智能變電站的繼電保護(hù)措施分析

張巧鳳

摘要：智能變電站在組成結(jié)構(gòu)上與常規(guī)變電站有很大的差異。在改擴(kuò)建、檢修維護(hù)中實(shí)施檢修、調(diào)試設(shè)備與運(yùn)行設(shè)備的安全隔離，采取更優(yōu)的隔離方案是繼電保護(hù)專業(yè)值得探討并逐漸完善的課題。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護(hù);安全隔離

1引言

與常規(guī)變電站相比，智能變電站把組成繼電保護(hù)的測量部分、執(zhí)行部分從裝置上獨(dú)立出來，由單獨(dú)的合并單元及智能終端來實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)測量功能和執(zhí)行功能，繼電保護(hù)僅保留了原邏輯部分的功能。同時合并單元及智能終端還負(fù)責(zé)其他保護(hù)、測控、計量的采集和控制。智能變電站還用光纜代替了原來裝置與裝置之間的電纜連接，由端子排、接線端子的實(shí)回路變成了由過程層網(wǎng)絡(luò)、站控層網(wǎng)絡(luò)傳送SV， GOOSE， MMS信號構(gòu)成的虛端子、虛回路。與原來實(shí)回路的無法監(jiān)視回路的狀態(tài)相比，虛回路則具有鏈路完好性的監(jiān)視，更利于發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。智能變電站在采集方式上與常規(guī)站相比有下列幾種類型：

（1）應(yīng)用電子式互感器進(jìn)行采樣。

（2）常規(guī)互感器十合并單元進(jìn)行采樣。

（3）常規(guī)互感器+保護(hù)直接采樣。此采樣方式將合并單元取消，

通過保護(hù)裝置對常規(guī)互感器進(jìn)行直接采樣。這種方式與常規(guī)站采集方式相同，主要針對新建的330 kV及以上和涉及系統(tǒng)穩(wěn)定的220 kV智能變電站。這種方式在系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性及故障處理的安全上來

說更有保障。

智能化變電站的出口跳閘方式也和傳統(tǒng)變電站不同，和以往保護(hù)所采取的接點(diǎn)直接跳閘方式進(jìn)行比較，智能化變電站除非電氣量保護(hù)采用電纜直接跳閘外，主要的繼電保護(hù)裝置都通過直跳GOOSE信號將“跳閘命令”發(fā)送至智能終端，備自投或需要聯(lián)跳的裝置則通過組網(wǎng)GOOSE發(fā)出跳閘信號。在運(yùn)行的可靠性和可監(jiān)測上來說更具優(yōu)勢。

智能變電站獨(dú)立合并單元采集方式及智能終端的統(tǒng)一執(zhí)行，決定了智能變繼電保護(hù)裝置在現(xiàn)場工作中與常規(guī)站不同安全措施實(shí)施的方式。

2現(xiàn)場作業(yè)對運(yùn)行設(shè)備的影響

變電站繼電保護(hù)的正常運(yùn)行是電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行很重要的一環(huán)，而采取有效的試驗(yàn)手段保證繼電保護(hù)裝置測量、邏輯以及執(zhí)行回路的正確性也是滿足繼電保護(hù)“四性”原則的基本要求。對于智能變電站而言，需要在繼電保護(hù)邏輯功能正確的前提下，繼電保護(hù)信息也就是設(shè)備之間信息的有效交換也是現(xiàn)場試驗(yàn)的重點(diǎn)。根據(jù)不同繼電保護(hù)作業(yè)會產(chǎn)生不同的危險點(diǎn)。（1） SCD文件修改、實(shí)時庫修改。主要是改擴(kuò)建、二次保護(hù)設(shè)備更換、裝置模烈文件變化，虛端子、虛回路發(fā)生變化，才需要修改SCD文件。SCD文件由集成商協(xié)同設(shè)計院完成配置，并與原SCD文件比對、確認(rèn)正確后導(dǎo)出新間隔的CID文件下裝至對應(yīng)的智能裝置。SCD文件的修改應(yīng)確認(rèn)變更部分不會影響其他無關(guān)運(yùn)行設(shè)備，并對相關(guān)裝置的虛端子及虛回路的完備性、正確性進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)時庫的“四遙”點(diǎn)位順序也要一一核實(shí)無誤，防止誤操作運(yùn)行設(shè)備。（2）過程層網(wǎng)絡(luò)、站控層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接入。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安裝也只針對

改擴(kuò)建I程。全站GOOSE交換機(jī)端口按變電站遠(yuǎn)景規(guī)模分配，交換機(jī)屏柜上應(yīng)粘貼端口圖實(shí)際對應(yīng)表，并注明調(diào)試端口。全站繼電保護(hù)IED裝置的IP地址、子網(wǎng)掩碼、MAC地址、交換機(jī)的IP地址等按變電站遠(yuǎn)景規(guī)模分配，由繼電保護(hù)專業(yè)管理部門統(tǒng)一管理。如果在間隔擴(kuò)建時需要重新進(jìn)行VLAN劃分，對運(yùn)行變電站來說很難有調(diào)試的條件，應(yīng)盡量避免這種情況的發(fā)生。（3）合并單元、智能終端的調(diào)試。合并單元的調(diào)試包括合并單元測量精度，電壓切換試驗(yàn)、電壓并列試驗(yàn)（電壓強(qiáng)制）、和母線合并單元級聯(lián)采樣延時及誤差、發(fā)送至間隔保護(hù)裝置、母差失靈保護(hù)、穩(wěn)控裝置、電度表以及其他組網(wǎng)采集裝置

的SV電壓電流采樣延時及誤差。合并單元級聯(lián)采樣調(diào)試時，配合調(diào)試的母線合并單元需要退出運(yùn)行，并且母線合并單元的電壓回路帶電，可能造成電壓回路短路。智能終端的試驗(yàn)有保護(hù)、測控發(fā)送的合閘、單相跳閘、三相跳閘、永跳命令GOOSE接收，間隔斷路器、隔離開關(guān)位置、斷路器壓力閉鎖信號等GOOSE發(fā)送虛回路的正確性。可能會因試驗(yàn)時斷路器、隔離刀閘、跳閘信號的變位引起備自投、母差失靈保護(hù)邏輯上的誤判斷報警甚至誤跳閘。（4）間隔保護(hù)裝置調(diào)試、母差失靈保護(hù)、備自投等裝置的接入調(diào)試。間隔保護(hù)裝置進(jìn)行邏輯試驗(yàn)時會發(fā)送啟動失靈、閉鎖備自投等GOOSE開出;母差失靈保護(hù)、備自投裝置試驗(yàn)會發(fā)送跨間隔的GOOSE跳閘信號。有別于常規(guī)保護(hù)使用模擬繼保校驗(yàn)儀，智能化保護(hù)裝置調(diào)試使用數(shù)字式的繼保校驗(yàn)儀。

3繼電保護(hù)安全措施及調(diào)試方案

以某雙母線接線方式220 kV變電站擴(kuò)建、220kV線路間隔第一套合并單元、保護(hù)裝置調(diào)試為例，采用SV采樣、GOOSE跳閘模式的典括犧己置及其網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系示意圖1所示。

為保證調(diào)試工作的順利開展，作業(yè)前認(rèn)真分析每一項試驗(yàn)影響的回路及保護(hù)設(shè)備，根據(jù)保護(hù)裝置壓板及控制字的設(shè)置情況，采取可靠的隔離措施。

試驗(yàn)前完成變電站配置描述文件SCD的修改，跟修改前比對無誤，導(dǎo)出了各設(shè)備的CID文件并下裝至線路各對應(yīng)裝置：完成線路智能設(shè)備的組網(wǎng)，母線合并單元、母差失靈保護(hù)、穩(wěn)控裝置等設(shè)備光纖先不接入：完成合并單元的單體調(diào)試及與一次設(shè)備的電流、電壓采樣試驗(yàn)，智能終端的單體調(diào)試。

測控保護(hù)裝置單體調(diào)試：合并單元、測控保護(hù)裝置、智能終端聯(lián)動試驗(yàn)，完成線路斷路器、隔離開關(guān)等設(shè)備的位置及相關(guān)信號、遙測、遙控試驗(yàn)試驗(yàn)，斷路器閉鎖回路及閉鎖重合閘等回路試驗(yàn)。因過程層光纜還沒接入，并且母差失靈保護(hù)等裝置配置還沒下裝，故母差失靈保護(hù)、穩(wěn)控裝置等公用裝置均不用做安全措施。

與線路合并單元I級聯(lián)采樣試驗(yàn)。母線合并單元在新投時一般將所有級聯(lián)口配置為滿發(fā)，在準(zhǔn)備階段應(yīng)對設(shè)計的備用級聯(lián)口進(jìn)行報文監(jiān)測，如報文發(fā)送正常，接入線路合并單元I來的級聯(lián)光纜，線路合并單元應(yīng)有電壓數(shù)字量輸入。調(diào)試時母線合并單元I不必停用，但調(diào)試需結(jié)合220 kV母線停電進(jìn)行，否則會造成和試驗(yàn)電壓回路有影響的所有保護(hù)裝置的臨時停用。設(shè)計級聯(lián)口在新投時沒設(shè)置發(fā)送，則需要停用該母線合并單元，同時還要停用與該母線合并單元級聯(lián)的其他所有間隔合并單元相關(guān)對電壓回路敏感的保護(hù)裝置（退出保護(hù)出口GOOSE發(fā)送軟壓板、啟動失靈GOOSE軟壓板，加用保護(hù)裝置檢修壓板）。然后母線合并單元下配置、級聯(lián)回路試驗(yàn)。

線路接入母差失靈保護(hù)、穩(wěn)控裝置試驗(yàn)。220kV母差失靈保護(hù)一般雙重化配置，線路第一套設(shè)備接入試驗(yàn)時，只需停用第一套母差失靈保護(hù)（穩(wěn)控裝置），另一套母差失靈保護(hù)繼續(xù)運(yùn)行。試驗(yàn)時停用第一套母差失靈保護(hù)除接入線路外其他間隔跳閘GOOSE發(fā)送軟壓板、投裝置檢修壓板。然后對母差失靈保護(hù)下裝配置文件，分別對裝置進(jìn)行線路SV采樣、GOOSE開入量、線路保護(hù)I啟動失靈GOOSE開入及母差失靈保護(hù)GOOSE出口跳閘回路驗(yàn)證性試驗(yàn)，試驗(yàn)時第一套母差失靈保護(hù)該線路SV接收軟壓板、GOOSE接收軟壓板、GOOSE發(fā)送軟壓板、該線路啟動失靈GOOSE接收軟壓板、線路第一套保護(hù)啟動失靈GOOSE發(fā)送軟壓板均需加用。

智能化繼電保護(hù)裝置的安全隔離措施一般采用投入檢修壓板，退出裝置軟壓板、出口硬壓板等方式：對于確無法通過退檢修裝置發(fā)送軟壓板、且相關(guān)運(yùn)行裝置未設(shè)置接收軟壓板來實(shí)現(xiàn)安全隔離的光纖回路，可采取斷開光纖的安全措施方案。但斷開裝置間光纖的安全措施存在裝置光纖接口使用壽命縮減、試驗(yàn)功能不完整等問題。

4結(jié)語

根據(jù)智能化繼電保護(hù)的特點(diǎn)，在改擴(kuò)建及檢修維護(hù)工作中，提升繼電保護(hù)工作安全措施的可靠性和完備性，是繼電保護(hù)工作有效開展的有力保證。采用圖形化顯小虛回路連接及檢修狀態(tài)及“一鍵式”安全措施等新技術(shù)能極大提高智能變電站繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行水平，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳江，宋濤，衰月，印欣.智能變電站繼電保護(hù)風(fēng)險管控流程的研究與分析[J].科技視界，2015（35）：266-267.