智能變電站繼電保護(hù)安全措施規(guī)范建設(shè)

楊洛林

（國(guó)網(wǎng)四川省電力公司綿陽(yáng)供電公司，四川 綿陽(yáng) 621000）

智能變電站繼電保護(hù)安全措施規(guī)范建設(shè)

楊洛林

（國(guó)網(wǎng)四川省電力公司綿陽(yáng)供電公司，四川 綿陽(yáng) 621000）

根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)的重要部署，智能電網(wǎng)是我國(guó)電網(wǎng)未來(lái)發(fā)展的重要方向，近年來(lái)，大量智能變電站投入運(yùn)行，作為智能電網(wǎng)的核心，智能變電站運(yùn)行的安全性、可靠性和穩(wěn)定性尤為重要。在運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中，涉及繼電保護(hù)設(shè)備的消缺和例檢工作，由于智能變電站二次系統(tǒng)整體架構(gòu)與傳統(tǒng)變電站完全不同，因此，如何做好繼電保護(hù)的安全措施就成了亟待解決的問(wèn)題。本文對(duì)智能變電站繼電保護(hù)安全措施的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，探討如何實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)安全措施的規(guī)范化建設(shè)（本文以220kV電壓等級(jí)設(shè)備例檢為例，其他電壓等級(jí)可參照）。

智能變電站；繼電保護(hù)；安全措施；規(guī)范建設(shè)

我們國(guó)家電力市場(chǎng)龐大，隨著大量智能變電站投入運(yùn)行，智能變電站對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)的影響已不可忽視。目前，我們實(shí)踐智能變電站還只是停留在技術(shù)層面，關(guān)注點(diǎn)仍是各種新設(shè)備、新標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，而對(duì)變電站的運(yùn)維檢修模式卻研究甚少。在運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中，對(duì)繼電保護(hù)的安全性和可靠性要求最高，我們常規(guī)變電站的繼電保護(hù)安全措施已經(jīng)不能滿足智能變電站需求。因此，開(kāi)展智能變電站繼電保護(hù)安全措施的規(guī)范化建設(shè)已是當(dāng)務(wù)之急，完成智能變電站繼電保護(hù)安全措施的規(guī)范化建設(shè)，才能保障其安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。

一、智能變電站的特征

1.基本結(jié)構(gòu)

智能變電站的基本結(jié)構(gòu)是“三層兩網(wǎng)”，其中“三層”分為：站控層、過(guò)程層、間隔層；“兩網(wǎng)”分為：站控層網(wǎng)絡(luò)和過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)。

過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)是智能變電站的核心，跨間隔信息的共享都是在過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的，智能變電站內(nèi)幾乎所有的電氣量信息都可以從過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)中獲得。過(guò)程層設(shè)備（合并單元、智能終端）以及各種智能組件則是組成過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備。

2.主要回路

目前，我國(guó)的智能變電站主要采用“直采”、“直跳”方式。所謂直采，就是合并單元通過(guò)光纖將采樣到的模擬量電流、電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)后直接傳遞給保護(hù)裝置（線路保護(hù)、主變保護(hù)、母差保護(hù)）；所謂直跳，就是保護(hù)裝置的跳合閘命令通過(guò)光纖直接傳遞給對(duì)應(yīng)的智能終端，智能終端再將跳合閘命令的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后作用于跳合閘線圈。而其他所有信息則集成到過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)中。過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)取代了傳統(tǒng)變電站復(fù)雜的電纜接線，每一臺(tái)智能設(shè)備只需要用一組尾纖連接至過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，便可以采集和傳輸相關(guān)信息。

3.壓板

智能變電站的每一臺(tái)智能設(shè)備（主要是指合并單元、智能終端和保護(hù)裝置）均配有“投檢修態(tài)”硬壓板，其他主要采用軟壓板形式。這樣，保護(hù)屏的壓板布置更加簡(jiǎn)單明了，也為智能變電站的“順序控制”提供了技術(shù)上的支持。智能設(shè)備的“投檢修態(tài)”硬壓板投入后，裝置發(fā)送的所有GOOSE報(bào)文均帶有“檢修”標(biāo)識(shí)，使其他所有未投入“投檢修態(tài)”硬壓板的設(shè)備不再處理該裝置發(fā)出的GOOSE報(bào)文；同樣，該裝置也不再處理接收到的不帶“檢修”標(biāo)識(shí)的報(bào)文?！巴稒z修態(tài)”硬壓板可以將檢修設(shè)備和運(yùn)行設(shè)備從邏輯上進(jìn)行隔離，是智能變電站“防三誤”最為簡(jiǎn)潔、有效的手段。

二、智能變電站繼電保護(hù)安全措施的具體方法

現(xiàn)階段繼電保護(hù)安全措施在實(shí)行人工安插施工標(biāo)識(shí)、操作監(jiān)護(hù)、誤碰防范措施及防觸電等操作變動(dòng)不大。然而在二次回路上的操作防備事項(xiàng)，由于智能變電站二次系統(tǒng)架構(gòu)的變化，使其繼電保護(hù)安全措施也發(fā)生了巨大的變化。

1.線路保護(hù)裝置

線路保護(hù)裝置例檢時(shí)，待一次設(shè)備停電后，首先應(yīng)退出相應(yīng)母線保護(hù)裝置中該間隔SV接收軟壓板和GOOSE（包括跳合閘信號(hào)和開(kāi)入量信號(hào)）接收軟壓板。退出該間隔SV接收軟壓板是為了使母線保護(hù)裝置在進(jìn)行差流計(jì)算時(shí)不把該間隔電流計(jì)算在內(nèi)，以避免檢修人員在對(duì)合并單元加入電流模擬量時(shí)引起差流不平衡而導(dǎo)致母差誤動(dòng)；退出該間隔GOOSE接收軟壓板是為了使母差保護(hù)裝置不接收線路保護(hù)裝置發(fā)出的啟動(dòng)失靈GOOSE信號(hào)，以避免檢修人員在對(duì)線路保護(hù)裝置進(jìn)行邏輯校驗(yàn)時(shí)誤啟動(dòng)母線保護(hù)裝置的失靈保護(hù)。然后將該間隔所有的智能設(shè)備：智能終端、合并單元和保護(hù)裝置的“投檢修態(tài)”硬壓板投入。

2.主變保護(hù)裝置例檢的安全措施

主變保護(hù)裝置例檢時(shí)，與線路保護(hù)裝置一樣，應(yīng)首先將所有母差保護(hù)裝置中涉及主變間隔的SV接收軟壓板和GOOSE（包括跳合閘信號(hào)和開(kāi)入量信號(hào)）接收軟壓板退出。然后將主變間隔的所有智能設(shè)備的“投檢修態(tài)”硬壓板投入。這里需要特別注意的是：很多繼電保護(hù)裝置廠商生產(chǎn)的主變保護(hù)裝置都只提供了4對(duì)直跳光纖接口，而在我們的大多數(shù)220kV變電站中，除了主變?nèi)齻?cè)的斷路器外，一般情況下高、中、低三側(cè)可能還有分段或母聯(lián)斷路器，這樣就必然導(dǎo)致部分?jǐn)嗦菲鞑荒苡芍髯儽Ｗo(hù)裝置“直跳”，而只能通過(guò)GOOSE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行“網(wǎng)跳”。這種情況下，最妥善的做法是拔掉主變保護(hù)裝置的組網(wǎng)尾纖，使主變保護(hù)裝置從物理上與GOOSE網(wǎng)絡(luò)隔離，從而確保不誤跳運(yùn)行設(shè)備。

3.母差保護(hù)裝置例檢時(shí)的安全措施

母差保護(hù)裝置進(jìn)行例檢時(shí)，通常情況下，一次設(shè)備均處于運(yùn)行狀態(tài)。因此，在做安全措施時(shí)，一定要理清楚順序，否則就會(huì)導(dǎo)致母差保護(hù)裝置誤動(dòng)。首先，應(yīng)將母差保護(hù)裝置的“投檢修態(tài)”硬壓板投入；其次應(yīng)將保護(hù)裝置的功能軟壓板（差動(dòng)保護(hù)、失靈保護(hù)）全部退出；最后按直跳、組網(wǎng)和直采的順序拔掉母差保護(hù)裝置的所有尾纖。與線路保護(hù)裝置和主變保護(hù)裝置不同，檢修人員在對(duì)母差保護(hù)進(jìn)行邏輯校驗(yàn)時(shí)，只能通過(guò)繼電保護(hù)試驗(yàn)儀向母差保護(hù)裝置加入電流、電壓量和開(kāi)入量（斷路器和隔離開(kāi)關(guān)位置）信號(hào)；由于不能進(jìn)行帶開(kāi)關(guān)整租試驗(yàn)，要驗(yàn)證母差保護(hù)動(dòng)作的正確性，也只能通過(guò)繼電保護(hù)試驗(yàn)儀采集保護(hù)裝置的直跳開(kāi)出量。因此，需要拔掉母差保護(hù)裝置的所有尾纖。

三、對(duì)智能變電站繼電保護(hù)安全措施規(guī)范化的建議

1.“投檢修態(tài)”硬壓板

在智能變電站安全措施中“投檢修態(tài)”硬壓板非常重要，它是實(shí)現(xiàn)檢修設(shè)備與運(yùn)行設(shè)備邏輯隔離的有效手段。但是，在我們的實(shí)際檢修過(guò)程中，很多檢修人員為了方便，都是采用直接拔出光纖的方法來(lái)做安全措施。這種方法雖然是最簡(jiǎn)潔、有效的，但同時(shí)也有很多弊端（下文將詳細(xì)說(shuō)明）。另一個(gè)原因是，部分廠家的繼電保護(hù)試驗(yàn)儀設(shè)置檢修態(tài)的操作過(guò)程煩瑣，導(dǎo)致檢修人員對(duì)使用這種方法非常抵觸。我們希望繼電保護(hù)試驗(yàn)儀的生產(chǎn)廠家改善程序，尤其是對(duì)于檢修態(tài)的設(shè)置，最好是在主界面設(shè)置一個(gè)明確的檢修態(tài)選項(xiàng)，且不需要重復(fù)設(shè)置。當(dāng)檢修人員選定為檢修態(tài)時(shí)，使得每一次從SCD文件中導(dǎo)出的任何CID文件都自動(dòng)帶有檢修態(tài)標(biāo)識(shí)。這樣，才能使“投檢修態(tài)”硬壓板真正發(fā)揮其重要作用。

2.拔除光纖

在智能變電站中，由于GOOSE網(wǎng)絡(luò)的建立，使得我們?nèi)绻话纬龉饫w，就不能實(shí)現(xiàn)檢修設(shè)備和運(yùn)行設(shè)備的物理隔離。而為了使安全措施更加可靠，我們必然會(huì)頻繁拔出和插入光纖。由于尾纖接頭和設(shè)備光口十分脆弱，反復(fù)的插拔光纖必然會(huì)增大光衰甚至使光回路中斷，給設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)巨大隱患。所以，如非必要就盡量不要使用這種方法。

3.各軟壓板的投退

投退各項(xiàng)軟壓板能夠?yàn)闄z修設(shè)備和運(yùn)行設(shè)備之間提供邏輯斷開(kāi)點(diǎn)。到目前為止，各軟壓板的功能、定義和命名還沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)范，不同廠家的設(shè)備在軟壓板的設(shè)置上差異很大，而且大多數(shù)軟壓板的命名籠統(tǒng)，導(dǎo)致檢修人員和運(yùn)維人員操作極為不便。由于不能準(zhǔn)確掌握每一個(gè)軟壓板的功能和作用而導(dǎo)致事故的情況時(shí)有發(fā)生。去年，某220kV變電站220kV母差保護(hù)裝置在例檢完成后，投入軟壓板的過(guò)程中，由于運(yùn)維人員操作不當(dāng)而導(dǎo)致母差誤動(dòng)。在此，我們建議各廠家將軟壓板的名稱及功能進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范，尤其是重要的軟壓板要特別標(biāo)注，從而防止檢修人員和運(yùn)維人員在操作過(guò)程中因個(gè)人理解的偏差而導(dǎo)致事故的發(fā)生。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，目前智能變電站的運(yùn)維和檢修主要存在以下問(wèn)題：（1）不同廠家的設(shè)備對(duì)軟壓板命各不相同，導(dǎo)致運(yùn)維人員和檢修人員操作困難；（2）運(yùn)維和檢修智能變電站的技術(shù)力量較為薄弱。針對(duì)以上問(wèn)題，我們建議在設(shè)計(jì)、制造、施工及運(yùn)維、檢修方面統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，從而形成標(biāo)準(zhǔn)的安全措施作業(yè)規(guī)范。只有標(biāo)準(zhǔn)的作業(yè)規(guī)范形成后，才能從根本上提升檢修和運(yùn)維人員的技術(shù)水平。同時(shí)，這也是保證智能變電站運(yùn)維和檢修工作安全，推進(jìn)智能技術(shù)快速發(fā)展的有效措施。智能變電站是電網(wǎng)改造的大勢(shì)所趨，其繼電保護(hù)的安全措施尤為重要，我們必須排除一切障礙，使其不斷完善，從而推動(dòng)智能變電站技術(shù)不斷向前發(fā)展。

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