ＳＣＳ一５ｏｏＥ装置在陕南电网安全稳定控翻系统中的应嗣 ｜ 。电工电．＿【 （２０１４ Ｎｏ．８） ｊ产品与．Ｉ立用～ ｝ ，ＳＣＳ－５００Ｅ装置在陕南电网安全稳定控制系统中的应用 丁留宝 （国电南瑞科技股份有限公司，江苏南京２１１１０２） 摘要：结合陕南电网地理接线图，分析了陕南电网突出的安全稳定问题，建立了陕南电网安全稳定 控制系统，介绍了基于ＳＣＳ一５００Ｅ分布式稳定控制装置的系统组成及各站功能，并阐述了系统特点。经成 功投运后，该系统提高了陕南电网的安全稳定运行水平，对预防系统严重事故的发生起到了重要作用。 关键词：陕南电网；安全稳定控制系统；ＳＣＳ一５００Ｅ装置 中图分类号：ＴＭ７１２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００７－３１７５（２０１４）０８—００４３—０３ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＳＣ Ｓ－５００Ｅ Ｄｅｖｉｃｅ ｉｎ Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｓｈａｎｘｉ Ｐｏｗｅｒ Ｇｒｉｄ Ｓａｆｅ ａｎｄ Ｓｔａｂｌｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ＤＩＮＧ Ｌｉｕ－－ｂａｏ （？ＣＡＲ１ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｌｔｄ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１１１０２，．Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｓｈａｎｘｉ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ｇｅｏｌｏｇｙ ｗｉｒｉｎｇ ｄｉａｇｒａｍ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｏｕｔｓｔａｎｄｉｎｇ ｓａｆｅ ａｎｄ ｓｔａｂｌｅ ｐｒｏｂ．－ ｌｅｍｓ ｉｎ Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｓｈａｎｘｉ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ａｎｄ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｔｈｅ Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｓｈａｎｘｉ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ｓａｆｅ ａｎｄ ｓｔａｂｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｍａｄｅ ｔｏ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅａｃｈ ｓｔａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｓｔａｂｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｅｖｉｃｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＳＣＳ－５００Ｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｗｅｒｅ ｄｅ－ ・ｓｃｒｉｂｅｄ．Ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｐｕｔ ｉｎｔｏ ｒｕｎｎｉｎｇ，ｔｈｅ Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｓｈａｎｘｉ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ｓａｆｅ ａｎｄ ｓｔａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ｗａｓ ｒａｉｓｅｄ，．ｗｈｉｃｈ ｐｌａｙｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ ｓｅｒｉｏｕｓ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ ｆｒｏｍ ｔａｋｉｎｇ ｐｌａｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｓｈａｎｘｉ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ；ｓａｆｅ ａｎｄ ｓｔａｂｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ；ＳＣＳ・５００Ｅ ｄｅｖｉｃｅ ０引言 随着电网结构的日趋复杂和电力系统对电网安 全稳定运行要求的不断提高，仅靠电力系统第一道 防线即系统网架和继电保护装置来预防电网事故已 经远远不能满足要求。为避免由于局部电网事故有 可能会波及多个区域电网相继连锁事故的发生，应 当在安全稳定问题比较突出的区域电网配置电力系 统第二道甚至第三道防线来保证电网的安全稳定运 ｌ陕南电网简介及安全稳定问题分析 ／— 五 行。电力系统第二道防线即电力系统安全稳定控制 系统，是在系统元件如发电机、线路、主变或换流 极发生故障时通过采取切机、切负荷或调制直流等 控制措施，避免主网失稳、瓦解和大面积停电事故 以及重大设备损坏事故的发生，以此来保证整个电 （ 苎 厂０＼ｂ 机 蛮变 其中金州变、柞水变、南郊变、张村变、洋县 网的安全稳定运行。全国各地均建立了不同的区域 安全稳定控制系统 叫 。 变和汉中变为３３０ｋＶ变电站，安康水电厂通过安 金双回和安喜线向陕西主网送电，蜀河水电厂则通 过“蜀厂一柳一句一金”和“蜀厂一蜀变一句一金” 作者简介：丁留宝（１９８２一），男，工程师，硕士，从事电力系统安全稳定控制技术及工业电力可靠性保障技术工作。 ——４３—— 电工电．Ｉ【 （２０１４ Ｎｏ．８） 向陕西主网送电。根据电网负荷预测，蜀河水电站 投运后，小方式下，陕南安康地区水电出力严重富裕， 现有网架结构无法满足盈余电力的外送要求，电网 稳定问题较为突出，主要表现在以下几个方面： （１）正常全接线方式下，１１Ｏ ｋＶ“蜀旬双回”、“柳 旬双回”、“旬金三回”等断面如发生Ｎ—ｌ故障时， 邻线有可能会严重过载；如“蜀旬双回”、“柳旬双 回”发生Ｎ－２故障，蜀河水电厂只能通过“蜀厂一 蜀变一句～金”向陕西主网送电，蜀河变主变及出 线可能会严重过载：如发牛“旬金ｊ同”全开断极 端故障，蜀河水电厂将孤网运行，有可能造成蜀河 水电厂机组高频问题，严重影响蜀河水电厂发电。 如要避免故障发生导致的过载或高频问题，只有限 制蜀河水电厂机组出力，这将直接造成蜀河水电厂 机组不能满发。根据电网仿真计算结论，由于受上 述断面稳定极限的，蜀厂不能满发，窝出力约 ｌ４０ＭＷ。 （２）ｌｌ０ ｋＶ“蜀一柳一句”双回线中任一线路检 修方式下，蜀河电厂通过１１０ ｋＶ“蜀一柳一句”单 线及“蜀厂一蜀变”线路并入电网。１１０ｋＶ“蜀柳／ 柳旬单回”和“蜀厂一蜀变”任一断面发生Ｎ－１故 障，则另一断面有可能存在严重过载问题。同样只 有采取压蜀河电厂机组出力才能避免热稳问题。根 据电网仿真计算结论，由于受该断面稳定极限的限 制，蜀厂不能满发，窝出力约２００ Ｍｗ。 （３）正常全接线方式下，当安康东部电网水电 大发时，３３０ ｋＶ金州变“＃１、＃２主变”断面不 满足Ｎ—ｌ安全校核，存在较为严重的热稳问题。当 金州变一台主变故障或跳闸时，另一台主变将严重 过载，严重影响安康、蜀河、岚河等水电厂的送出， 最大可造成窝出力约１３０ Ｍ１Ⅳ。 （４）正常全接线方式下，３３０ ｋＶ“金柞／安金 双回＋洋汉断面”、“金柞／安金双回＋喜洋断面”、“金 柞／安金双回＋安喜断面”、“金柞／安金双回断面”、 “柞南双回＋柞张断面”发生Ｎ一１、Ｎ一２故障时，有 可能造成邻线严重过载甚至电厂送出受阻等严重故 障，严重影响安康、蜀河、喜河等水电厂的送出， 最大可造成窝出力约６５０ Ｍｗ。 为解决蜀河水电厂接入陕南电网后有可能引起 线路或主变过载和电网频率问题，提高陕南电网安 全稳定运行水平，应在陕南电网中配置一套安全稳 定控制系统。 一４４— ＳＣＳ一５∞Ｅ装置在映南电嘲安全稳定控翱系统中的应用。 ２陕南电网安全稳定控制系统介绍 陕南电网安全稳定控制系统以３３０ ｋＶ金州变为 稳定控制主站，以ｌｌ０ ｋＶ蜀河水电厂为稳定控制子 站，以洋县变、柞水变、安康水电厂和旬阳变为执 行站，各站均单套配置ｓｃＳ一５００Ｅ分布式稳定控制 装置和与之配套的通信接口柜 ，站与站之间以２Ｍ 光纤通道通信，其系统通道配置图如图２所示。整 套系统与“安康一金州稳定控制系统”共同构成陕 南电网安全稳定控制系统 。 图２系统通道配置图 ２．１ ＳＣＳ－５ＯＯＥ分布式稳定控制装置介绍 由国网电力科学研究院／南京南瑞集团公司开 发的ｓｃＳ ５００Ｅ分布式稳定控制装置是根据特高压 交直流电网的特点和要求利用现代电子和通信技术 开发的新一代分层分布式安全稳定控制平台，Ｈ前 已广泛应用于全国各大厂站，其装置结构图如图３ 所示。 图３ ＳＣＳ－５００Ｅ装置结构图 ＳＣＳ～５００Ｅ较以前或其它厂家的稳定控制装置 主要有以下显著特点： （１）速度更快。装置内部通信采用了基于现场 可编程门阵列（ＦＰ６Ａ）的高速同步串行通信技术， 速率可达３２Ｍｂｉｔ／Ｓ，主控单元与Ｉ／ｏ单元和通信 单元之间采用２ Ｍ光纤连接，而单元内部模件之问 则采用差分信令传输（ＬＶＤＳ），实现了高速和高可 靠性的数据传输，完全能够满足现代电力系统对安 ＳＣＳ一５０ｏＥ装置在陕南电网安全稳定控翩系统中的应用 全稳定装置要求的快速计算、分析和决策能力。 （２）输入输出更多。每个主控单元可以接６个 Ｉ／０单元和２个通信单元，每个Ｉ／０单元可以接入 ３６路电气量、４８路开关量和２４路开出，而每个通 信单元配有８个２Ｍ通道接口，完全能够满足现代 电力系统庞大的信息采集、输出和站间互联要求。 （３）测量值更精确。程序采用修正傅里叶算法 来计算元件的功率、频率、零序电压和零序电流， 避免了因传统傅里叶算法栅栏效应和泄漏现象可能 导致的较大测量误差问题。 ２．２陕南电网各站稳定控制装置功能简介 １）金州变监测３３０ ｋＶ的柞南双回、柞张线、 金柞双回、金安双回、安喜线、洋喜线、洋汉线及 金州两台主变中压侧的运行情况，根据线路的投停 自动识别系统当前的运行方式，判断线路和主变跳 闸，根据不同线路或主变跳闸故障，查找故障前系 统运行方式下的跳闸策略表，根据跳闸策略表执行 切安康和蜀河电厂机组。金州变装置同时具有监测 线路和主变的过载功能，并根据线路或主变过载轮 次切除安康或蜀河电厂机组。 ２）柞水变将柞南双回及柞张线的功率、投停 信息、过载信息及跳闸信息经２ Ｍ通道实时上送至 金州变。 ３）洋县变将洋汉线及洋喜线的功率、投停信息、 过载信息及跳闸信息经２ Ｍ通道实时上送至金州变。 ４）旬阳变将旬金三回、旬柳双回及旬蜀线的 功率、投停信息、过载信息及跳闸信息经２ Ｍ通道 实时上送至蜀河水电厂。 ５）安康水电厂接收金州变发来的切机台数和切 机容量命令，切本地机组；将安喜线的功率、投停 信息、过载信息及跳闸信息实时上送至金州变；同 时具有母线高周切本厂机组功能。 ６）蜀河水电厂判别系统运行方式，根据不同 故障类型查找策略表切本厂机组；接收金州变发来 的切机命令，切本厂机组；判断线路过载，切本厂 机组：同时具有母线高周切机和低频自启动热备机 细功能。 ３陕南电网安全稳定控制系统特点 ３．１站间信息传递功能 陕南电网安全稳定控制系统中的电厂和变电站 电工电．＿【（２０１４ Ｎｏ．８） 已经不是传统意义上的切机或切负荷执行站，它们 兼具向主站传送信息功能。主站将本站无法采集的 信息通过２ Ｍ通道从子站获取来完成装置的综合逻 辑判断。例如本系统中柞水变将柞南双回和柞张线 的投停、功率、跳闸和过载信息上送到金州变，而 金州变的方式判断需要实时监测柞南双回和柞张线 的投停情况。 ３．２主站集中逻辑判断 电力系统控制一般采用分层分区控制，局部故 障局部处理，避免影响到整个系统的稳定运行，但 分层控制往往不能顾及整个系统，采取局部处理有 时候不能解决根本问题。本系统则采用了主站集中 逻辑判断，除电厂本地高周直接切除本厂机组外， 系统故障统一由金州变采取措施。比如电厂或变电 站线路发生跳闸或过载时，本站不执行任何措施， 而是将线路的跳闸或过载信息传送给金州变，金州 变收到执行站的跳闸或过载信息后集中采取逻辑策 略。例如金州变一旦收到柞水变柞张线跳闸信息则 迅速查找离线跳闸策略表，向安康水电厂和蜀河水 电厂发送切机命令。 ４结语 本文结合陕南电网地理接线图，分析了其突出 的安全稳定问题，提出了建立陕南电网安全稳定控 制系统。介绍了陕南电网电网安全稳定控制系统装 置组成及各站的大致功能，最后总结了陕南电网稳 定控制系统的特点。 陕南电网安全稳定控制系统提高了陕西南部区 域电网的安全稳定运行水平，对预防系统元件跳闸 或过载事故有可能引起更严重事故的发生起到了重 要作用。陕南电网安全稳定控制系统的成功投运不 仅保证了安康水电厂和蜀河水电厂的可靠送出，同 时也大大提高了安康水电厂和蜀河水电厂的送出能 力，凸显了配置安全稳定控制系统的巨大经济和社 会效益。 参考文献 ［１］任祖怡，赵明君，夏尚学，等．安全稳定控制系 统在南部的应用［Ｊ］．电力系统自动化，２００８， ３２（１２）：１０４—１０７． （下转第５３页） ．——４５—— 一台变压器铁芯多点接地故障的处理 电工电气 （２０１４ Ｎｏ．８） 通过主变的铁芯多点接地故障的情况和处理过 程，暴露了变压器制造厂家、维护单位在管理和生 产上的一些问题，针对这种现象，提出以下几点措 为了确定多点接地故障己消除，试验人员对铁芯进 行了１ ０００ Ｖ／１ ｍｉｎ的交流耐压试验，试验合格。再 测绝缘电阻正常，因此至此，可确定铁芯多点接地 故障已消除。 造成铁芯多点接地的原因可能是变压器制造过 程中残留在变压器内部的一些具有导电性质的悬浮 物。当变压器运行时，在油流作用下，油中杂质在 铁芯某点和接地部位间形成“小桥”造成铁芯接地。 施：（１）无外引接地套管的变压器，无法在油箱外 检查铁芯是否有多点接地故障，通过色谱分析和停 电电气试验相互配合使用，才能确保诊断的准确性 和可靠性。（２）变压器发生铁芯内部局部短路基本 表现为故障处油的局部过热，因此特征气体表现为 Ｃ。Ｈ 和Ｃ Ｈ４明显增加，约占总烃含量的８０％以上， 且随着故障点温度的升高，Ｃ Ｈ 所占比例也增加。 （３）采用铁芯加压法不失为消除变压器铁芯多点接 ６处理效果检查 故障消除后，对２号主变压器的变压器油进行 真空脱气处理后回注，将变压器组装完毕后按照规 程要求静置２４ ｈ后进行各项试验，试验数据完全 合格。２号主变压器于当天投运。为防止铁芯多点 接地再次发生，上级管理单位要求定期对该主变压 器油色谱试验数据分析跟踪，分析各阶段气体变化 情况，如表５所示。 表５ ２号主变投运后油色谱数据 分析日期２Ｏ１３—１Ｏ一１４ ２０１３—１Ｏ一１５ ２Ｏ１３—１Ｏ一２Ｏ ２Ｏ１３—１０—３Ｏ ２Ｏ１３一ｌ１—１５ ２Ｏｌ４一Ｏ３一Ｏ８ 地故障行之有效的方法。（４）对于新投产的变压器 应在制造时就要求厂家将铁芯接地片引出，便于在 运行中加强铁芯对地绝缘的监视，及时消除铁 故 障 。（５）对发生过多点接地故障的变压器在消除 一一～一一一一 铁芯多点接地现象后，更要增加色谱跟踪密度防止 再次形成故障。（６）从这起故障处理来看，作为检 修部门应严把投运前的吊芯检查关，避免箱底不清 洁或有金属异物造成铁心多点接地。 虬／Ｌ Ｈ２ ＣＯ ＣＯ２ ＣＨ４ Ｃ２Ｈ４ Ｃ １５ １１２ ４２７ １７ １２９ ４６４ １６ １３６ ４７３ ｌ４ １２５ ４２５ １２ １１７ ４１Ｏ １３ １Ｏ８ ４０２ １４ １５ １９ １７ １６ １５ １１ １５ ２１ １８ １３ ｌ４ ８ １２ １５ １４ １２ １０ 参考文献 ［１］ＤＬ／Ｔ ７２２—２００Ｏ变压器油中溶解气体分析和判断导 则［ｓ］．北京：中国电力出版社，２０００． ［２］董其国．电力变压器故障与诊断［Ｍ］．北京：中国 电力出版社，２００１． 个别特征气体有缓慢增长趋势，这是变压器重 新投运后固体绝缘和残留液体绝缘中特征气体随温 ［３］陈化钢．电力设备预防性试验方法及诊断技术［Ｍ］． 北京：中国科学技术版社，２００１． 度升高而扩散到油中造成的。在随后的跟踪中，气体 的增长速度已经逐步下降而趋于稳定。变压器油色谱 试验结果合格，变压器至今运行状况良好。本案例说 明应用色谱法及时发现了２号主变压器铁芯多点接地 的潜伏性故障，避免了重大设备事故的发生。 ［４］ＤＬ／Ｔ ５９６—１９９６电力设备预防性试验规程［ｓ］．北 京：中国电力出版社，１９９６． ［５］贾仰桢．变压器铁心多点接地故障的分析判断与消 除［Ｊ］．变压器，２００７，４４（１１）：４２—４４． ［６］张鹏．变压器铁心多点接地处理及早期发现［Ｊ］． 变压器，２００７，４４（５）：３４—３７． 收稿日期：２０１４—０５—３０ ７预防措施 （上接第４５页） ［２］田力．安全稳定控制系统在三峡电源电站的应用 ［Ｊ］．华中电力，２００８，２１（３）：５７—６０． ［３］孟伟洁，陆敏珏，杜科．安全稳定控制系统在上海 ［５］宋锦海，余文杰，宣筱青，等．适应特高压互联电 网的ＳＣＳ一５００Ｅ安全稳定控制平台研制［Ｊ］．电力系 统自动化，２００９，３３（５）：９１—９５． ［６］李晗，段惠琳，杜康．提高安康西南部电网安全运 电网的应用［Ｊ］．上海电力，２０１０（３）：２１４—２１６． ［４］宋锦海，李雪明，罗建裕，等．ＦＷＫ一３００在苏北 安全稳定控制系统中应用［Ｊ］．电力自动化设备， ２００６，２６（３）：９５—９７． 行的方案研究［Ｊ］．陕西电力，２００９（２）：４７—４９． 收稿日期：２０１４—０５一Ｏ４ —５３一
