1号中压侧合并单元A（IT3501A）中的SV控制块0x400B、1号低压侧合并单元A（IT1001A）中的SV控制块0x400B。三侧SV控制块均向保护装置传输本侧的电压电流信息。三侧智能终端也分别能与1号变压器保护装置A进行GOOSE信息交换。

图1　主变差动保护及相关设备间的虚端子

以高压侧为例，高压侧合并单元A中的SV控制块0x4009向差动保护装置传输的信息的虚端子如图2所示。其中高压侧合并单元向保护传输A、B、C三相电流，为了验证采样的正确性，均采用双AD采样方式，采集的两路信息相互校验，以判断是否失真。

图2　差动保护高压侧SV信息虚端子

2.2检修压板对差动保护影响

智能变电站一个装置的检修压板投入时，其输给另外一个装置的信息“test”为1，如果另外一个装置的检修压板也投入，则其视接收到的信息为有效信息，并进行处理；若不一致，则只显示不处理。

主变各侧的合并单元均有一个SV检修压板，当该SV检修压板投入时，本侧向差动保护传送的SV信息均带检修位，即信息中的“test”均置1。如果主变三侧的SV检修压板及差动保护装置的检修压板都投入的话，主变三侧SV信息的“test”与差动保护装置的“test”一致，即视为信息有效，进行差流计算，满足故障条件的话，差动保护就能动作出口。但是如果主变三侧任意一侧的SV检修压板不投入的话，其检修位与差动保护装置的检修位不一致，此时差动保护装置只能显示三侧的SV信息，但是不进行处理，此种情况下，即便有故障，差动保护也不会动作出口。

检修投退状况对差动保护影响。只有主变三侧的SV检修压板投退状况与差动保护装置的检修压板投退状况均一致时，差动保护才正常进行差流计算。否则差动保护对三侧的SV信息只显示，不进行逻辑判断。

当主变三侧SV检修压板及差动保护装置的检修压板均投入，并且差流计算满足动作条件时，差动保护动作出口，但是发出的跳闸信息里面“test”为1。当主变三侧的智能终端收到“test”为1的跳闸命令时，其中任意一侧的GOOSE检修压板投入，则该侧的开关能够正常跳闸，没有投入GOOSE检修压板智能终端不执行“test”为1的跳闸命令。

2.3检修压板对差动保护影响验证

在智能变电站，用智能测试仪模拟差动保护区内故障，进行现场实际传动，验证结果如表1所示，得出的结论与分析结果一致。

当主变任意一侧的SV检修压板与主变差动保护装置的检修压板不一致时，差动保护对三侧的SV信息只显示，不进行计算处理，差动保护不会动作。只有三侧的SV检修压板与差动保护装置的检修压板一致时，差动保护装置才能正常处理SV信息，有故障时能够正常出口。

对于表1中最后一种情况，主变三侧SV检修压板全投入、差动保护检修压板投入、某一侧GOOSE检修压板投入的情况，此时主变三侧任意一侧的GOOSE检修压板投上，该侧的开关都会跳闸，三侧的智能终端GOOSE检修压板全投入，三侧的开关均能跳闸。

表1　不同投退方式时差动保护传动试验

3　后备保护的检修机制分析

3.1后备保护信号

主变后备保护内部虚端子如图3所示。由图可见，主变三侧均有指向主变后备保护装置的SV路径，同时三侧智能终端均有与主变后备保护进行GOOSE信息交换的虚端子。

图3　主变后备及相连设备之间虚端子

图4　高压侧后备保护SV信息虚端子

图4为高压侧后备保护SV信息虚端子图，其中除了保护电流的双AD采样外，还有三相测量电流，三相电压。

3.2检修压板对后备保护影响

与差动保护不同的是，后备保护的某一侧SV检修压板对其余侧的保护不影响，只对本侧的后备保护有影响。

以高压侧为例，当高压侧的SV检修压板投入时，高压侧合并单元输出的SV信息的“test”置1，由于只有高压侧后备保护会用到此带检修位的电流，因此只有高压侧后备保护受影响，中低压侧的后备保护都不受影响。中、低压侧的检修压板投入时，对其余侧也无影响。

3.3检修压板对后备保护影响验证

在智能变电站现场，用智能测试仪模拟后备保护区内故障，进行现场实际传动，验证结果如表2所示，得出的结论与分析结果一致。

由表2可知，当高压侧后备保护对应的合并单元的SV检修压板和后备保护装置的检修压板同时投入时，后备保护才会动作。并且在这种情况下，如果投入某一侧的智能终端的GOOSE检修压板，则该侧的开关会跳闸，如果三侧智能终端GOOSE检修压板全投入，则三侧的开关均会跳闸。

与差动保护不同，任一侧后备保护只与本侧的SV检修压板有影响，与另外两侧的SV检修压板是否投入没有关系。

表2　不同投退方式时后备保护传动试验表

4　变压器检修压板的投退机制

4.1变压器全停

当变压器全停时，需要将主变三侧所有的SV检修压板、GOOSE检修压板全投入。此外将母线保护屏上将该间隔的 “SV接收软压板”置0，失灵的“GOOSE接收软压板”置0。这样使得变压器开出的信号的“test”均为1，此时对变压器进行任意试验，其开出的带检修位的命令都不会被其余的智能终端执行。因此避免了试验中误跳运行设备。

例如，在做后备保护传动时，其第一时限会发出跳母联的跳闸命令，如果与主变相关检修压板全投入的话，此跳闸命令“test”会置为1，因此母联智能终端不会执行此跳闸命令，避免误跳母联。

4.2变压器单侧停运

以中压侧停运为例，此时高压侧、低压侧继续运行。此种情况下，既要投入中压侧的SV检修压板，又要防止中压侧SV检修压板会闭锁正在运行中的主变保护装置。

根据上文对差动保护分析的结论，如果投入中压侧SV检修压板的话，会闭锁主变的差动保护。为了避免此种情况的出现，需要将主变差动保护装置的“中压侧SV接受软压板”置0，且将中压侧母线保护装置中该间隔的“SV接收软压板”置0。这样差动保护只进行高、低两侧差流计算。这时中压侧幅值为0，“test”为1的保护电流不会被计入差流，因而也不会对差动保护有影响。

5　结语

变压器三侧的SV检修压板、保护装置检修压板、GOOSE检修压板共同影响差动保护和后备保护的动作情况。但是检修压板对两种保护的影响也有区别：任意一侧SV检修压板都会对差动保护的动作有影响；但是任意一侧的SV检修压板只对本侧的后备保护有影响，对另外两侧的后备保护没有影响。这些异同点为变压器的运行维护工作提供了依据。

［1］陈安伟，王德林，裘愉涛，等.智能变电站继电保护技术问答［M］.北京：中国电力出版社，2014.

［2］吴卫民.110 kV数字化变电站二次系统检验规范的研究［J］.华东电力，2009，37（7）：1 185-1 188.

［3］王冬青，李刚，曹楠.智能变电站保护功能自动校验研究［J］.电网技术，2012，36（1）：8-12.

［4］张文亮，刘壮志，王明俊，等.智能电网的研究进展及发展趋势［J］.电网技术，2009，33（13）：1-11.

［5］冯军.智能变电站原理及测试技术［M］.北京：中国电力出版社，2011.

Relay Protection Maintenance Mechanism of Transformers in Intelligent Substations

MA Wenheng，GUO Lili，WANG Yichao，ZHAO Yao，XU Liufeng
（State Grid Pingdingshan Power Supply Company，Pingdingshan 467000，China）

The maintenance plate is important for the operation of the relay protection and the tripping of the switch.Effects of SV，the protective device and GOOSE maintenance plates on the differential protection and backup protection of the main transformer are described.Compared between maintenance mechanisms of the differential protection and backup protection，different putting in operation and exciting schemes of maintenance plate in different operating conditions is formulated.Finally，the theoretical analysis is verified by the practical test.

intelligent substation；maintenance plate；differential protection；backup protection

TM77

B

1007－9904（2016）07－0034－04

2016-01-30

马文恒（1987），男，主要从事变电二次检修工作。