智能變電站檢修機制的探討

吳培濤　王棟

摘 要：文章通過對闡述智能變電站與常規綜自變電站檢修調試的不同，逐步了解檢修機制中品質的概念和屬性。分析探討IEC61850標準規約三大服務SMV網、GOOSE網、MMS網和母線間隔系統配置中的智能設備檢修機制的措施和現象，使得自動化人員能夠了解智能變電站中檢修機制的各個作用和出現的情況，進而說明了智能變電站檢修機制的制定方式以及今后檢修調試工作所面臨的變革。

關鍵詞：智能變電站；IEC61850；檢修機制；公共數據類

引言

常規的變電站中，為了不干擾綜自后臺及調度正常采集站內信息和便于檢修調試，檢修一次或二次設備時，在保護自動化裝置中專門設立了檢修壓板，這樣在傳動調試時，裝置就不會向后臺發送任何因檢修時所上送的保護信號，也就不會影響本站后臺或者各級調度正常的監測工作。常規變電站中保護裝置的檢修就是在檢修過程中不向其他任何設備發送信號，其功能比較單一。實際上，在檢修過程中由于人為的種種原因并未對保護裝置降低安全隱患。因此，為了避免保護裝置因設備檢修時造成誤動我們需要一種新的檢修方式來解決檢修時帶來的這些弊端。隨著整個電力行業的不斷發展以及十二五規劃，建立堅強的智能電網成為最終目標。因此，智能化變電站將會越來越普及，而智能變電站中的一次或二次設備檢修時，所出現的聯帶問題越來越值得關注，我們需要一種新的檢修機制，來適應變電站發展和維護的需求。因IEC61850規范標準的出現，在智能變電站中具有邏輯判斷能力的設備數量開始增加。因此，可以置檢修的設備也就隨之增加，這樣為新機制的產生創造了條件，并在設備之間形成了一種配合關系，即在檢修調試過程中，同一個間隔不同設備之間或者公用系統與某一個間隔或者某一個設備之間置檢修后的相互配合。這種配合關系，目的在于檢修過程中避免檢修設備發生誤動，造成事故，這也就是我們要討論的檢修機制。檢修機制也就是為了在任何可能出現的檢修調試的狀態下，在保證任何保護裝置不會誤動作，測控裝置不會誤發信，開關不會誤跳的前提之下，保證檢修調試可以順利的進行。

1 基礎概念

在了解檢修機制之前需要先對智能電子設備（Itelligent Electric Device，IED）設備傳輸數據屬性即公用數據類（Common Data Classes， CDC）進行了解，公用數據類包括：品質、模擬值、模擬值配置、范圍配置、帶瞬間指示的步位置、脈沖配置、原發者、單位定義、向量定義、點定義、控制模式定義、操作前選擇定義等[1]。所有的數據類型都有自己的屬性。而與檢修機制密切相關的類型，稱之為品質類。

品質包含從服務器來的信息的品質屬性，不同品質標識符不是獨立的。基本上包括validity（有效性）、detailQual（細化品質）、source（源）、test（測試）、operatorBlocked（操作員閉鎖）。品質的屬性類型就指各屬性的數據類型。值域各屬性數據類型的范圍，它包含good（良好）、invalid（可疑）、reserved（保留）、questionable（可疑）。數據對象指定或可選是指數據對象的重要性，它包含數據對象的屬性是強制的或者是可選的。在品質類的所有屬性中，test就是代表裝置檢修的品質位，它屬于布爾類型數據，是一個附加的標識符，可用于標記一個值為正在測試的值，不能用于運行目的[2]。在客戶中測試品質的處理是當地的事情。在品質描述詞中這個比特完全和其他比特無關。測試標識符通常由所有分層的各個層次傳送。

2 IEC61850標準規約三大服務的檢修機制

2.1 IEC61850標準規約的三大服務

基于IEC61850標準規約所包含的三大服務分別為：制造報文規范服務（Manufacturing Message Specification，MMS）、面向通用對象的變電所事件服務（generic object oriented substation event，GOOSE）、采樣測量值服務（Sampled Measured Value，SMV）。智能化變電站在結構上我們可以將其分為三層兩網，三層即：過程層、間隔層、站控層；兩網即：過程層網絡和站控層網絡[2]。根據其所提供的服務和其網絡結構的特征，我們可以從三個方面來解析各個IED（Itelligent Electric Device）設備檢修狀態之間的配合。

2.2 基于SMV網中智能設備的檢修機制

SMV網屬于過程層網絡，連接所有合并單元與保護裝置和測控裝置，根據國網規范和總體要求，今后所有IED設備最終方向是功能整合，所以以后的智能設備都會朝著保測一體化發展，但現狀是對于220kV電壓等級以上的裝置一般都是保護、測控分開的裝置，而對于220kV電壓等級以下的一般都是保測一體的裝置如表1所示。

2.3 基于GOOSE網中智能設備的檢修機制

GOOSE網連接所有保護、測控裝置和智能終端。GOOSE網中保護、測控裝置的配置和SMV網一樣只與電壓等級有關系。

2.4 基于MMS網中智能設備的檢修機制

MMS網連接所有保護、測控裝置和后臺主機及遠動機。此網主要用于保護軟報文的上傳及測控遙信、遙測、遙控的實現。

遙信、遙控一般只是測控與智能終端的配合，遙測是測控裝置與合并單元的的配合，因此在這里分別列舉出來；遠動機是為各級調度提供遙測、遙控、遙信[4]，所以檢修狀態下可以根據情況進行設定是不是要向各級調度上報，目前一般都是不向各級調度發送檢修狀態下的信息。

3 變電站中母線間隔的檢修機制

下面就智能變電站內母線間隔配置來展開討論，如圖1所示，討論的邏輯主要是從保護動作到出口和遙信、遙測到各級采樣及各級遠方操作到智能終端執行兩各方向出發：一是牽扯到合并單元、保護裝置、智能終端；二是牽扯合并單元和智能終端、測控裝置、后臺及遠動機。

對于220kV及其以上電壓等級的保護配置都是雙套配置原則，當任何一套二次設備檢修或者運行過程中出現問題時，可以只將需要檢修或出現問題的這一套停止運行，另外一套必須繼續正常運行。那么，另外一套怎么才可以保證正常運行呢？首先我們要知道，對于一次設備而言，電子式電壓互感器（Electronic Current/Voltage Transformer，EVCT）和斷路器機構都是單套的，所以在一套檢修另外一套運行時這兩個設備必須是正常運行的。這也就是說，我們另外一套設備的檢修調試不能影響到這兩組設備，因此我們在調試時最好采用表5中序號7的方式來進行調試，因為這樣，這一組的合并單元、保護裝置、智能終端都可以進行單裝置調試。如果必須得對跳閘邏輯進行調試，我們就可以在采用表5序號3的方式進行，因為一次設備沒有停運所以斷路器不能動作，所以我們只需要對其出口報文進行抓取以分析保證其能正常出口。對于有PT切換的配置來說，當一個母線PT一次檢修時，我們可以強制檢修母線PT到正常母線PT，這時檢修母線PT的二次值就就會輸出正常運行母線PT的二次值[4]。

4 結束語

智能化變電站的檢修機制與常規變電站有許多不同的方面，在調試過程中我們不難發現對于智能化設備的檢修調試，我們有必要把其檢修機制進行單獨的調試試驗，在此過程中也會深刻理解到各品質位在智能變電站的作用和意義。

參考文獻

[1]中華人民共和國國家發展和改革委員會.DL/T 860.2（IEC 61850-1）.變電所通信網絡和系統 第1部分：術語[S].北京：中國電力出版社，2007.

[2]何彥昊.數字化變電站的系統聯調[J].寧夏電力，2011，4：12-16.

[3]中華人民共和國國家發展和改革委員會.DL/T 860.6-2004（IEC 6

1850-5）.變電所通信網絡和系統 第5部分：功能通信要求和裝置模型[S].北京：中國電力出版社，2007.

[4]高翔，張沛超.數字化變電站系統結構[J].電網技術，2006，12（24）：73-77.

作者簡介：吳培濤（1985-），男，高級技師，電力系統工程師，從事電力系統繼電保護及自動化技術工作。