數(shù)字化變電站運行檢修方案

高偉偉

摘要：電力系統(tǒng)已成為支撐我國社會經(jīng)濟發(fā)展的系統(tǒng)工程，尤其是電力系統(tǒng)中的變電站部分，承擔著轉換、集中和分配電能電壓和電流的重要功能，特別是隨著電力系統(tǒng)數(shù)字化和智能化水平的不斷提高，使變電站具備數(shù)字化特征已成為電力系統(tǒng)發(fā)展的大趨勢，需要得到電力企業(yè)和有關部門的高度重視。

關鍵詞：數(shù)字化;變電站運行;檢修方案

1 智能變電站繼電保護系統(tǒng)主要設備

（1）智能變電站繼電保護系統(tǒng)主要包括：合并單元、繼電保護裝置（含故障錄波器）、智能終端、過程層網(wǎng)絡、跳合閘二次回路、縱聯(lián)通道及接口設備等。站內(nèi)還配有網(wǎng)絡報文記錄分析裝置等輔助設備。

（2）合并單元用于接收互感器傳變后的電壓、電流量，并對其進行相關處理，通過光纖將電壓、電流的采樣值傳輸至保護、故障錄波、測控等二次設備。

（3）智能終端主要用于接收保護、測控等二次設備發(fā)出的跳合閘GOOSE報文指令，解析指令后實現(xiàn)對斷路器、隔離開關的分合控制;同時將一次設備的狀態(tài)量（如斷路器位置等）上送保護和測控等二次設備。智能終端與保護、測控采用光纖連接，與一次設備采用電纜連接，可實現(xiàn)常規(guī)變電站內(nèi)斷路器操作箱的功能。

（4）智能變電站保護裝置與傳統(tǒng)站保護的作用相同，由于新增了合并單元和智能終端等智能二次設備，故保護相關回路的實現(xiàn)方式與傳統(tǒng)站存在差異。

（5）智能變電站的過程層設備主要有合并單元、智能終端，間隔層設備主要包含保護裝置等二次設備。過程層網(wǎng)絡（SV網(wǎng)、GOOSE網(wǎng)）由過程層設備、間隔層設備、過程層交換機及光纖構成，實現(xiàn)過程層與間隔層設備之間、間隔層與間隔層設備之間的信息交互。

二、裝置運行狀態(tài)劃分及要求1.繼電保護裝置有投入、退出和信號三種狀態(tài)。

1.1投入狀態(tài)是指裝置交流采樣輸入回路及直流回路正常，裝置SV軟壓板投入、主保護及后備保護功能軟壓板投入，跳閘、啟動失靈、重合閘等GOOSE接收及發(fā)送軟壓板投入，檢修硬壓板退出。

1.2退出狀態(tài)是指裝置交流采樣輸入回路及直流回路正常，裝置SV軟壓板退出、主保護及后備保護功能軟壓板退出，跳閘、啟動失靈、重合閘等GOOSE接收及發(fā)送軟壓板退出，檢修硬壓板投入。

1.3信號狀態(tài)是指裝置交流采樣輸入回路及直流回路正常，裝置SV軟壓板投入、主保護及后備保護功能軟壓板投入，跳閘、啟動失靈、重合閘等GOOSE發(fā)送軟壓板退出，檢修硬壓板退出。當裝置需要進行試運行觀察時，一般投信號狀態(tài)。

2.智能終端有投入和退出兩種狀態(tài)。

2.1投入狀態(tài)是指裝置直流回路正常，跳合閘出口硬壓板投入，檢修硬壓板退出。

2.2退出狀態(tài)是指裝置直流回路正常，跳合閘出口硬壓板退出，檢修硬壓板投入。

3.合并單元有投入和退出兩種狀態(tài)。3.1投入狀態(tài)是指裝置交流采樣、直流回路正常，檢修硬壓板退出。

3.2退出狀態(tài)是指裝置交流采樣、直流回路正常，檢修硬壓板投入。

4.運行中一般不單獨退出合并單元、過程層網(wǎng)絡交換機。必要時，根據(jù)其影響程度及范圍在現(xiàn)場做好相關安全措施后，方可退出。

5.一次設備處于運行狀態(tài)或熱備用狀態(tài)時，相關合并單元、保護裝置、智能終端等設備應處于投入狀態(tài);一次設備處于冷備用狀態(tài)或檢修狀態(tài)時，上述設備均應處于退出狀態(tài)。一、二次設備運行狀態(tài)對應情況見表1。

6.一次設備狀態(tài)發(fā)生變化時，調(diào)控分中心直調(diào)設備應由現(xiàn)場運維人員根據(jù)一、二次設備狀態(tài)對應要求自行投退保護及相關設備;其他調(diào)度單位調(diào)管設備根據(jù)相應規(guī)定執(zhí)行。

7.一次設備狀態(tài)不變，需單獨改變保護裝置運行狀態(tài)時，應經(jīng)調(diào)度許可。

8.保護裝置檢修時，在做好現(xiàn)場安全措施的情況下，現(xiàn)場可根據(jù)工作需要自行改變其狀態(tài)。工作結束后，現(xiàn)場應將裝置恢復至原狀態(tài)。

三、智能變繼電保護系統(tǒng)檢修機制智能變電站通過判斷保護裝置、合并單元、智能終端各自檢修硬壓板的投退狀態(tài)一致性，實現(xiàn)特有的檢修機制。

檢修機制：裝置檢修硬壓板投入時，其發(fā)出的SV、GOOSE報文均帶有檢修品質(zhì)標識，接收端設備將收到的報文檢修品質(zhì)標識與自身檢修硬壓板狀態(tài)進行比較判斷，僅在兩者檢修狀態(tài)一致或上一級未置檢修時，對報文做有效處理。

1.檢修機制中SV報文的處理方法1.1當合并單元檢修硬壓板投入時，發(fā)送的SV報文中采樣值數(shù)據(jù)的品質(zhì)q的“Test位”置“1”。

1.2保護裝置將接收的SV報文中的“Test位”與裝置自身的檢修硬壓板狀態(tài)進行比較，只有兩者一致時才將該數(shù)據(jù)用于保護邏輯，否則不參與邏輯計算。SV檢修機制示意見表2。

2.檢修機制中GOOSE報文的處理方法2.1當裝置檢修硬壓板投入時，裝置發(fā)送的GOOSE報文中的“Test位”置“1”。

2.2裝置將接收的GOOSE報文中的“Test位”與裝置自身的檢修硬壓板狀態(tài)進行比較，僅在兩者一致時才將信號作為有效報文進行處理。GOOSE檢修機制示意見表3。

六、運行操作原則及注意事項1.處于“投入”狀態(tài)的合并單元、保護裝置、智能終端禁止投入檢修硬壓板。

（1）誤投合并單元檢修硬壓板，保護裝置將閉鎖相關保護功能;

（2）誤投智能終端檢修硬壓板，保護裝置跳合閘命令將無法通過智能終端作用于斷路器;

（3）誤投保護裝置檢修硬壓板，保護裝置將被閉鎖。2.合并單元檢修硬壓板操作原則（1）操作合并單元檢修硬壓板前，應確認所屬一次設備處于檢修狀態(tài)或冷備用狀態(tài)，且所有相關保護裝置的SV軟壓板已退出，特別是仍繼續(xù)運行的保護裝置。

（2）一次設備不停電情況下進行合并單元檢修時，應在對應的所有保護裝置處于“退出”狀態(tài)后，方可投入該合并單元檢修硬壓板。

3.智能終端檢修硬壓板操作原則（1）操作智能終端檢修硬壓板前，應確認所屬斷路器處于分位，且所有相關保護裝置的GOOSE接收軟壓板已退出，特別是仍繼續(xù)運行的保護裝置。

（2）一次設備不停電情況下進行智能終端檢修時，應確認該智能終端跳合閘出口硬壓板已退出，且同一設備的兩套智能終端之間無電氣聯(lián)系后，方可投入該智能終端檢修硬壓板。

4.保護裝置檢修硬壓板操作前，應確認與其相關的在運保護裝置所對應的GOOSE接收、GOOSE發(fā)送軟壓板已退出。

5.斷路器檢修時，應退出在運保護裝置中與該斷路器相關的SV軟壓板和GOOSE接收軟壓板。

6.操作保護裝置SV軟壓板前，應確認對應的一次設備已停電或保護裝置GOOSE發(fā)送軟壓板已退出。否則，誤退保護裝置“SV軟壓板”，可能引起保護誤、拒動。

7.一次設備停電時，智能變電站繼電保護系統(tǒng)退出運行宜按以下順序進行操作：

（1）退出智能終端跳合閘出口硬壓板;（2）退出相關保護裝置跳閘、啟動失靈、重合閘等GOOSE發(fā)送軟壓板;

（3）退出保護裝置功能軟壓板;（4）退出相關保護裝置失靈、遠傳等GOOSE接收軟壓板;（5）退出與待退出合并單元相關的所有保護裝置SV軟壓板;（6）投入智能終端、保護裝置、合并單元檢修硬壓板。8.一次設備送電時，智能變電站繼電保護系統(tǒng)投入運行宜按以下順序進行操作：

（1）退出合并單元、保護裝置、智能終端檢修硬壓板;（2）投入與待運行合并單元相關的所有保護裝置SV軟壓板;（3）投入相關保護裝置失靈、遠傳等GOOSE接收軟壓板;（4）投入保護裝置功能軟壓板;（5）投入相關保護裝置跳閘、啟動失靈、重合閘等GOOSE發(fā)送軟壓板;

（6）投入智能終端跳合閘出口硬壓板。

9.當單獨退出保護裝置的某項保護功能時，操作原則如下：（1）退出該功能獨立設置的出口GOOSE發(fā)送軟壓板;（2）無獨立設置的出口GOOSE發(fā)送軟壓板時，退出其功能軟壓板;

（3）不具備單獨投退該保護功能的條件時，可退出整裝置。

10.保護裝置退出時，一般不應斷開保護裝置及相應合并單元、智能終端、交換機等設備的直流電源。

11.線路縱聯(lián)保護裝置如需停用直流電源，應在兩側縱聯(lián)保護退出后，再停用直流電源。

12.雙重化配置的智能終端，當單套智能終端退出運行時，應避免斷開合閘回路直流操作電源。如因工作需要確需斷開合閘回路直流操作電源時，應停用該斷路器重合閘。

13.一次設備檢修時，宜按照如下規(guī)則投退壓板：

（1）線路間隔檢修，退出本間隔線路保護功能壓板和GOOSE發(fā)送壓板，SV接收壓板，投入線路保護和測控檢修壓板，投入合并單元和智能終端檢修壓板，退出智能終端出口壓板;對于母差保護，需經(jīng)定值退出對應間隔，退出對應間隔GOOSE和SV接收壓板。

（2）主變間隔檢修，退出主變保護功能壓板和GOOSE發(fā)送壓板，SV接收壓板，投入保護和測控檢修壓板，投入合并單元和智能終端檢修壓板，退出智能終端出口壓板;對于母差保護，需經(jīng)定值退出對應間隔，退出對應間隔GOOSE和SV接收壓板。如果是多側主變檢修某一側，則退出對應側的后備保護壓板和GOOSE發(fā)送壓板，SV接收壓板，投入對應側合并單元和智能終端檢修壓板，退出智能終端出口壓板。

14.一次設備正常運行，僅二次設備檢修時，宜按照如下規(guī)則投退壓板：

（1）線路保護檢修，雙套保護配置時宜按套檢修，另一套正常運行。對第一套設備，投入保護檢修壓板和模擬接收壓板，退出保護GOOSE發(fā)送壓板，退出本套智能終端出口壓板，可對保護進行單獨校驗。

（2）主變保護檢修，雙套保護配置時宜按套檢修，另一套正常運行。對第一套設備，投入保護檢修壓板和模擬接收壓板，退出保護GOOSE發(fā)送壓板，退出本套智能終端出口壓板，可對保護進行單獨校驗。

（2）母差保護檢修，雙套保護配置時宜按套檢修，另一套正常運行。對第一套設備，投入保護檢修壓板和模擬接收壓板，退出保護GOOSE發(fā)送壓板，退出本套智能終端出口壓板，可對保護進行單獨校驗。

七、裝置告警信息及處理原則1.智能變電站的保護裝置、合并單元、智能終端具有較強的自檢功能，實時監(jiān)視自身軟硬件及通信的狀態(tài)。發(fā)生異常時，裝置指示燈將有相應顯示，并報出告警信息。一些異常將造成保護功能閉鎖。

2.保護裝置、合并單元、智能終端出現(xiàn)異常后，現(xiàn)場應立即檢查并記錄裝置指示燈與告警信息，判斷影響范圍和故障部位，采取有效防范措施，及時匯報和處理。

3.現(xiàn)場應重視分析和處理運行中反復出現(xiàn)并自行復歸的異常告警信息，防止設備缺陷帶來的安全隱患。

4.當保護裝置出現(xiàn)異常告警信息，應檢查和記錄裝置運行指示燈和告警報文，根據(jù)信息內(nèi)容判斷異常情況對保護功能的影響，必要時應退出相應保護功能。

（1）保護裝置報出SV異常等相關采樣告警信息后，若失去部分或全部保護功能，現(xiàn)場應退出相應保護。同時，檢查合并單元運行狀態(tài)、合并單元至保護裝置的光纖鏈路、保護裝置光纖接口等相關部件。

（2）保護裝置報出GOOSE異常等相關告警信息后，應先檢查告警裝置運行狀態(tài)，判斷異常產(chǎn)生的影響，采取相應措施，再檢查發(fā)送端保護裝置、智能終端以及GOOSE鏈路光纖等相關部件。

（3）保護裝置出現(xiàn)軟、硬件異常告警時，應檢查保護裝置指示燈及告警報文，判斷裝置故障程度，若失去部分或全部保護功能，現(xiàn)場應退出相應保護。

5.合并單元出現(xiàn)異常告警信息后，應檢查合并單元指示燈，判斷異常對相關保護裝置的影響，必要時退出相應保護功能。

（1）出現(xiàn)同步異常時，應重點檢查站內(nèi)對時系統(tǒng)。（2）出現(xiàn)采樣異常時，利用網(wǎng)絡報文記錄分析裝置檢查合并單元發(fā)送采樣值是否正常，結合相關保護裝置SV告警信息進行綜合判斷。另外，還應檢查上一級級聯(lián)合并單元運行狀態(tài)。

（3）出現(xiàn)GOOSE開入量異常告警時，應檢查GOOSE鏈路、相關交換機、GOOSE發(fā)送端智能終端等設備。

6.智能終端出現(xiàn)異常告警信息后，應檢查智能終端指示燈，判斷智能終端能否正常跳、合閘，根據(jù)結果采取相應措施。

（1）出現(xiàn)GOOSE斷鏈異常告警時，應檢查GOOSE鏈路、相關交換機、GOOSE發(fā)送端保護裝置等設備。

（2）“控制回路斷線”告警信息由智能終端負責上送監(jiān)控，運行中出現(xiàn)此信息時，應檢查跳、合閘相關二次回路，通知專業(yè)人員立即處理。

7.光纖鏈路異常告警信息由接收端設備發(fā)出。光纖鏈路異常時，應檢查告警裝置對應光接口通信監(jiān)視燈，再檢查鏈路相關的合并單元、保護裝置、智能終端、交換機、對時裝置等設備以及其光接口通信狀態(tài)，綜合判斷鏈路異常的故障位置。

八、簡要調(diào)試流程

1.設備安裝，包括保護測控組屏，智能終端合并單元組屏，電纜鋪設與安裝，光纜鋪設與安裝，后臺安裝。

2.信息集成與裝置配置，根據(jù)工程實際需求，按照一二次圖紙，使用相關組態(tài)軟件，對保護，測控，智能終端，合并單元進行配置，生成工程配置文件。包括常規(guī)功能配置，開入開出配置，采樣配置，然后根據(jù)配置情況使用集成工具完成不同IED設備間的虛端子連線，生成配置產(chǎn)物下載到各IED設備。

3.鏈路通訊調(diào)試，各IED設備如有接收GOOSE或者SV，則投入對應接收軟壓板，裝置可監(jiān)視相關接收鏈路，如鏈路不通則會有鏈路斷鏈告警，可使用抓包軟件抓包測試，檢查光纖連接是否正常，檢查配置是否匹配。

4.交換機VLAN配置，根據(jù)需求對交換機進行VLAN配置。

5.保護單體調(diào)試，可使用數(shù)字化試驗儀模擬相關SV和GOOSE數(shù)據(jù)發(fā)送給保護，監(jiān)視保護GOOSE出口，進行保護功能校驗。

5.保護和測控功能與虛端子回路校驗，可通過合并單元加量，對保護各項功能進行測試，同時監(jiān)視智能終端出口，對測控功能（包括遙控，遙測，遙信，聯(lián)鎖等）進行測試。

6.后臺信號測試，后臺監(jiān)視保護，測控，智能終端，合并單元等設備的信號，可依次進行測試校驗。測試后臺其他功能，如報告記錄，歷史事件，故障錄波等。

參考文獻：

[1]魏振宇.傳統(tǒng)變電站檢修向數(shù)字化變電站狀態(tài)檢修轉變[J].山西農(nóng)經(jīng)，2016（16）：79-79.