智能變電站主變壓器繼電保護檢修機制分析

馬文恒，郭麗麗，王逸超，趙　耀，許劉峰

（國網河南省電力公司平頂山供電公司，河南　平頂山　467000）

智能變電站主變壓器繼電保護檢修機制分析

馬文恒，郭麗麗，王逸超，趙耀，許劉峰

（國網河南省電力公司平頂山供電公司，河南平頂山467000）

在智能變電站中，檢修壓板對繼電保護動作、開關跳閘均有重要影響。詳細闡述SV檢修壓板、保護裝置檢修壓板、GOOSE檢修壓板對變壓器的差動保護及后備保護的影響。對比分析變壓器差動保護及后備保護檢修機制，制定變壓器不同運行情況下檢修壓板的投退方案。最后通過智能變電站現場的傳動試驗加以驗證理論分析的結果。

智能變電站；檢修壓板；差動保護；后備保護

0　引言

在智能變電站中，檢修壓板的投退情況影響到繼電保護設備的動作行為，對智能變電站的安全運行有重要意義。重點分析智能變電站中變壓器檢修壓板的投退方式對變壓器差動保護及后備保護的影響。最后用現場實際傳動來驗證理論分析結果。

1　智能變電站二次系統結構特點分析

智能變電站與傳統變電站相比，大量采用光纖傳輸數據，用交換機進行信息共享，在運行維護等方面與傳統站也有很大的不同。智能變電站的結構分為三層 （過程層、間隔層、站控層）兩網 （SV網、GOOSE網）。智能變電站信息傳輸流程是：一次信息傳輸至合并單元后（如果是模擬量，則先轉換為數字量），用光纖經SV網傳輸給測控裝置、保護裝置、交換機等。保護裝置對采樣信息進行分析判斷后，如果判為故障，則將跳閘命令經GOOSE網傳送給智能終端，由智能終端通過控制操作機構來執行命令，其中信息的傳送遵守IEC61850通信規約。

智能變電站的檢修壓板功能與傳統站不同，傳統變電站的檢修壓板主要用于屏蔽試驗報文，而智能站的檢修壓板則能影響故障時保護的動作行為。因此檢修壓板正確投退，對智能變電站安全運行有著重要的意義。

2　差動保護檢修機制

2.1差動保護信號

智能變電站沒有端子排，信號按虛端子連線進行傳輸。某變電站變壓器差動保護及相連設備之間的虛端子如圖1所示，其采用合并單元與智能終端一體裝置，即合并單元與智能終端設計在一個裝置內。其中與1號主變保護裝置A（PT1101A）相連的SV控制塊有3個：1號主變高壓側合并單元A （IT1101A）中的SV控制塊0x4009、1號中壓側合并單元A（IT3501A）中的SV控制塊0x400B、1號低壓側合并單元A（IT1001A）中的SV控制塊0x400B。三側SV控制塊均向保護裝置傳輸本側的電壓電流信息。三側智能終端也分別能與1號變壓器保護裝置A進行GOOSE信息交換。

圖1　主變差動保護及相關設備間的虛端子

以高壓側為例，高壓側合并單元A中的SV控制塊0x4009向差動保護裝置傳輸的信息的虛端子如圖2所示。其中高壓側合并單元向保護傳輸A、B、C三相電流，為了驗證采樣的正確性，均采用雙AD采樣方式，采集的兩路信息相互校驗，以判斷是否失真。

圖2　差動保護高壓側SV信息虛端子

2.2檢修壓板對差動保護影響

智能變電站一個裝置的檢修壓板投入時，其輸給另外一個裝置的信息“test”為1，如果另外一個裝置的檢修壓板也投入，則其視接收到的信息為有效信息，并進行處理；若不一致，則只顯示不處理。

主變各側的合并單元均有一個SV檢修壓板，當該SV檢修壓板投入時，本側向差動保護傳送的SV信息均帶檢修位，即信息中的“test”均置1。如果主變三側的SV檢修壓板及差動保護裝置的檢修壓板都投入的話，主變三側SV信息的“test”與差動保護裝置的“test”一致，即視為信息有效，進行差流計算，滿足故障條件的話，差動保護就能動作出口。但是如果主變三側任意一側的SV檢修壓板不投入的話，其檢修位與差動保護裝置的檢修位不一致，此時差動保護裝置只能顯示三側的SV信息，但是不進行處理，此種情況下，即便有故障，差動保護也不會動作出口。

檢修投退狀況對差動保護影響。只有主變三側的SV檢修壓板投退狀況與差動保護裝置的檢修壓板投退狀況均一致時，差動保護才正常進行差流計算。否則差動保護對三側的SV信息只顯示，不進行邏輯判斷。

當主變三側SV檢修壓板及差動保護裝置的檢修壓板均投入，并且差流計算滿足動作條件時，差動保護動作出口，但是發出的跳閘信息里面“test”為1。當主變三側的智能終端收到“test”為1的跳閘命令時，其中任意一側的GOOSE檢修壓板投入，則該側的開關能夠正常跳閘，沒有投入GOOSE檢修壓板智能終端不執行“test”為1的跳閘命令。

2.3檢修壓板對差動保護影響驗證

在智能變電站，用智能測試儀模擬差動保護區內故障，進行現場實際傳動，驗證結果如表1所示，得出的結論與分析結果一致。

當主變任意一側的SV檢修壓板與主變差動保護裝置的檢修壓板不一致時，差動保護對三側的SV信息只顯示，不進行計算處理，差動保護不會動作。只有三側的SV檢修壓板與差動保護裝置的檢修壓板一致時，差動保護裝置才能正常處理SV信息，有故障時能夠正常出口。

對于表1中最后一種情況，主變三側SV檢修壓板全投入、差動保護檢修壓板投入、某一側GOOSE檢修壓板投入的情況，此時主變三側任意一側的GOOSE檢修壓板投上，該側的開關都會跳閘，三側的智能終端GOOSE檢修壓板全投入，三側的開關均能跳閘。

表1　不同投退方式時差動保護傳動試驗

3　后備保護的檢修機制分析

3.1后備保護信號

主變后備保護內部虛端子如圖3所示。由圖可見，主變三側均有指向主變后備保護裝置的SV路徑，同時三側智能終端均有與主變后備保護進行GOOSE信息交換的虛端子。

圖3　主變后備及相連設備之間虛端子

圖4　高壓側后備保護SV信息虛端子

圖4為高壓側后備保護SV信息虛端子圖，其中除了保護電流的雙AD采樣外，還有三相測量電流，三相電壓。

3.2檢修壓板對后備保護影響

與差動保護不同的是，后備保護的某一側SV檢修壓板對其余側的保護不影響，只對本側的后備保護有影響。

以高壓側為例，當高壓側的SV檢修壓板投入時，高壓側合并單元輸出的SV信息的“test”置1，由于只有高壓側后備保護會用到此帶檢修位的電流，因此只有高壓側后備保護受影響，中低壓側的后備保護都不受影響。中、低壓側的檢修壓板投入時，對其余側也無影響。

3.3檢修壓板對后備保護影響驗證

在智能變電站現場，用智能測試儀模擬后備保護區內故障，進行現場實際傳動，驗證結果如表2所示，得出的結論與分析結果一致。

由表2可知，當高壓側后備保護對應的合并單元的SV檢修壓板和后備保護裝置的檢修壓板同時投入時，后備保護才會動作。并且在這種情況下，如果投入某一側的智能終端的GOOSE檢修壓板，則該側的開關會跳閘，如果三側智能終端GOOSE檢修壓板全投入，則三側的開關均會跳閘。

與差動保護不同，任一側后備保護只與本側的SV檢修壓板有影響，與另外兩側的SV檢修壓板是否投入沒有關系。

表2　不同投退方式時后備保護傳動試驗表

4　變壓器檢修壓板的投退機制

4.1變壓器全停

當變壓器全停時，需要將主變三側所有的SV檢修壓板、GOOSE檢修壓板全投入。此外將母線保護屏上將該間隔的 “SV接收軟壓板”置0，失靈的“GOOSE接收軟壓板”置0。這樣使得變壓器開出的信號的“test”均為1，此時對變壓器進行任意試驗，其開出的帶檢修位的命令都不會被其余的智能終端執行。因此避免了試驗中誤跳運行設備。

例如，在做后備保護傳動時，其第一時限會發出跳母聯的跳閘命令，如果與主變相關檢修壓板全投入的話，此跳閘命令“test”會置為1，因此母聯智能終端不會執行此跳閘命令，避免誤跳母聯。

4.2變壓器單側停運

以中壓側停運為例，此時高壓側、低壓側繼續運行。此種情況下，既要投入中壓側的SV檢修壓板，又要防止中壓側SV檢修壓板會閉鎖正在運行中的主變保護裝置。

根據上文對差動保護分析的結論，如果投入中壓側SV檢修壓板的話，會閉鎖主變的差動保護。為了避免此種情況的出現，需要將主變差動保護裝置的“中壓側SV接受軟壓板”置0，且將中壓側母線保護裝置中該間隔的“SV接收軟壓板”置0。這樣差動保護只進行高、低兩側差流計算。這時中壓側幅值為0，“test”為1的保護電流不會被計入差流，因而也不會對差動保護有影響。

5　結語

變壓器三側的SV檢修壓板、保護裝置檢修壓板、GOOSE檢修壓板共同影響差動保護和后備保護的動作情況。但是檢修壓板對兩種保護的影響也有區別：任意一側SV檢修壓板都會對差動保護的動作有影響；但是任意一側的SV檢修壓板只對本側的后備保護有影響，對另外兩側的后備保護沒有影響。這些異同點為變壓器的運行維護工作提供了依據。

［1］陳安偉，王德林，裘愉濤，等.智能變電站繼電保護技術問答［M］.北京：中國電力出版社，2014.

［2］吳衛民.110 kV數字化變電站二次系統檢驗規范的研究［J］.華東電力，2009，37（7）：1 185-1 188.

［3］王冬青，李剛，曹楠.智能變電站保護功能自動校驗研究［J］.電網技術，2012，36（1）：8-12.

［4］張文亮，劉壯志，王明俊，等.智能電網的研究進展及發展趨勢［J］.電網技術，2009，33（13）：1-11.

［5］馮軍.智能變電站原理及測試技術［M］.北京：中國電力出版社，2011.

Relay Protection Maintenance Mechanism of Transformers in Intelligent Substations

MA Wenheng，GUO Lili，WANG Yichao，ZHAO Yao，XU Liufeng
（State Grid Pingdingshan Power Supply Company，Pingdingshan 467000，China）

The maintenance plate is important for the operation of the relay protection and the tripping of the switch.Effects of SV，the protective device and GOOSE maintenance plates on the differential protection and backup protection of the main transformer are described.Compared between maintenance mechanisms of the differential protection and backup protection，different putting in operation and exciting schemes of maintenance plate in different operating conditions is formulated.Finally，the theoretical analysis is verified by the practical test.

intelligent substation；maintenance plate；differential protection；backup protection

TM77

B

1007－9904（2016）07－0034－04

2016-01-30

馬文恒（1987），男，主要從事變電二次檢修工作。