主变保护跳闸逻辑出口检测仪

王瑞雪贺春宁

引言：主变保护跳闸逻辑是主变定值整定中做容易出错误的地方，各保护厂家原理不同，跳闸逻辑整定五花八门，以往主变保护跳闸逻辑验证通过定值检查及开关实际传动，开关传动时现场需设专人监护，浪费人力资源，针对典型电网运行方式时开关不能实际分合，无法完全验证主变保护跳闸逻辑出口。

主变保护跳闸逻辑出口错误会导致主变保护不正确动作，每一次主变保护误动作可能导致主变本体故障，严重时会让电网承受着无法估计的危险，做为二次技术人员能做的就是不断提高主变保护跳闸逻辑的正确行，提高主变保护动作成功率。

一、调研选题

1、基本成员

为有效开展班组创新管理活动，合理运用传、帮、带方式，二次检修室7名职员组成创新管理小组，具体人员如表1所示。

表1班组创新管理小组基本成员

2、现状调查

现临汾地区运行220kV变电站20座，110kV变电站56座，主变保护涉及到厂家五花八门，厂家涉及到南瑞继保、国电南瑞、国电南自、北京四方、许继电气、长源深瑞、上海申瑞、四方立德、珠海优特、思源弘瑞等厂家，每个厂家定值矩阵整定各不一致，现主变保护跳闸逻辑验证通过定值检查及开关实际传动两种方法。

现状调查1：针对通过定值查看的方法验证主变矩阵，小组成员对各厂家主变保护定值清单中有无主变保护定值跳闸矩阵进行调查统计，如表2所示。

表2保护定值清单保护跳闸矩阵统计

从表中可以看出，统计主变保护共10个厂家，共计14类主变保护，其中主变定值清单中有主变跳闸矩阵共计6类保护，占42.8%，定值清单中无跳闸矩阵共计8类保护，占57.1%。

结论：从调查图表看出，主变保护装置原理不同，定值清单不同，跳闸矩阵各部相同，定值清单不能满足跳闸矩阵验证的要求。

现状调查2：小组对2017年主变停电计划进行统计，查看停电范围是否满足跳闸矩阵实际传动的要求。主变跳闸矩阵包括跳高压侧、跳中压侧、跳低压侧、跳高分段、跳中分段、跳低分段、闭锁备投、启动风冷、闭锁调压等九个出口。主变停电时运行方式能不能满足开关实际传动的要求，统计如表3。

表32017年主变停电计划不能传动开关统计

从表3中可以看出主变停电时变电站运行方式不能满足跳闸矩阵实际传动要求，停电时主变跳三侧母联开关因为运行方式的原因不能实际跳闸传动。

结论：主变停电时，主变三侧母联开关及联跳小电厂因为电力系统运行方式的原因不能实际传动，开关传动不能实际验证主变跳闸矩阵。

3、课题确定

根据表二、表三分析，确定定值核对与开关实际传动不能完全验证主变跳闸矩阵，开发研制出一种能够在测试保护跳闸逻辑出口的装置，维护携带方便，该装置集成化程度高，具有完善的人机界面。防止主变逻辑出口错误导致主变保护不正确动作的问题，提高主变保护动作成功率，提高电网运行可靠性。

二、主要做法

1、制定对策

创新管理小组经常讨论研究，针对主变跳闸矩阵验证，制定了三套对策。

对策一：利用万用表测量法，利用万用表导通档位，保护装置调试试验时利用万用表测量主变保护装置出口来验证主变跳闸矩阵的正确性。

对策二：利用主变保护动作时出口接点闭合的原理，制作出口检测装置，该装置安装16个红色告警灯，利用主变保护出口闭合时将正电位与负电位导通驱动红色告警灯闪烁ho，每一副跳闸接点对应一个红色告警指示灯，通过确认红色告警灯闪烁确认主变保护闭合的接点，从而验证主变跳闸矩阵的正确性。

对策三：设计出口检测装置，以自备电源的形式，不采用外部电源，具有完善的人机界面。全面展现保护装置动作时出口接点的动作情况，以录波器开关量启动的原理，实时检测主变跳闸逻辑的多个出口，以自保持的形式存在，待实验人员验证跳闸逻辑出口正确后手动复归开关量，全面检测主变跳闸逻辑出口。

2、可行性分析

针对三套对策，小组成员罗列出各自的优缺点，进行深一步的讨论，对每一种对策反复论证，制定了可行性分析。

表4对策可行性分析表

根据可行性分析可以看出：

对策一的优点是操作简单，工作成员很容易掌握，缺点是需要人员配合，且工作量特别大，主变保护每一定值均需要重复测量所有跳闸出口，工作量大。以220kV张礼站1号主变保护RCS8978装置为例，所需验证的定值包括主变差动、复压过流、零序过流、间隙过流、闭锁调压、过负荷等共计34项，每一项均要对跳高压侧、跳中压侧、跳低压侧、跳高分段、跳中分段、跳低分段、闭锁备投、启动风冷、闭锁调压等九个出口进行测量，实际需要万用表测量306次，工作量巨大，容易造成人员疲惫，造成验证项目遗漏。

对策二的优点是作用范围较广，减少了配合人员及作业人员工作量，提高了工作效率。缺点是试验记录不能保存，无法存档保留，且红色告警灯闪烁会对工作人员视觉造成影响，影响工作人员判断，且该装置需要外接电源，携带不方便。

对策三的优点是作用范围广，设计出口检测装置，以自备电源的形式，不采用外部电源，具有完善的人机界面。全面展现保护装置动作时出口接点的动作情况，以录波器开关量启动的原理，实时检测主变跳闸逻辑的多个出口，以自保持的形式存在，待实验人员验证跳闸逻辑出口正确后手动复归开关量，试验数据可以保存，全面检测主变跳闸逻辑出口。

综上所述，小组研究讨论后，为全面验证主变跳闸出口矩阵，最终选择对策三进行研究制作。

3、对策实施

小组针对对策三主变保护跳闸逻辑检测进行专业化学习，合理利用小组成员技术水平，逐一攻克技术难题，开展对策实施。

1）硬件研制

本装置采用采用使用嵌入式图形操作系统，支持键盘、鼠标和USB磁盘，其图形界面风格与Windows类似，使用简单方便。

本装置主要由DSP插件、CPU插件、液晶屏，可以满足多路开关量的接入。

2）软件开发

装置采用全嵌入式设计，使用嵌入式图形操作系统、最新的DSP技术、大规模FPGA技术、嵌入式实时操作系统技术、网络通讯技术，大大提高了装置的可靠性和稳定性。

3）模拟运行

以自备电源的形式，不采用外部电源，具有完善的人机界面，采用高质量、高精度控制装置全面展现保护装置动作时出口接点的动作情况，以自保持的形式存在，待实验人员验证跳闸逻辑出口正确后手动复归开关量，进行下一实验项目代替以前挨个出口验证的方法，缩短工作时间，提高工作效率。

三、课题成效

1、效果检查

以郑庄站1号主变PRS778保护装置校验为例，工作前试验人员将主变保护跳闸逻辑出口检测仪二次线接入保护装置出口接点，选择无源模式，利用博电试验仪进行保护装置调试，保护装置调试与主变跳闸逻辑出口同时验证。全过程用时用时110分钟，大大提高工作效率。同时试验结果可以保存记录，便于结果存档。

2、经济效益

避免开关传动时现场设专人监护，减少重复实验项目，提高工作效率，提高主变保护动作成功率，避免主变保护误动或拒动，避免电网承受无法估计的风险。

3、团队效益

通过此次创新管理活动，运用科学的方法及管理制度手段，成功解决主变跳闸矩阵难验证的难题，达到了预期的效果。本次活动充分发挥了小组成员的创新精神，提高了团结、协作精神及综合管理能力。

4、下一步改进及推广

已在临汾变电站的主变保护校验中推广使用。下一步把保护装置各功能模块统一考虑，完成暂态录波功能，实时检测交流量瞬时值、序分量，装置能够将产生的故障录波数据自动拆分，自动标注出各个文件模拟量和开关量的启动状态，方便系统异常时数据分析。