浅谈数字化变电站数据异常和检修状态对差动保护的影响

陈哲

【摘 要】 本文通过介绍数字式保护跳闸方式、保护数据的校验机制，分析间隔退出而相关软压板未对应退出时、差动保护支路电流通道数据异常时和投检修状态时对母线保护和变压器差动保护的影响，得到数字化变电站数据异常和检修状态对差动保护的影响的结论，针对置检修状态和SV链路异常时，分别提出了处理办法，使差动保护在特殊状态下正常运行，保证电网的安全稳定运行。

【关键词】 数字化保护 差动保护 安全运行 跳闸方式

数字化保护有别于常规保护的地方除了直接接入电压、电流数字量，而不是模拟量外，更重要的是在整个采样和逻辑处理机制上的防误闭锁措施。通过保护装置SV接收链路异常和间隔检修状态时，正常处置，隔离异常装置，保证差动保护正常运行。

1 数字式保护跳闸方式

网络系统是智能变电站的“神经系统”，其可靠性和实时性直接决定了变电站系统的可用性。智能变电站保护跳闸实现方式主要有三种：第一种是直采直跳方式（即保护采样值及跳闸信号采用点对点连接方式），第二种是直采网跳方式（即保护采样值采用点对点连接方式，跳闸信号通过网络传输），第三种是网采网跳方式（即保护采样值及跳闸信号均通过网络传输）。

现阶段为确保继电保护的可靠性，网络跳闸缺少大规模长时间的运行经验，因此建议现阶段采用直跳与网跳共存的方案。即不增加投资费用，而且实现了双路由通道跳闸，提高了可靠性，同时也可实验网络跳闸的速动性、可靠性；当然，采用直跳与网跳共存的方案会增加调试的工作量；智能终端需同时接收两路跳闸信号并进行处理，但均无技术上的问题，因此采用直跳与网跳共存的方案是完全可行的。

2 保护数据的校验机制

数字化保护指基于IEC60044-8规范，以IEC61850-9-1或 IEC61850-9-2规约接入电子式互感器或常规互感器的数据合并单元（通过交流头就地采样信号，然后通过IEC61850-9-2或者IEC600

44-8的协议发送给保护或者测控计量装置）数字量的保护。由于接入保护装置的电压、电流量已经是数字量，不存在常规保护的AD转换问题，因此采样回路校验电压、电流数据的机制不同。数字化保护无效数据闭锁机制在数字化保护的采样回路中，以有源电子式电流互感器为例，各相电子式电流互感器数据汇总给合并单元后，在合并单元输出的同一帧数据中，包含了保护数据（IpA、IpB、IpC）和测量数据（ImA、ImB、ImC）等。因此，保护已经收到无需转换的两组电流数字量，采用与常规保护相同的方式，将保护数据用于保护元件，测量数据用于起动元件，它们同时起动保护才能最终跳闸出口。这种采样数据构成方式，相当于将常规保护装置内部相对独立的两组采样回路前移到电子式互感器或合并单元中，即从中输出两组采样数据。

3 影响差动保护的因数

3.1 间隔退出而相关软压板未对应退出时

以PCS-915母线保护装置为例，当退出“间隔投入软压板”时，相应间隔的电流将退出差流计算，退出本间隔保护，但仍能显示实际采样值，中断本间隔的所有GOOSE发送和接收，屏蔽本间隔的SV和 GOOSE链路报警；若间隔投入软压板退出时相应间隔有电流，装置发“XXXX 间隔退出异常”报警信号，相应间隔电流不退出差流计算。

3.2 差动保护支路电流通道数据异常时

以PCS-915母线保护装置为例，为了防止单一通道数据异常导致保护装置被闭锁，装置将按照光纤数据通道的异常状态有选择性地闭锁相关的保护元件，某段母线电压通道数据异常不闭锁保护，并开放该段母线电压闭锁；非母联保护支路电流通道数据异常时，闭锁差动保护及相应支路的失灵保护，其他支路的失灵保护不受影响；母联保护电流数据无效时，闭锁母联保护功能，同时母线状态强制为互联；任一支路测量电流数据无效时，不闭锁差动保护，但起动元件需由其他支路开放。

以PCS-978变压器成套保护装置为例，任意侧相电流数据无效时，闭锁差动保护、本侧过流保护以及整定用自产零序的本侧零序过流保护。

对于纵联差动保护，由于它只与三相电流有关，整套保护的闭锁使纵差保护也失去功能，一旦线路发生区内故障，主保护之一的纵差保护将无法动作。纵差保护无辜地被闭锁，导致其拒动。220 kV 线路保护型号为 PCS-931、PCS-902，针对上述问题的处理机制为：保护电流数据无效时，闭锁除三相不一致保护外的所有保护；三相不一致保护改为不经零负序电流把关。

3.3 投检修状态时

SV检修位处理方法在间隔软压板投入的情况下，如果保护装置的检修状态和对应间隔MU检修位不一致时，该间隔采样数据将在接收方被置为无效，装置报警且闭锁差动保护和本间隔其他保护；当保护装置和合并单元的检修状态不一致时，装置内部置该合并单元采样数据无效。

4 检修时、SV接收链路异常时需注意

4.1 置检修状态

如果母线保护一条支路检修试验，而母线保护正常运行，需退出该支路的间隔投入软压板、SV接收软压板、GOOSE接收软压板和GOOSE发送软压板；主变保护一侧检修试验，也需要退出检修的那一侧的“间隔投入软压板”（如果有）、SV接收软压板、GOOSE接收软压板和GOOSE发送软压板；光纤差动线路保护装置，合并单元检修状态时，差动保护自动退出。

4.2 SV链路异常时

如果一个间隔的合并单元故障时、合并单元异常断电或保护装置SV断链告警，相关保护及合并单元装置应投入检修状态硬压板，断开这个间隔有参与差流计算的保护装置（母线保护、变压器保护）的间隔投入软压板（如果有）、SV接收软压板、GOOSE接收软压板和GOOSE发送软压板。

5 结语

综上所述，参与差流计算的光纤链路异常时，应断开和这个支路合并单元有关保护装置的接收软压板，不影响差动保护正常运行，隔离后来处理异常。

参考文献：

[1]洪毅文.数字化保护无效数据闭锁机制[J].电力系统保护与控制，2010.

[2]陈国华，郑瑞忠.智能变电站母线保护跳闸方式研究[J].智能变电站母线保护跳闸方式研究，2013.