智能變電站擴(kuò)建線路不停電接入母差保護(hù)應(yīng)用研究

劉興勇 盧卓群 呂昕昕 薛超 李闊 劉丹

摘 要： 針對(duì)智能變電站擴(kuò)建線路工程，新增線路接入母差保護(hù)需要停電的問題，本文利用智能變電站光纖網(wǎng)絡(luò)及保護(hù)雙重化配置的特點(diǎn)，提出智能變電站擴(kuò)建線路不停電接入母差保護(hù)的策略，介紹了線路不停電接入母差的實(shí)施方案及相關(guān)安全措施。并以500kV利州變新增220kV利榆1、2號(hào)線擴(kuò)建工程為例，驗(yàn)證了擴(kuò)建線路不停電接入母差策略的有效性和可靠性。

關(guān)鍵詞： 智能變電站；不停電；母差保護(hù)

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

1引 言

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的快速推進(jìn)，智能變電站面臨大量的檢修任務(wù)，同時(shí)也面臨智能變電站擴(kuò)建及改造的需求。在智能變電站擴(kuò)建、改造過程中，涉及到站內(nèi)裝置配置文件的變化，導(dǎo)致相關(guān)二次設(shè)備和虛擬回路受到影響，設(shè)備影響范圍的確定和回路工作驗(yàn)證困難，大大増加了檢修、擴(kuò)建和改造工作的實(shí)施難度。目前，新增線路接入母差保護(hù)的方法為一次設(shè)備停電然后進(jìn)行施工和調(diào)試。但該方法不適用于樞紐變電站和重要負(fù)荷變電站。

針對(duì)上述問題，本文利用智能變電站光纖網(wǎng)絡(luò)及保護(hù)雙重化配置的特點(diǎn)，提出不停電的擴(kuò)建策略，并通過500kV利州智能變電站新建220kV利榆1、2號(hào)線間隔為例，探討了智能變電站擴(kuò)建線路間隔二次回路接入運(yùn)行回路時(shí)的實(shí)施方法、驗(yàn)證方法和二次安全管控方法。

2 擴(kuò)建線路不停電接入母差保護(hù)實(shí)施方案

該擴(kuò)建方案實(shí)施以一次設(shè)備不停電，第一套、第二套保護(hù)輪停方式進(jìn)行。輪停母線兩套保護(hù)，更改CID配置文件及調(diào)試。調(diào)試工作重點(diǎn)在于VLAN劃分及母線保護(hù)配置修改及接入，后臺(tái)、遠(yuǎn)動(dòng)、錄波器、信息子站及計(jì)量等工作基本與常規(guī)站相同。重點(diǎn)調(diào)試驗(yàn)收擴(kuò)建后的新SCD文件及新VLAN劃分不影響原有運(yùn)行間隔，即除220kV母線保護(hù)配置及VLAN需要改動(dòng)外，其余間隔設(shè)備的SCD文件及CID文件不能有任何改動(dòng)。

（1）SCD文件、VLAN變更及比對(duì)校驗(yàn)

a、SCD文件變更：增加擴(kuò)建間隔的通訊地址，包括MAC地址、APPID、VLAN、IP地址、優(yōu)先級(jí)等。虛端子連接，包括擴(kuò)建間隔的MU、智能終端、保護(hù)裝置、測(cè)控裝置及220kV母線保護(hù)間的虛端子連接。

b、VLAN劃分：按交換機(jī)端口劃分VLAN，包括新增交換機(jī)VLAN劃分，級(jí)聯(lián)交換機(jī)VLAN修改，確保與原有VLAN不沖突，VLAN地址的唯一性。

c、SCD文件比對(duì)校驗(yàn)

新增間隔的二次部分接入系統(tǒng)時(shí)，SCD文件需要發(fā)生變動(dòng)，變動(dòng)部分包括SCD文件的通訊地址部分（新增間隔的MU、智能終端、保護(hù)裝置、測(cè)控裝置）。此項(xiàng)工作不需要任何措施，可利用比對(duì)軟件進(jìn)行比對(duì)校驗(yàn)，亦可人工比對(duì)校驗(yàn)。

（2）線路保護(hù)調(diào)試

線路保護(hù)為直采直跳方式，MU、智能終端、保護(hù)裝置通過光纖直連后，按智能變電站220kV線路保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行調(diào)試，包括與對(duì)端保護(hù)聯(lián)調(diào)。

（3）網(wǎng)分、錄波器、PMU及信息子站調(diào)試

網(wǎng)分、錄波器、PMU、信息子站新增220kV線路配置，檢驗(yàn)各間隔接收信息是否正確，包括原有間隔。原有間隔可采用運(yùn)行信息檢驗(yàn)。

（4）站內(nèi)信息聯(lián)調(diào)

過程層組網(wǎng)調(diào)試、監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)及接線圖繪制完成后，對(duì)新增間隔進(jìn)行站內(nèi)信息聯(lián)調(diào)，包括遙測(cè)、遙信、遙控功能調(diào)試。

（5）遠(yuǎn)動(dòng)信息聯(lián)調(diào)

新增信息點(diǎn)表獲批后，逐臺(tái)修改遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)配置，保證站內(nèi)信息不失去調(diào)控監(jiān)控。與省調(diào)、分調(diào)對(duì)新增間隔進(jìn)行信息聯(lián)調(diào)，工作前要開具自動(dòng)化檢修票。

（6）過程層組網(wǎng)、220kV母線保護(hù)配置修改及調(diào)試

過程層組網(wǎng)時(shí)，需要將級(jí)聯(lián)光纜接入預(yù)定中心交換機(jī)，220kV母線保護(hù)中新增線路的直采直跳光纜需要接入，錄波器光纜接入，完成物理鏈路組網(wǎng)。擴(kuò)建間隔裝置及交換機(jī)接入過程層交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)對(duì)新增交換機(jī)和級(jí)聯(lián)交換機(jī)VLAN進(jìn)行劃分，交換機(jī)更改VLAN需重新上電。為確保不影響運(yùn)行設(shè)備，逐網(wǎng)劃分VLAN。VLAN修改時(shí)B網(wǎng)先實(shí)施，無異常后再修改A網(wǎng)VLAN。

3擴(kuò)建線路不停電接入母差保護(hù)技術(shù)在利州變電站中的應(yīng)用

利州500kV變電站為智能變電站，二次系統(tǒng)采用三層兩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，220kV母線保護(hù)及各間隔保護(hù)采用直采直跳方式。本期擴(kuò)建220kV出線2回，分別為220kV利榆1線和220kV利榆2線，為榆州220kV新一代智能變電站供電。

500kV利州變電站各220kV間隔保護(hù)、合并單元、智能終端均采用雙重化配置。220kV母線保護(hù)雙重化配置，具備母差、失靈、母聯(lián)失靈、和母聯(lián)充電等保護(hù)功能。母線保護(hù)對(duì)母線上所有220kV線路采取SV直接采樣，GOOSE直接跳閘模式，母線保護(hù)與其他保護(hù)裝置之間的聯(lián)閉鎖信號(hào)（啟動(dòng)失靈、母聯(lián)分段斷路器過流保護(hù)啟動(dòng)失靈、主變保護(hù)動(dòng)作解除電壓閉鎖等）采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸。

新擴(kuò)建220kV線路，220kV母線保護(hù)需要重新修改裝置的CID文件（裝置的IED實(shí)例配置文件），修改配置文件需要利用比對(duì)軟件進(jìn)行新舊文件的比對(duì)，確保只增加了新建間隔相關(guān)回路，不改變?cè)募某绦蚝捅Ｗo(hù)功能。確保其它運(yùn)行間隔的配置保持不變，母線保護(hù)裝置的檢修機(jī)制不變，母線保護(hù)出口跳閘回路與GOOSE出口軟壓板對(duì)應(yīng)關(guān)系保持不變。新間隔接入母差保護(hù)可以采用輪停母線保護(hù)修改CID配置文件，單機(jī)調(diào)試母線保護(hù)，不停電進(jìn)行母差保護(hù)的運(yùn)行間隔驗(yàn)證的方式進(jìn)行。其他涉及到母線保護(hù)配置更改的工作如線路保護(hù)換型等也需要進(jìn)行以上試驗(yàn)驗(yàn)證。

3.1母線保護(hù)的CID文件更改及單機(jī)調(diào)試

（1）抄錄運(yùn)行數(shù)據(jù)：母線保護(hù)停用之前記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)，與CID文件修改后的運(yùn)行狀態(tài)比對(duì)保持一致。如：保護(hù)裝置軟件版本及校驗(yàn)碼，保護(hù)裝置交流采樣各支路分相電流、母線電壓，保護(hù)定值清單。

（2）操作停用母線保護(hù)：投入母線保護(hù)檢修硬壓板，退出母差保護(hù)所有的GOOSE出口跳閘軟壓板，GOOSE啟失靈軟壓板，SV間隔投入壓板，母差失靈保護(hù)功能軟壓板。

（3）母線保護(hù)單機(jī)調(diào)試的安全措施：除檢修機(jī)制和軟壓板這兩重安全措施之外，本次工作為保證調(diào)試的安全性還增加了第三重安全防范措施斷開相關(guān)光纖鏈路。拔掉母線保護(hù)所有的出口跳閘直連TX光纖（此時(shí)母差保護(hù)會(huì)依次發(fā)各間隔GOOSE斷鏈告警信號(hào)），拔掉GOOSE組網(wǎng)TX、RX光纖（各間隔保護(hù)會(huì)發(fā)GOOSE斷鏈告警信號(hào)，不閉鎖保護(hù)），拔掉SV直采RX光纖（母差保護(hù)會(huì)發(fā)SV斷鏈信號(hào)）。

（4）母線保護(hù)CID文件更改：母線保護(hù)停用并做好相關(guān)調(diào)試安全措施后，進(jìn)行原文件的上傳、修改、下載及保護(hù)裝置斷電重啟，保證在母差保護(hù)CID文件中僅僅增加新建間隔內(nèi)容，由相關(guān)軟件自動(dòng)完成程序解析下載，不允許人為手動(dòng)修改，不更改原文件中其他內(nèi)容。為確保文件更改的正確性，需利用解析工具及畫面截取的方法比對(duì)新文件與原文件，確定新文件中除增加新建間隔內(nèi)容外無其他任何改變。

（5）母線保護(hù)單機(jī)調(diào)試：檢查母線保護(hù)邏輯功能（母線差動(dòng)保護(hù)、母聯(lián)死區(qū)保護(hù)、母聯(lián)失靈保護(hù)、母聯(lián)充電保護(hù)、母聯(lián)過流保護(hù)、線路失靈保護(hù)、PT斷線等功能）。按照新的CID文件的配置及虛端子檢查所有的SV輸入、GOOSE輸入輸出動(dòng)作行為、相關(guān)聯(lián)壓板的對(duì)應(yīng)性，檢修機(jī)制等。

3.2 220kV母差保護(hù)CID配置文件修改后新建間隔的母線保護(hù)相關(guān)回路試驗(yàn)

新建220kV線路間隔，二次設(shè)備增加雙套線路保護(hù)、合并單元、智能終端，單套測(cè)控等。按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范及調(diào)試規(guī)范進(jìn)行新增合并單元、智能終端、保護(hù)測(cè)控等設(shè)備的單體功能調(diào)試及分系統(tǒng)調(diào)試。最后在申請(qǐng)輪停母線保護(hù)后，修改母線保護(hù)CID文件僅增加新建部分內(nèi)容。做好相關(guān)安全措施，將新建智能電子設(shè)備置于“檢修”狀態(tài)與母線保護(hù)“檢修”狀態(tài)保持一致，斷開新增二次回路到運(yùn)行設(shè)備的SV、GOOSE發(fā)送、訂閱軟壓板聯(lián)系，為保證可以斷開到運(yùn)行設(shè)備之間光纖鏈路的物理聯(lián)系。在智能控制柜合并單元端子上通入交流模擬量，在智能終端端子上模擬開關(guān)量信號(hào)進(jìn)行新建間隔的智能電子設(shè)備與母差保護(hù)之間的分系統(tǒng)調(diào)試及帶斷路器的跳合閘試驗(yàn)。

此次500kV利州變電站220kV間隔擴(kuò)建的工程實(shí)踐，采取僅輪停母線保護(hù)修改CID文件進(jìn)行比對(duì)，基于智能變電站雙重化配置，相互獨(dú)立的優(yōu)越性，不影響一次設(shè)備的正常運(yùn)行，僅輪停運(yùn)行間隔進(jìn)行聯(lián)調(diào)母線保護(hù)的試驗(yàn)方式。在進(jìn)行單機(jī)調(diào)試及分系通聯(lián)調(diào)試時(shí)都采取了至少3～4條安全措施：檢修機(jī)制；SV、GOOSE軟壓板的控制；斷開與運(yùn)行設(shè)備有聯(lián)系的光纖鏈路；斷開與運(yùn)行設(shè)備的電纜聯(lián)系。

4 結(jié) 論

本文介紹了擴(kuò)建線路不停電接入母差保護(hù)技術(shù)在智能變電站中的應(yīng)用。以常規(guī)采樣、GOOSE跳閘模式的智能變電站為例，分析了智能變電站220kV母差保護(hù)不停電擴(kuò)建的方案。并以500kV利州變新增220kV利榆1、2號(hào)線擴(kuò)建工程為例，驗(yàn)證220kV擴(kuò)建線路不停電接入母差保護(hù)策略的正確性和相關(guān)安全措施的可靠性。

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