电压并列在110kV智能变电站中的应用

杨敏+蔡剑+汪如毅

摘 要：本文简要阐述了110kV智能变电站电压并列功能的基本原理及实现方式。以现场运行的110kV智能变电站为研究对象，与常规变电站进行比较，分析讨论了110kV智能变电站中的电压并列回路的实现方式及特殊性。针对并列条件，切换开关位置不准确等问题，提出了实际操作中的注意事项和防范措施，提高了电气运行的可靠性。

关键词：智能变电站；电压并列；二次并列

中图分类号：TM76 文献标识码：A

1.智能变电站110kV电压并列功能简介

110kV智能化变电站应用IEC61850-9-1规约，最常见的是点对点网络结构。GOOSE信息和SV采样数据通过直连的方式与间隔层设备点对点连接进行发送传输。参与电压并列的合并单元同时具有电压、电流采集及电压并列等功能。由于合并单元的使用将电气模拟量转化为数字量，二次回路也由原来的电气回路转化成网络回路，使一、二次回路得到了有效隔离。母线电压并列经过合并单元内部逻辑进行判断控制，完成后再通过数据报文形式将某段母线电压发布至保护及测控等装置使用，实现电压并列。

2.智能变电站与常规变电站110kV电压并列的比较

2.1 常规变电站110kV电压并列

常规站中的电压并列二次回路是由母联（母分）开关及两侧闸刀的辅助接点与中间继电器构成硬件接点回路，实现二次电压的并列。

压变二次需要实现电压并列时，必须先将一次设备母联（母分）开关及两侧闸刀操作到位，确保一次系统在并列位置，再将电压并列切换开关切至电压并列位置。此时，启动中间继电器3YQJ，利用3YQJ接点闭合实现压变二次回路并列。

常规电压二次并列回路中主要由辅助接点、继电器接点及电气量回路构成，回路中的电气接点容易接触不良，从而导致电压无法并列，引起母线二次失压，保护电压退出。同时还有可能造成压变二次电压的反充电事故，严重危害变电站的安全、可靠运行。

2.2 智能变电站110kV電压并列

2.2.1 智能变电站母线电压并列装置简介

智能变电站中无独立的电压并列装置，采用具有相应电压并列功能的合并单元完成电压并列任务。

在110kVⅠ段、Ⅱ段母线压变智能汇控柜上分别配置一套合并单元，110kVⅠ段母线压变智能汇控柜上为A装置，110kVⅡ段母线压变智能汇控柜上为B装置，两套装置同时参与110kV母线电压并列，同时接收110kVⅠ段、Ⅱ段母线压变输入电压，同时将模拟量转换成有规约的数字量，供相应的保护、测控及自动化设备。

每套装置上设有“Ⅰ母并列”及“Ⅱ母并列”灯。当满足并列条件时利用电压并列切换开关切至“Ⅰ母并列”位置或“Ⅱ母并列”位置进行电压并列，此时两套装置上相对应的电压并列灯将常亮，表示电压并列成功。

厂家不同设备的并列灯表述及含义有所差别，下面主要以北京四方的CSN-15B合并单元和长圆深瑞的PRS-7393-3合并单元为例：

CSN-15B合并单元装置上设有“Ⅰ母并列”及“Ⅱ母并列”灯，当电压并列切换开关切至Ⅰ母并列位置时，“Ⅰ母并列”灯常亮，表示取Ⅰ母电压已并列，当切至Ⅱ母并列位置，“Ⅱ母并列”灯常亮，则表示取Ⅱ母电压已并列；当切至解列位置且运方满足电压并列条件时，相对应的电压并列灯将1秒闪动一次，表示并列取相应段母线电压满足。

PRS-7393-3合并单元装置上也设有两个并列指示灯“Ⅰ并Ⅱ”及“Ⅱ并Ⅰ”，当电压并列切换开关切至Ⅰ母并列位置时“Ⅰ并Ⅱ”灯常亮，表示取Ⅰ母电压已并列，当切至Ⅱ母并列位置“Ⅱ并Ⅰ”灯常亮，表示取Ⅱ母电压已并列。当切至解列位置时，两个灯均熄灭。

2.2.2 智能变电站110kV母线压变电压并列

智能站的电压并列与常规站一样，在进行电压并列前必须符合电压并列条件，110kV母分断路器及两侧闸刀的位置均经硬接点接入A、B合并单元装置内，如不满足条件，将无法进行电压并列。

正常A、B母线电压合并单元同时发送Ⅰ、Ⅱ段的母线电压信号，并由虚端子决定，分别供间隔层所对应的保护测控及自动装置使用。当110kVⅠ母压变因检修或故障停运，同时满足110kV电压并列条件（110kV母分开关间隔的开关及所有闸刀在合闸位置），将电压并列切换开关切至“Ⅱ母并列”位置，合并单元通过内部逻辑将Ⅱ母电压赋予Ⅰ母，此时110kVⅠ、Ⅱ段母线电压合并单元所有输出端口以报文形式输出Ⅱ母电压信号，送至间隔层相应的保护测控及自动装置。同理如110kVⅡ母压变停运时，将电压并列切换开关切至“Ⅰ母并列”位置，合并单元通过内部逻辑将Ⅰ母电压赋予Ⅱ母，母线电压合并单元所有输出端口以报文形式输出Ⅰ母电压信号，这样就实现了智能变电站的电压并列功能。

智能站母线电压合并单元的电压并列只是改变合并单元的输出形式，但并没有真正地将Ⅰ母与Ⅱ母电压信号直接联起来。因此不会发生停运电压互感器检修试验时而产生干扰运行设备工作的情况。同时由于采用光数字信号以报文形式输出，也不存在二次反充电的问题，并从根本上解决了由硬件接点构成的电压并列回路的缺陷。

3.智能变电站电压并列在实际操作中的注意事项及防范措施

智能变电站中的电压并列是通过电压并列开关切至相应段母线位置来选择母线合并单元发布的电压信号。现场电压并列开关有3个位置，分别是“Ⅰ母并列”、“解列”、“Ⅱ母并列”。在并列之前应检查是否符合110kV电压并列条件，再进行并列。同时特别要注意并列开关的位置，防止因切换位置不正确而造成间隔层设备二次电压失去，主要有以下几种情况：

第一，当110kVⅠ母TV检修停运时，应将电压并列把手切至“Ⅱ母并列”位置，此时110kVⅠ、Ⅱ段上母线电压合并单元所有输出端口以报文形式输出Ⅱ母电压信号，供给110kVⅠ、Ⅱ母上的保护测控装置。但如果在操作中误将电压并列开关切至“Ⅰ母并列”位置，此时110kVⅠ母TV检修停运，因此110kVⅠ、Ⅱ段上的母线电压合并单元将无电压报文发布，造成Ⅰ、Ⅱ母上的保护测控及自动装置失去二次电压，可能引起保护误动，同时计量电压也将失去。同样在110kVⅡ母TV检修停运时，电压并列把手应切至“Ⅰ母并列”位置，但操作中如误将电压并列开关错误的切至“Ⅱ母并列”位置，也会造成上述同样的严重后果。

第二，当110kVⅠ母或Ⅱ母TV检修停运，电压并列开关切至“Ⅱ母并列”或“Ⅰ母并列”位置进行并列成功后，应禁止人员对电压并列开关进行操作，此时如切换开关误切至解列位置或检修段压变母线并列位置，都将会造成检修压变所在段母线的二次电压失去或Ⅰ、Ⅱ段母线同时失去二次电压。

第三，正常运行中应注意电压并列开关应切在“解列”位置，使得110kVⅠ、Ⅱ段上母线电压合并单元输出端口以报文形式同时输出Ⅰ、Ⅱ母线电压信号，供间隔层所对应的保护测控装置及自动装置使用。在一次系统符合电压并列条件时，如电压并列开关切换位置不正确，切至“Ⅰ母并列”或“Ⅱ母并列”位置，此时其实已经处在电压并列状态，110kVⅠ、Ⅱ段上母线电压合并单元以报文形式输出的是Ⅰ母或Ⅱ母的电压信号，而不是同时输出Ⅰ、Ⅱ母电压信号。这时如电压并列段的母线压变有故障或高压熔丝熔断，将使得110kVⅠ、Ⅱ段上母线电压合并单元无法接受电压采样，无电压报文输出，引起所有Ⅰ、Ⅱ段母线上的保护测控及自动装置失去二次电压。所以在正常运行情况下应将电压并列开关切至“解列”位置，防止上述情况的发生，提高电气运行的可靠性。

针对上述几种情况，首先，操作人员操作前应先熟悉现场实际运行方式，再进行操作。母线二次并列时，应特别注意电压切换开关的切换位置。并列完成后应禁止人员对电压并列开关再进行切换操作。在电压切换开关上悬挂警示牌，防止在此期间有人误动电压切换开关，造成二次电压消失。其次应结合设备巡视，确保电压并列开关位置及设备状态的正确性。同时通过人员的培训，使现场人员熟悉智能变电站的电压并列回路，掌握电压并列操作的要点。在运行操作过程中，杜绝上述情况的发生。

结论

通过对110kV智能变电站电压并列的探讨，归纳总结了智能站在实际运行中的注意事项和防范措施。智能站的二次电压并列与常规的电压并列实现方式上有本质的区别，智能变电站的二次电压并列充分体现了设备间的信息共享及互操作性。随着智能电网的深入发展，将更加适应今后电网发展的要求。

参考文献

[1]高翔.智能变电站技术[M].北京：中国电力出版社，2012.

[2]覃剑.智能变电站技术与实践[M].北京：中国电力出版社，2012.

[3]张沛超，高翔.数字化變电站系统结构[J].电网技术，2006，30（24）：74-77.