數字化變電站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：介紹了數字化變電站概念和直采網跳組網方案的優點，闡述了重合閘裝置在高壓線路保護中的作用，分析了數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，并結合智能操作箱的功能，提出了數字化變電站220 kV線路保護重合閘裝置相互配合的實現方法。

關鍵詞：數字化變電站；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

數字化變電站是由智能化一次設備（電子式互感器、智能化開關等）和網絡化二次設備分層（過程層、間隔層和站控層）構建，建立在IEC61850通信規范基礎上，并且能夠實現變電站內智能電氣設備間信息共享和互操作的現代化變電站。

根據數字化變電站三層兩網的結構，在其二次回路設計中，通常采用直采網跳和網采網跳的組網模式。在直采網跳的組網方式下，各間隔采樣值SV不經網絡交換機，直接上送至保護、測量、計量等裝置。GOOSE 跳閘信息、聯閉鎖信號、失靈啟動開出、開關狀態信息等GOOSE信號通過過程層GOOSE網絡傳輸，這種組網方式為直采網跳方式具有如下優點：①采樣值經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網絡組網傳輸，優化了網絡架構，同時因GOOSE信息量少，不會造成網絡堵塞，無需對交換機劃分Vlan，減少了實際工程量，也方便了調試過程。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生差流誤出口的風險。GOOSE信息雙網獨立傳輸，保證網絡的冗余性。

數字化變電站是一種全新的變電站實現方式，它與傳統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，使數字化變電站一些保護功能的實現變得特殊，以下將就直采網跳數字化變電站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的斷路器，使非故障兩相繼續供電，然后進行單相重合閘，這對超高壓電網的穩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。按照最新的規程要求，雙套重合閘裝置均投出口功能，雙套裝置間設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難點

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

3 重合閘功能相互配合實現方法

既然不能直接通過線路保護裝置在過程層實現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。智能操作箱產生的閉鎖重合閘信號可通過GOOSE 發送給重合閘裝置。智能操作箱在以下幾種情況下會產生閉鎖重合閘信號：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，可以很方便的實現雙套重合閘裝置間的相互配合。

如圖1所示，根據雙重化原則，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GOOSE網絡接收本套保護裝置發出的“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的獨立性。

4 結束語

繼電保護裝置應滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。在數字化變電站中，新技術的應用使保護功能具有與傳統自動化站不一樣的實現方法。無論如何，繼電保護裝置的“四性”要求是不能改變的。本文介紹了數字化變電站直采網跳組網方案的特點，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揮作用。

參考文獻

[1]高翔，張沛超.數字化變電站的主要特征和關鍵技術[J].電網技術，2006（23）.

[2]周長久.國內領先的數字化變電站技術[J].云南電業，2006（11）.

〔編輯：劉曉芳〕