數(shù)字化變電站220 kV雙重化線路保護重合閘功能相互配合方法探討

胡定林

摘 要：介紹了數(shù)字化變電站概念和直采網(wǎng)跳組網(wǎng)方案的優(yōu)點，闡述了重合閘裝置在高壓線路保護中的作用，分析了數(shù)字化變電站中雙套線路保護重合閘裝置間相互配合的難點，并結(jié)合智能操作箱的功能，提出了數(shù)字化變電站220 kV線路保護重合閘裝置相互配合的實現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站；重合閘；智能操作箱；GOOSE信息

中圖分類號：TM726.2+6 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）10-0056-02

數(shù)字化變電站是由智能化一次設(shè)備（電子式互感器、智能化開關(guān)等）和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層（過程層、間隔層和站控層）構(gòu)建，建立在IEC61850通信規(guī)范基礎(chǔ)上，并且能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。

根據(jù)數(shù)字化變電站三層兩網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，在其二次回路設(shè)計中，通常采用直采網(wǎng)跳和網(wǎng)采網(wǎng)跳的組網(wǎng)模式。在直采網(wǎng)跳的組網(wǎng)方式下，各間隔采樣值SV不經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交換機，直接上送至保護、測量、計量等裝置。GOOSE 跳閘信息、聯(lián)閉鎖信號、失靈啟動開出、開關(guān)狀態(tài)信息等GOOSE信號通過過程層GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸，這種組網(wǎng)方式為直采網(wǎng)跳方式具有如下優(yōu)點：①采樣值經(jīng)過點對點方式直接傳輸至保護裝置，減少了傳輸延時。GOOSE信息通過過程層GOOSE網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)傳輸，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，同時因GOOSE信息量少，不會造成網(wǎng)絡(luò)堵塞，無需對交換機劃分Vlan，減少了實際工程量，也方便了調(diào)試過程。②對GPS同步信號的依賴程度大大降低，合并單元（MU）可不再對守時功能作要求。采樣值的同步將由保護裝置來完成，這樣減少了因合并單元失步引起保護裝置閉鎖或差動保護產(chǎn)生差流誤出口的風險。GOOSE信息雙網(wǎng)獨立傳輸，保證網(wǎng)絡(luò)的冗余性。

數(shù)字化變電站是一種全新的變電站實現(xiàn)方式，它與傳統(tǒng)的綜合自動化站在信號采集和傳輸方面存在著很大差異。正是這些差異的存在，使數(shù)字化變電站一些保護功能的實現(xiàn)變得特殊，以下將就直采網(wǎng)跳數(shù)字化變電站220 kV雙重化線路保護重合閘間的相互配合進行探討。

1 綜合重合閘和其功能要求

綜合重合閘的作用是，當線路發(fā)生單相接地或相間故障時進行單相或三相跳閘，并進行單相或三相一次重合閘。特別是當線路發(fā)生單相接地故障時，綜合重合閘可以有選擇地跳開故障相兩側(cè)的斷路器，使非故障兩相繼續(xù)供電，然后進行單相重合閘，這對超高壓電網(wǎng)的穩(wěn)定運行有著重大意義。

在220 kV線路保護中，往往采用雙重化保護配置，重合閘也是雙套配置，這就要求雙套重合閘裝置間互相配合。按照最新的規(guī)程要求，雙套重合閘裝置均投出口功能，雙套裝置間設(shè)計互相閉鎖重合閘回路，取消互相啟動重合閘回路，重合閘裝置只進行一次重合功能。

2 重合閘功能相互配合實現(xiàn)難點

在傳統(tǒng)的綜合自動化站中，保護裝置各回路間經(jīng)電纜連接，可以很方便地實現(xiàn)雙套重合閘裝置間的相互閉鎖功能。而在數(shù)字化變電站中，連接保護裝置的是光纜，通過GOOSE報文實現(xiàn)各種信號傳輸。但是數(shù)字化變電站中過程層采用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，且為了避免雙網(wǎng)間相互干擾，需要雙網(wǎng)嚴格獨立，這就使雙重化的重合閘裝置間不能有直接的聯(lián)系，需要另辟蹊徑尋找方法。

3 重合閘功能相互配合實現(xiàn)方法

既然不能直接通過線路保護裝置在過程層實現(xiàn)雙套重合閘裝置相互配合，那么只有通過重合閘功能出口裝置——智能操作箱來實現(xiàn)。智能操作箱產(chǎn)生的閉鎖重合閘信號可通過GOOSE 發(fā)送給重合閘裝置。智能操作箱在以下幾種情況下會產(chǎn)生閉鎖重合閘信號：①收到測控的GOOSE 遙分命令或手跳開入動作時會產(chǎn)生閉鎖重合閘信號，并且該信號在GOOSE 遙分命令或手跳開入返回后仍會一直保持，直到收到GOOSE 遙合命令或手合開入動作才返回；②收到測控的GOOSE 遙合命令或手合開入動作；③收到保護的GOOSE TJR，GOOSE TJF三跳命令，或TJF三跳開入動作；④收到保護的GOOSE 閉鎖重合閘命令，或閉鎖重合閘開入動作。應(yīng)用智能操作箱第四項中的閉鎖重合閘開入的功能，可以很方便的實現(xiàn)雙套重合閘裝置間的相互配合。

如圖1所示，根據(jù)雙重化原則，第一套線路保護（含保護裝置、重合閘裝置、智能操作箱）與第二套線路保護（含保護裝置、重合閘裝置、操作箱）完全獨立。對智能操作箱而言，經(jīng)GOOSE網(wǎng)絡(luò)接收本套保護裝置發(fā)出的“TA/TB/TC”和“閉重”信號，另外也通過硬連線接收另外一個操作箱的“閉重”信號，對這兩個信號作“或”邏輯，形成內(nèi)部“閉重”標志，再送給本套的重合閘裝置和另外一個操作箱。這樣就實現(xiàn)了雙套保護重合閘間閉鎖功能的相互配合，同時保證了過程層雙網(wǎng)的獨立性。

4 結(jié)束語

繼電保護裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。在數(shù)字化變電站中，新技術(shù)的應(yīng)用使保護功能具有與傳統(tǒng)自動化站不一樣的實現(xiàn)方法。無論如何，繼電保護裝置的“四性”要求是不能改變的。本文介紹了數(shù)字化變電站直采網(wǎng)跳組網(wǎng)方案的特點，重合閘裝置運行的新要求和智能操作箱具有的特殊功能，很好地解決了220 kV雙重化線路保護重合閘間的相互配合的難題，使保護裝置能更好的發(fā)揮作用。

參考文獻

[1]高翔，張沛超.數(shù)字化變電站的主要特征和關(guān)鍵技術(shù)[J].電網(wǎng)技術(shù)，2006（23）.

[2]周長久.國內(nèi)領(lǐng)先的數(shù)字化變電站技術(shù)[J].云南電業(yè)，2006（11）.

〔編輯：劉曉芳〕