《IEC 61850工程繼電保護(hù)應(yīng)用模型》在二次安全措施中的應(yīng)用

宋述勇 郝 偉 李 瑞 陳 鑫

（1. 山西省電力公司電力科學(xué)研究院，太原 030001；2. 山東容弗新信息科技有限公司，濟(jì)南 250000）

隨著智能變電站的發(fā)展，傳統(tǒng)變電站繼電保護(hù)很難適應(yīng)新的發(fā)展要求。為此，國家電網(wǎng)公司制定了IEC 61850工程繼電保護(hù)應(yīng)用模型，對智能變電站繼電保護(hù)進(jìn)行了規(guī)范。該模型應(yīng)用于智能變電站二次安全措施中，可以大大提高智能變電站二次系統(tǒng)的安全性與可靠性，具有十分重要的意義。所以本文將基于IEC 61850工程繼電保護(hù)應(yīng)用模型，探討其在智能變電站二次安全措施中的應(yīng)用。

1 IEC 61850工程繼電保護(hù)應(yīng)用模型

IEC 61850工程繼電保護(hù)應(yīng)用模型規(guī)定了變電站應(yīng)用IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)時變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的配置、模型和服務(wù)，同時規(guī)定了功能、語法、語義的統(tǒng)一性以及選用參數(shù)的規(guī)范性，并規(guī)定了在實(shí)際應(yīng)用中擴(kuò)充模型應(yīng)遵循的原則。具體包括以下幾個方面：①IED應(yīng)用模型規(guī)范，其中包括線路、變壓器、母線、電抗器以及斷路器等保護(hù)模型；②服務(wù)實(shí)現(xiàn)原則，主要包括關(guān)聯(lián)服務(wù)、數(shù)據(jù)讀寫服務(wù)、報告服務(wù)以及控制服務(wù)等；③GOOSE模型及實(shí)施規(guī)則，主要有 GOOSE建模、GOOSE收發(fā)機(jī)制以及GOOSE時標(biāo)；④SV模型及實(shí)施規(guī)范，主要有 SV建模、SV收發(fā)機(jī)制以及采樣同步；⑤檢修處理機(jī)制，包括裝置檢修處理、MMS檢修處理機(jī)制和GOOSE報文檢修處理機(jī)制。

2 智能變電站繼電保護(hù)二次安全措施

2.1 二次安全措施的現(xiàn)狀

現(xiàn)在的二次安全措施在防觸電、防誤碰及布置施工標(biāo)志等都沒有變化，但是在智能變電站二次回路方面則有較大變化，因?yàn)橄噍^于傳統(tǒng)變電站，智能變電站二次系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生了根本的變化。

傳統(tǒng)變電站采用的是電壓電流互感器，CT在工作時二次回路嚴(yán)禁開路，而 PT在工作時要嚴(yán)格防止二次側(cè)短路。在智能變電站中若是還有 PT以及CT，則也要注意以上安全措施。

傳統(tǒng)變電站在進(jìn)行繼電保護(hù)維護(hù)時，凡是與二次系統(tǒng)相連的設(shè)備都要有明確的標(biāo)記，并且嚴(yán)格按照安全措施票進(jìn)行操作。而在智能變電站二次回路中，實(shí)際的繼電保護(hù)接線已經(jīng)不存在，設(shè)備之間主要靠光纖以及網(wǎng)線連接，二次安全措施發(fā)生了明顯變化。

二次設(shè)備安全措施的“三道防線”。第一道防線是橫向布幔：紅布幔設(shè)置對鄰近運(yùn)行保護(hù)屏起到了非常好的保護(hù)作用，有效杜絕了誤動運(yùn)行設(shè)備行為。第二道防線是軟鎖封門，即使用一張“設(shè)備正在運(yùn)行，嚴(yán)禁打開”的黃色封條，防止工作人員違章操作。第三道防線是壓板脫離，即在二次回路有工作時，不但將檢修保護(hù)屏至運(yùn)行保護(hù)屏的跳閘出口、失靈出口壓板停用，而且取下并由專人保管。壓板兩端用干燥的紅色布條纏繞，并將壓板投、停情況作為交接班重點(diǎn)進(jìn)行檢查，以保證在工作沒有終結(jié)之前始終處于停用狀態(tài)。

2.2 《IEC 61850工程繼電保護(hù)應(yīng)用模型》在二次安全措施中的應(yīng)用

針對國網(wǎng)公司制定的IEC 61850工程繼電保護(hù)應(yīng)用模型標(biāo)準(zhǔn)，我們將其應(yīng)用于智能變電站二次安全措施中，將對智能變電站二次系統(tǒng)安全措施有重大的影響。

對于IEC 61850工程繼電保護(hù)應(yīng)用模型中IED應(yīng)用模型規(guī)范的安全措施。首先由于智能變電站中連接IED的是大量的光纖，相比較于傳統(tǒng)的變電站，其安全措施有很大的不同。為了防止現(xiàn)場人員錯誤的拔插光纖，造成毀壞插件或者使接線錯誤，變電站內(nèi)的尾纖標(biāo)志應(yīng)該進(jìn)一步的細(xì)化，同時為了方便工作人員查找故障，應(yīng)該在尾纖上標(biāo)明這個尾纖的功能。由于智能變電站中沒有了連片以及二次接線，二次安全措施主要是依靠軟壓板完成的。為了保證軟壓板的正確性，需要值班人員進(jìn)行日常的修改并校驗(yàn)。其中軟壓板隔離故障的方式主要有兩種。

1）本裝置隔離

即通過操作故障裝置的所有輸入信號以及輸出信號的壓板，達(dá)到隔離故障裝置的目的：①在隔離時，可以選擇信號類型，如goose、sv（新標(biāo)準(zhǔn)中加入了壓板）；②在隔離時，可以選擇隔離輸入信號還是輸出信號；③在隔離措施中，當(dāng)無法隔離軟壓板時，通過撥出光纖，進(jìn)行物理通信鏈路的隔離。

2）遠(yuǎn)端隔離

即通過操作所有與故障裝置有互操作關(guān)系裝置的輸入或者輸出信號壓板，達(dá)到遠(yuǎn)端隔離該裝置的目的。圖1是一個具體的西涇變220kV軟壓板設(shè)置示意圖。

圖1 西涇變220kV線路保護(hù)、母差保護(hù)、智能終端的軟壓板設(shè)置示意圖

第一種隔離方式：將斷開故障設(shè)備與運(yùn)行設(shè)備之間光纖，這種隔離方式的主要缺點(diǎn)有：對于光纖本身最容易損壞的地方就是光纖接口部分，經(jīng)常插拔很容易損壞光纖；插拔光纖容易使光纖進(jìn)灰，影響通信質(zhì)量。

第二種隔離方式：退出該母差保護(hù)對應(yīng)的所有智能終端的出口硬壓板（防止誤發(fā)跳合閘信號）、退出與之對應(yīng)的所有線路保護(hù)（防止遠(yuǎn)跳誤動作）以及主變保護(hù)（防止失靈聯(lián)跳誤動作）。

從安全性考慮，有必要在重要信號（跳合閘、啟動失靈、失靈聯(lián)跳、遠(yuǎn)跳等信號）的通信裝置兩側(cè)都設(shè)置軟壓板以實(shí)現(xiàn)裝置之間的可靠隔離。相關(guān)智能設(shè)備增加的軟壓板如圖2所示。

對于智能變電站中的裝置配置文件以及通信報文。智能變電站中的裝置配置文件不但表征了自身的特征，同時與其他設(shè)備的聯(lián)系。由于傳統(tǒng)變電站中的配置文件幾乎不會發(fā)生任何變換，所以不受重視。但是在智能變電站中配置文件則有十分重要的作用，必須認(rèn)真的處理，需要由專門的人員進(jìn)行配置。當(dāng)有設(shè)備處于檢修狀態(tài)時，智能裝置的硬壓板“置檢修”狀態(tài)，GOOSE報文以及SV報文產(chǎn)生相應(yīng)的變化，收到此報文的裝置不再進(jìn)行設(shè)備間的互操作。二次系統(tǒng)的硬壓板與軟壓板同時作用，相互補(bǔ)充。

圖2 通信裝置兩端增加軟壓板之后示意圖

2.3 智能變電站中二次安全措施實(shí)例

通過幾個比較典型的繼電保護(hù)實(shí)例來校驗(yàn)二次安全措施的實(shí)際效果。

如果一次側(cè)設(shè)備不停電的情況下，我們進(jìn)行母差保護(hù)檢驗(yàn)的安全措施，我們首先檢查母差保護(hù)裝置中 GOOSE軟壓板退出運(yùn)行；其次我們投入被校驗(yàn)?zāi)覆畋Ｗo(hù)裝置的軟壓板，進(jìn)行母差保護(hù)校驗(yàn)。

如果進(jìn)行電流電壓互感器檢修、更換以及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時，實(shí)驗(yàn)電流電壓注入運(yùn)行設(shè)備中，應(yīng)該退出軟壓板或者斷開相應(yīng)回路光纖，以確保保護(hù)不會誤動作。

如果進(jìn)行線路保護(hù)檢驗(yàn)，有可能會在合并單元處進(jìn)行保護(hù)檢驗(yàn)，首先將母線保護(hù)裝置檢驗(yàn)回路軟壓板退出運(yùn)行，將智能終端置檢修壓板投入，使檢驗(yàn)保護(hù)發(fā)出的啟動失靈信號失效，這樣可以防止失靈保護(hù)誤動。

3 結(jié)論

智能變電站二次安全措施相較于傳統(tǒng)變電站的二次安全措施有很大的不同，必須針對出現(xiàn)的相應(yīng)問題提出相應(yīng)的解決方案。本文主要工作就是探討基于國家電網(wǎng)公司頒布的智能變電站中《IEC 61850工程繼電保護(hù)應(yīng)用模型》標(biāo)準(zhǔn)，如何將其應(yīng)用于二次安全措施中，這對智能變電站的建設(shè)具有很重大的意義。

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