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[摘 要]针对某750kV智能变电站一起穿越事故导致其主变和部分线路跳闸、230kV母失压的事故，通过对事故中各装置的录波情况进行分析，得出事故主因是其230kV合并单元提供的电流量不同步，表明了智能变电站中各采样值同步的重要性，指出在智能变电站投运前应对各合并单元发出的采样值的同步性进行专门的、有统一标准的检测。
[关键词]智能变电站 穿越故障 保护误动 合并单元 采样值 同步性
中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）35-0320-01
引言
《智能变电站技术导则》定义智能变电站是采用先进、可靠、集成、低 碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。智能变电站的采样信息在网络中共享，其在时间上的一致性是保护能否正确动作的关键。本文针对某750kVJC变电站一起由合并单元采样值不同步引起的保护误动事件进行分析，找出了采样值不同步的原因，并给出了解决此类问题的方法。
1 JC变电站基本情况
1.1 智能变电站概述
智能变电站由智能化一次设备和网络化二次设备按过程层、间隔层、站控层三层结构体系分层构建。其中，过程层通常又称为设备层，主要指变电站内的变压器、断路器、隔离开关及其辅助触点、 电流/电压互感器等一次设备；间隔层一般按断路器间隔划分，具有测量、控制单元或继电保护单元；站控层包括监控主机、远动交换机等，通过现场总线或局域网实现各主机间、监控主机与间隔层间的信息交换。
1.2 JC变电站基本情况
JC變电站是一座750kV智能变电站，其一次采用GIS设备，装设常规电磁式电压和电流互感器。站内现阶段有750kV主变1台，其750kV系统采用3/2接线 方式，共有6回出线；230kV系统采用双母线接线方式，共有3回出线。事故时，JC变电站运行方式为：750kV系统6回出线均运行，#2主变运行，230kV南母、北母经东J220开关合环运行，#2主变、II JX线运行于J230kV北母，JM线、IJX线运行于200kV南母。黑色断路器表示事故后在合位，白色断路器表示事故后在分位。
JC变电站利用合并单元进行交流采样，其保护装置采用“直接采样，直接跳闸”方式。该变电站的保护装置从所保护对象的合并单元直接获得所需交流电压、电流量，不经过GOOSE交换机，每个设备间隔保护装置及合并单元均为双套配置。
2、事故过程及保护动作情况
2.1 事故过程
某日，与JC变电站相连的特高压直流站外进行750kV ZG II线C相人工短路试验，这对HC变电站是穿越故障，但I#2主变三侧J5031、J5032、J222、J662开关跳闸，230kVIII JX1、J东220开关跳闸，230kV I JX1开关跳闸，重合成功。
2.2 保护动作情况
现场检查保护动作情况，发现J#2主变第一套保护和第二套保护分侧差动跳闸；J230kV北母双 套 母 线 差 动保护动作跳闸；I JX线第一、二套光纤差动保护C相纵联差动动作跳闸， 重合闸动作 成 功；II JX线 第 一、 二 套 光纤差动保护纵联差动动作，II JX1断路器 A、B、C三相出口；J5031、J5032、J222、J662、II JX1、J东220开关在分位，一次设备均无异常。
3 保护动作过程分析
3.1 录波图形分析
通过分析对比该站故障录波图，可知#2主变中压侧电流波形比高压侧滞后一个周波，II JX线、母联J东200电流波形均滞后J200（主变中压侧开关）一个周波，I JX线本侧电流波形滞后对侧一个周波，II JX线本侧电流波形滞后对侧一个周波，750kV系统故障录波中电压波形滞后电流波形一个周波。
3.2 保护动作行为分析
通过波形分析和现场实测（实测时在主变中压侧间隔合并单元的母差保护电流输入端子和变压器保护的电流输入端输入同一交流电流量，测试其输出数字量，结果两个数字量之间存在一个周波（20ms）的延时），认定合并单元提供的电流量不同步是造成JC变电站各差动保护动作的原因。#2主 变230kV侧变压器保护用电流波形滞后750kV侧电流一个周波，造成变压器差动保护动作，主变三侧跳闸。230kV母差保护中的线路间隔电流滞后运行于220k北母的#2主变间隔电流波形一个周波，造成230kV北母差动保护动作。而230kV南母母线差动保护用各间隔电流均同步（实际均滞后统一时标一个周期），故南母差动保护未动作。230kV线路保护电流滞后线路对侧电流一个周波，造成线路差动保护动作。运行于230kV南母的I JX线线路保护动作，为单相故障，重合闸动作。JM线实际差流在400A左右，达不到线路差动最小动作门槛，故JM线线路保护未动作。
4、原因分析及对策
4.1 造成合并单元数据不同步的原因
经过厂家及建设单位分析测试，造成合并单元数据不同步的原因如下。
（1）合并单元程序设计缺陷造成不同电流、 电压量之间不同步，且此次工程应用的合并单元程序在入网测试版本基础上进行了改动而未再次经过测试。
（2）由于不同步量为整周波（20ms），因此稳态下的调试项目无法发现该问题，而现场调试也没有暂态调试项目。
4.2 解决方案
首先，应加强产品出厂前的测试工作，采用经入网测试合格的产品；其次，应改进现场调试方法。由于现场调试中合并单元延时的测试方法实际测试的不是合并单元绝对延时，而是合并单元角度偏差在工频下换算成的时间值，无法测出这种延时量为整周波的设备缺陷，因此在现场测试中应改进测试方法。例如采用便携式录波仪或带有录波功能的合并单元校验仪测试合并单元的绝对延时，或利用多间隔合并单元暂态同步性测试的方法测试合并单元的绝对延时，以杜绝此类事故的再次发生。
参考文献
[1] 郭再福，孙福兴，田文敏.电流互感器校验与系统组网检查方法[J].农村电气化. 2014（12）
[2] 邓春，王晨晨.2014年国际大电网会议变电站专委会情况综述[J].华北电力技术. 2015（01）
[3] 季文奎，方家麟，王敏蔚.变电站标准化作业辅助系统[J].农村电气化. 2015（02）
[关键词]智能变电站 穿越故障 保护误动 合并单元 采样值 同步性
中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）35-0320-01
引言
《智能变电站技术导则》定义智能变电站是采用先进、可靠、集成、低 碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站、电网调度等互动的变电站。智能变电站的采样信息在网络中共享，其在时间上的一致性是保护能否正确动作的关键。本文针对某750kVJC变电站一起由合并单元采样值不同步引起的保护误动事件进行分析，找出了采样值不同步的原因，并给出了解决此类问题的方法。
1 JC变电站基本情况
1.1 智能变电站概述
智能变电站由智能化一次设备和网络化二次设备按过程层、间隔层、站控层三层结构体系分层构建。其中，过程层通常又称为设备层，主要指变电站内的变压器、断路器、隔离开关及其辅助触点、 电流/电压互感器等一次设备；间隔层一般按断路器间隔划分，具有测量、控制单元或继电保护单元；站控层包括监控主机、远动交换机等，通过现场总线或局域网实现各主机间、监控主机与间隔层间的信息交换。
1.2 JC变电站基本情况
JC變电站是一座750kV智能变电站，其一次采用GIS设备，装设常规电磁式电压和电流互感器。站内现阶段有750kV主变1台，其750kV系统采用3/2接线 方式，共有6回出线；230kV系统采用双母线接线方式，共有3回出线。事故时，JC变电站运行方式为：750kV系统6回出线均运行，#2主变运行，230kV南母、北母经东J220开关合环运行，#2主变、II JX线运行于J230kV北母，JM线、IJX线运行于200kV南母。黑色断路器表示事故后在合位，白色断路器表示事故后在分位。
JC变电站利用合并单元进行交流采样，其保护装置采用“直接采样，直接跳闸”方式。该变电站的保护装置从所保护对象的合并单元直接获得所需交流电压、电流量，不经过GOOSE交换机，每个设备间隔保护装置及合并单元均为双套配置。
2、事故过程及保护动作情况
2.1 事故过程
某日，与JC变电站相连的特高压直流站外进行750kV ZG II线C相人工短路试验，这对HC变电站是穿越故障，但I#2主变三侧J5031、J5032、J222、J662开关跳闸，230kVIII JX1、J东220开关跳闸，230kV I JX1开关跳闸，重合成功。
2.2 保护动作情况
现场检查保护动作情况，发现J#2主变第一套保护和第二套保护分侧差动跳闸；J230kV北母双 套 母 线 差 动保护动作跳闸；I JX线第一、二套光纤差动保护C相纵联差动动作跳闸， 重合闸动作 成 功；II JX线 第 一、 二 套 光纤差动保护纵联差动动作，II JX1断路器 A、B、C三相出口；J5031、J5032、J222、J662、II JX1、J东220开关在分位，一次设备均无异常。
3 保护动作过程分析
3.1 录波图形分析
通过分析对比该站故障录波图，可知#2主变中压侧电流波形比高压侧滞后一个周波，II JX线、母联J东200电流波形均滞后J200（主变中压侧开关）一个周波，I JX线本侧电流波形滞后对侧一个周波，II JX线本侧电流波形滞后对侧一个周波，750kV系统故障录波中电压波形滞后电流波形一个周波。
3.2 保护动作行为分析
通过波形分析和现场实测（实测时在主变中压侧间隔合并单元的母差保护电流输入端子和变压器保护的电流输入端输入同一交流电流量，测试其输出数字量，结果两个数字量之间存在一个周波（20ms）的延时），认定合并单元提供的电流量不同步是造成JC变电站各差动保护动作的原因。#2主 变230kV侧变压器保护用电流波形滞后750kV侧电流一个周波，造成变压器差动保护动作，主变三侧跳闸。230kV母差保护中的线路间隔电流滞后运行于220k北母的#2主变间隔电流波形一个周波，造成230kV北母差动保护动作。而230kV南母母线差动保护用各间隔电流均同步（实际均滞后统一时标一个周期），故南母差动保护未动作。230kV线路保护电流滞后线路对侧电流一个周波，造成线路差动保护动作。运行于230kV南母的I JX线线路保护动作，为单相故障，重合闸动作。JM线实际差流在400A左右，达不到线路差动最小动作门槛，故JM线线路保护未动作。
4、原因分析及对策
4.1 造成合并单元数据不同步的原因
经过厂家及建设单位分析测试，造成合并单元数据不同步的原因如下。
（1）合并单元程序设计缺陷造成不同电流、 电压量之间不同步，且此次工程应用的合并单元程序在入网测试版本基础上进行了改动而未再次经过测试。
（2）由于不同步量为整周波（20ms），因此稳态下的调试项目无法发现该问题，而现场调试也没有暂态调试项目。
4.2 解决方案
首先，应加强产品出厂前的测试工作，采用经入网测试合格的产品；其次，应改进现场调试方法。由于现场调试中合并单元延时的测试方法实际测试的不是合并单元绝对延时，而是合并单元角度偏差在工频下换算成的时间值，无法测出这种延时量为整周波的设备缺陷，因此在现场测试中应改进测试方法。例如采用便携式录波仪或带有录波功能的合并单元校验仪测试合并单元的绝对延时，或利用多间隔合并单元暂态同步性测试的方法测试合并单元的绝对延时，以杜绝此类事故的再次发生。
参考文献
[1] 郭再福，孙福兴，田文敏.电流互感器校验与系统组网检查方法[J].农村电气化. 2014（12）
[2] 邓春，王晨晨.2014年国际大电网会议变电站专委会情况综述[J].华北电力技术. 2015（01）
[3] 季文奎，方家麟，王敏蔚.变电站标准化作业辅助系统[J].农村电气化. 2015（02）