500 kV智能變電站擴建工程的繼電保護投入方案

杜浩良，裘愉濤，陳國平，沃建棟

（1.金華電業(yè)局，浙江金華321017；2.浙江省電力公司，杭州310007）

500 kV智能變電站擴建工程的繼電保護投入方案

杜浩良1，裘愉濤2，陳國平1，沃建棟1

（1.金華電業(yè)局，浙江金華321017；2.浙江省電力公司，杭州310007）

以浙江金華500 kV芝堰智能變電站為例，提出智能變電站運行和檢修二次設(shè)備的安全隔離措施，介紹了500 kV智能變電站擴建邊斷路器和線路、中斷路器和主變、220 kV線路等3種情況下應(yīng)采取的系統(tǒng)聯(lián)調(diào)試驗方案，討論了對電網(wǎng)運行可能帶來的影響，對基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的智能變電站的擴建中，繼電保護調(diào)試投入具有借鑒意義。

智能變電站；擴建；安全措施；GOOSE聯(lián)調(diào)

以智能化一次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層構(gòu)建，并以IEC 61850規(guī)約為基礎(chǔ)，實現(xiàn)智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作的智能化變電站，將得到廣泛應(yīng)用，擴建工程也將不可避免。

以浙江金華500 kV芝堰智能變電站（簡稱芝堰變）擴建為例，需完成新安裝保護屏及戶外智能終端柜就位、二次電纜及光纜敷設(shè)、二次小線搭接及光纜尾纖熔接工作；配置全站新SCD（系統(tǒng)配置描述）文件、導(dǎo)出新安裝設(shè)備的CID（字符識別碼）文件并下裝，完成新安裝設(shè)備之間的聯(lián)調(diào)工作。為安全投入新設(shè)備，應(yīng)制定完善的繼電保護投入方案。

1 芝堰變GOOSE組網(wǎng)模式

500 kV側(cè)GOOSE（面向通用對象的變電站事件）網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)為單星形網(wǎng)，雙重化的2套保護分別接入2個獨立的GOOSE網(wǎng)。GOOSE交換機按出線、主變壓器（簡稱主變）、母線等間隔配置，同一串的2套保護分別配置2臺交換機，2套保護GOOSE網(wǎng)相互獨立；中斷路器保護、智能終端及測控出2個GOOSE口分別接到同一串的2個間隔交換機，利用裝置原來的雙GOOSE口配置，不再另配GOOSE口。除母差保護外，所有間隔之間沒有保護GOOSE聯(lián)系，任意一臺交換機損壞不影響其他間隔運行，如圖1所示。

220 kV側(cè)GOOSE交換機按出線、主變斷路器、母線、母聯(lián)（分段）等多間隔配置，第1套線路保護裝置4套接入1臺交換機。母聯(lián)（分段）保護單重化配置，出2個GOOSE口分別接到2套網(wǎng)絡(luò)的間隔交換機，利用裝置原來的雙GOOSE口配置，不再另配GOOSE口，組網(wǎng)模式如圖2所示。

2 安全隔離措施

傳統(tǒng)變電站繼電保護采用二次電纜硬接線，可以通過設(shè)置硬壓板來實現(xiàn)跳閘等信號的投入和退出。退出時有明顯的斷開點可以檢查，投入時回路是否接通也可以通過儀表檢查，可采用“短電流，斷電壓，拆跳閘”的方法做二次回路的安全隔離措施。

但基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的智能化變電站，保護裝置開入開出信號通過光纜采用GOOSE報文傳輸，功能投入、啟動、聯(lián)閉鎖、跳閘出口均采用軟壓板實現(xiàn)，新投產(chǎn)保護裝置與已運行設(shè)備之間無明顯的物理斷開點，投入時也無法通過儀表檢查回路是否接通。因此，在將GOOSE應(yīng)用到繼電保護領(lǐng)域后，將面臨如何實現(xiàn)設(shè)備運行檢修“隔離”的問題。

現(xiàn)有解決方案是設(shè)置檢修狀態(tài)硬壓板，當(dāng)裝置檢修壓板投入時，將上送報文品質(zhì)的測試位Test置位；GOOSE接收端裝置根據(jù)上送報文品質(zhì)的測試位Test判斷報文是否為檢修報文并進行相應(yīng)處理，將接收的GOOSE報文中的測試位Test與裝置自身的檢修壓板狀態(tài)進行比較，只有兩者一致時才視信號有效而進行處理或動作；否則不作處理。因此，通過投入裝置的檢修狀態(tài)硬壓板能隔離運行設(shè)備和檢修設(shè)備，另外取下檢修設(shè)備的GOOSE軟壓板實現(xiàn)第二重保障措施，在每次聯(lián)調(diào)試驗前，均必須確認2類壓板的狀態(tài)。

3 擴建5013斷路器和線路

以500 kV芝堰變第一串?dāng)U建為例，原運行有2號主變及5011斷路器、5012斷路器，Ⅰ期投運時GOOSE交換機、MMS（模塊化管理）交換機已經(jīng)按遠景配置。本期擴建5013斷路器及線路Ⅰ，新安裝二次設(shè)備有：線路Ⅰ2套線路保護裝置、2套遠跳就地判別裝置；5013斷路器2套保護裝置、2套智能終端裝置、測控裝置，如圖3粗實線所示（以第1套為例）。

以第一套為例，聯(lián)調(diào)時需將5012斷路器改檢修狀態(tài)，停用5012斷路器第1套保護裝置、智能終端裝置、500 kVⅡ母第1套母差保護裝置，放上其裝置檢修狀態(tài)硬壓板，退出GOOSE軟壓板，取下5012斷路器第1套智能終端裝置的三相出口跳閘硬壓板、三相出口合閘硬壓板，重新下裝上述裝置的CID文件，如圖3中粗虛線所示設(shè)備。

由于改動了運行設(shè)備的CID文件，需要通過GOOSE聯(lián)調(diào)來驗證相關(guān)信息流配置是否正確，需要聯(lián)調(diào)的項目如表1-7所示，以裝置的流入GOOSE信息流方向為基準(zhǔn)。

4 擴建5042斷路器和主變

以500 kV芝堰變擴建為例，第4串原運行5041斷路器、5043斷路器和Ⅰ母側(cè)線路，Ⅰ期投運時GOOSE交換機、MMS交換機已經(jīng)按遠景配置。本期擴建5042斷路器及4號主變，新安裝4號主變2套主變保護、5042斷路器2套保護、2套智能終端、測控裝置，如圖4粗實線所示（以第1套為例）。

以第1套為例，聯(lián)調(diào)時需將5041與5043斷路器改檢修狀態(tài)，停用5041與5043斷路器第1套保護裝置、智能終端裝置、線路保護裝置和遠跳就地判別裝置，放上裝置檢修狀態(tài)硬壓板，退出GOOSE軟壓板，取下5041與5043開關(guān)2套智能終端裝置的三相出口跳閘硬壓板、三相出口合閘硬壓板，重新下裝上述裝置的CID文件，如圖4粗虛線所示設(shè)備?？紤]到供電影響，5041與5043斷路器不同時改檢修。

由于改動了運行設(shè)備的CID文件，需要通過GOOSE聯(lián)調(diào)來驗證相關(guān)信息流配置是否正確，需要聯(lián)調(diào)的項目如表8-12所示，以裝置的流入GOOSE信息流方向為基準(zhǔn)。

5 擴建220 kV線路

220 kV線路擴建，新安裝線路2套保護裝置、2套智能終端裝置，如圖5粗實線所示。以第一套為例，聯(lián)調(diào)時將母差保護改信號，放上裝置檢修狀態(tài)硬壓板，退出GOOSE軟壓板，重新下裝母差保護裝置的CID文件，如圖5中粗虛線所示設(shè)備。需要聯(lián)調(diào)的項目如表13-14所示，以裝置流入GOOSE信息流方向為基準(zhǔn)。

由于母差保護的CID文件已經(jīng)變動，需將同一段母線的全部線路或主變?nèi)?，通過模擬試驗驗證相關(guān)GOOSE鏈路是否正確，會給電網(wǎng)運行帶來較大影響。

為避免運行一次設(shè)備陪停，同時也為了減少調(diào)試工作量，一般要求基建時220 kV母差保護按照遠景配置完整，擴建時通過修改新安裝線路保護裝置、智能終端裝置的CID文件，以適應(yīng)已經(jīng)運行的母差保護模型，這樣只需安排模擬試驗驗證母差保護與新安裝保護裝置的相關(guān)鏈路是否正確。

6 結(jié)語

執(zhí)行所述繼電保護投入方案，可保證擴建工程中保護的可靠投入。根據(jù)檢修狀態(tài)硬壓板的設(shè)置原理，改檢修設(shè)備與新安裝設(shè)備之間需進行如圖6所示的4種方式進行GOOSE聯(lián)調(diào)試驗，才能確保GOOSE鏈路配置正確。

但在實際工作中，由于運行設(shè)備不投檢修狀態(tài)硬壓板，改檢修設(shè)備往往只能模擬投入檢修狀態(tài)硬壓板，即方式3與4兩種情況驗證GOOSE鏈路試驗。若需驗證改檢修設(shè)備不投檢修狀態(tài)硬壓板模式，即方式1與2兩種情況，需將關(guān)聯(lián)運行保護裝置全部同時改信號狀態(tài)，并投入其檢修狀態(tài)硬壓板才能確保試驗安全，但對電網(wǎng)運行影響較大。

[1]高翔.智能變電站應(yīng)用技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2008.

[2]杜浩良，李有春.基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化與傳統(tǒng)繼電保護的比較[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2009，37（24）: 172-176.

[3]裘愉濤，杜浩良.傳統(tǒng)500 kV繼電保護智能化改造方案研究[J].電力自動化設(shè)備，2011，31（11）:143-148.

[4]杜浩良，李有春，盛繼光.基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化與傳統(tǒng)繼電保護的比較[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2009，37（24）:172-176.

[5]孔曉峰，杜浩良.基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化繼電保護運行方式[J].中國電力，2010，43（4）:28-32.

[6]朱炳銓，王松.基于IEC 61850 GOOSE技術(shù)的繼電保護工程應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動化，2009，33（8）:104-107.

（本文編輯：楊勇）

Scheme of Relay Protection Operation for 500 kV Smart Substation Extension Project

DU Hao liang1，QIU Yu tao2，CHEN Guo ping1，WO Jian dong1
（1.Jinhua Electric Power Bureau，Jinhua Zhejiang 321017，China；2.Zhejiang Electric Power Company，Hangzhou 310007，China）

By taking 500 kV Zhiyan smart substation in Jinhua of Zhejiang province as an example，the paper proposes safety isolation measures for operation and maintenance of secondary equipment in the smart substation；it describes the integrated commissioning scheme for extension of side circuit breaker and lines，tie circuit breaker and main transformer and 220 kV lines in 500 kV smart substation，and it also discusses the impact on power grid，providing reference for commissioning and operation of relay protection in smart substation extension based on IEC 61850.

smart substation；extension；safety precautions；GOOSE integrated commissioning

TM774

：B

：1007-1881（2013）11-0010-05

2013-08-13

杜浩良（1977-），男，浙江東陽人，碩士，高級工程師，長期從事電力系統(tǒng)繼電保護管理工作。