智能變電站繼電保護安全措施規(guī)范建設(shè)

楊洛林

（國網(wǎng)四川省電力公司綿陽供電公司，四川 綿陽 621000）

智能變電站繼電保護安全措施規(guī)范建設(shè)

楊洛林

（國網(wǎng)四川省電力公司綿陽供電公司，四川 綿陽 621000）

根據(jù)國家電網(wǎng)建設(shè)的重要部署，智能電網(wǎng)是我國電網(wǎng)未來發(fā)展的重要方向，近年來，大量智能變電站投入運行，作為智能電網(wǎng)的核心，智能變電站運行的安全性、可靠性和穩(wěn)定性尤為重要。在運行維護過程中，涉及繼電保護設(shè)備的消缺和例檢工作，由于智能變電站二次系統(tǒng)整體架構(gòu)與傳統(tǒng)變電站完全不同，因此，如何做好繼電保護的安全措施就成了亟待解決的問題。本文對智能變電站繼電保護安全措施的現(xiàn)狀進行分析，探討如何實現(xiàn)繼電保護安全措施的規(guī)范化建設(shè)（本文以220kV電壓等級設(shè)備例檢為例，其他電壓等級可參照）。

智能變電站；繼電保護；安全措施；規(guī)范建設(shè)

我們國家電力市場龐大，隨著大量智能變電站投入運行，智能變電站對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來的影響已不可忽視。目前，我們實踐智能變電站還只是停留在技術(shù)層面，關(guān)注點仍是各種新設(shè)備、新標(biāo)準的應(yīng)用，而對變電站的運維檢修模式卻研究甚少。在運行維護過程中，對繼電保護的安全性和可靠性要求最高，我們常規(guī)變電站的繼電保護安全措施已經(jīng)不能滿足智能變電站需求。因此，開展智能變電站繼電保護安全措施的規(guī)范化建設(shè)已是當(dāng)務(wù)之急，完成智能變電站繼電保護安全措施的規(guī)范化建設(shè)，才能保障其安全、可靠、穩(wěn)定運行。

一、智能變電站的特征

1.基本結(jié)構(gòu)

智能變電站的基本結(jié)構(gòu)是“三層兩網(wǎng)”，其中“三層”分為：站控層、過程層、間隔層；“兩網(wǎng)”分為：站控層網(wǎng)絡(luò)和過程層網(wǎng)絡(luò)。

過程層網(wǎng)絡(luò)是智能變電站的核心，跨間隔信息的共享都是在過程層網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的，智能變電站內(nèi)幾乎所有的電氣量信息都可以從過程層網(wǎng)絡(luò)中獲得。過程層設(shè)備（合并單元、智能終端）以及各種智能組件則是組成過程層網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備。

2.主要回路

目前，我國的智能變電站主要采用“直采”、“直跳”方式。所謂直采，就是合并單元通過光纖將采樣到的模擬量電流、電壓信號轉(zhuǎn)換為光信號后直接傳遞給保護裝置（線路保護、主變保護、母差保護）；所謂直跳，就是保護裝置的跳合閘命令通過光纖直接傳遞給對應(yīng)的智能終端，智能終端再將跳合閘命令的光信號轉(zhuǎn)換為電信號后作用于跳合閘線圈。而其他所有信息則集成到過程層網(wǎng)絡(luò)中。過程層網(wǎng)絡(luò)取代了傳統(tǒng)變電站復(fù)雜的電纜接線，每一臺智能設(shè)備只需要用一組尾纖連接至過程層網(wǎng)絡(luò)交換機，便可以采集和傳輸相關(guān)信息。

3.壓板

智能變電站的每一臺智能設(shè)備（主要是指合并單元、智能終端和保護裝置）均配有“投檢修態(tài)”硬壓板，其他主要采用軟壓板形式。這樣，保護屏的壓板布置更加簡單明了，也為智能變電站的“順序控制”提供了技術(shù)上的支持。智能設(shè)備的“投檢修態(tài)”硬壓板投入后，裝置發(fā)送的所有GOOSE報文均帶有“檢修”標(biāo)識，使其他所有未投入“投檢修態(tài)”硬壓板的設(shè)備不再處理該裝置發(fā)出的GOOSE報文；同樣，該裝置也不再處理接收到的不帶“檢修”標(biāo)識的報文。“投檢修態(tài)”硬壓板可以將檢修設(shè)備和運行設(shè)備從邏輯上進行隔離，是智能變電站“防三誤”最為簡潔、有效的手段。

二、智能變電站繼電保護安全措施的具體方法

現(xiàn)階段繼電保護安全措施在實行人工安插施工標(biāo)識、操作監(jiān)護、誤碰防范措施及防觸電等操作變動不大。然而在二次回路上的操作防備事項，由于智能變電站二次系統(tǒng)架構(gòu)的變化，使其繼電保護安全措施也發(fā)生了巨大的變化。

1.線路保護裝置

線路保護裝置例檢時，待一次設(shè)備停電后，首先應(yīng)退出相應(yīng)母線保護裝置中該間隔SV接收軟壓板和GOOSE（包括跳合閘信號和開入量信號）接收軟壓板。退出該間隔SV接收軟壓板是為了使母線保護裝置在進行差流計算時不把該間隔電流計算在內(nèi)，以避免檢修人員在對合并單元加入電流模擬量時引起差流不平衡而導(dǎo)致母差誤動；退出該間隔GOOSE接收軟壓板是為了使母差保護裝置不接收線路保護裝置發(fā)出的啟動失靈GOOSE信號，以避免檢修人員在對線路保護裝置進行邏輯校驗時誤啟動母線保護裝置的失靈保護。然后將該間隔所有的智能設(shè)備：智能終端、合并單元和保護裝置的“投檢修態(tài)”硬壓板投入。

2.主變保護裝置例檢的安全措施

主變保護裝置例檢時，與線路保護裝置一樣，應(yīng)首先將所有母差保護裝置中涉及主變間隔的SV接收軟壓板和GOOSE（包括跳合閘信號和開入量信號）接收軟壓板退出。然后將主變間隔的所有智能設(shè)備的“投檢修態(tài)”硬壓板投入。這里需要特別注意的是：很多繼電保護裝置廠商生產(chǎn)的主變保護裝置都只提供了4對直跳光纖接口，而在我們的大多數(shù)220kV變電站中，除了主變?nèi)齻?cè)的斷路器外，一般情況下高、中、低三側(cè)可能還有分段或母聯(lián)斷路器，這樣就必然導(dǎo)致部分斷路器不能由主變保護裝置“直跳”，而只能通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)進行“網(wǎng)跳”。這種情況下，最妥善的做法是拔掉主變保護裝置的組網(wǎng)尾纖，使主變保護裝置從物理上與GOOSE網(wǎng)絡(luò)隔離，從而確保不誤跳運行設(shè)備。

3.母差保護裝置例檢時的安全措施

母差保護裝置進行例檢時，通常情況下，一次設(shè)備均處于運行狀態(tài)。因此，在做安全措施時，一定要理清楚順序，否則就會導(dǎo)致母差保護裝置誤動。首先，應(yīng)將母差保護裝置的“投檢修態(tài)”硬壓板投入；其次應(yīng)將保護裝置的功能軟壓板（差動保護、失靈保護）全部退出；最后按直跳、組網(wǎng)和直采的順序拔掉母差保護裝置的所有尾纖。與線路保護裝置和主變保護裝置不同，檢修人員在對母差保護進行邏輯校驗時，只能通過繼電保護試驗儀向母差保護裝置加入電流、電壓量和開入量（斷路器和隔離開關(guān)位置）信號；由于不能進行帶開關(guān)整租試驗，要驗證母差保護動作的正確性，也只能通過繼電保護試驗儀采集保護裝置的直跳開出量。因此，需要拔掉母差保護裝置的所有尾纖。

三、對智能變電站繼電保護安全措施規(guī)范化的建議

1.“投檢修態(tài)”硬壓板

在智能變電站安全措施中“投檢修態(tài)”硬壓板非常重要，它是實現(xiàn)檢修設(shè)備與運行設(shè)備邏輯隔離的有效手段。但是，在我們的實際檢修過程中，很多檢修人員為了方便，都是采用直接拔出光纖的方法來做安全措施。這種方法雖然是最簡潔、有效的，但同時也有很多弊端（下文將詳細說明）。另一個原因是，部分廠家的繼電保護試驗儀設(shè)置檢修態(tài)的操作過程煩瑣，導(dǎo)致檢修人員對使用這種方法非常抵觸。我們希望繼電保護試驗儀的生產(chǎn)廠家改善程序，尤其是對于檢修態(tài)的設(shè)置，最好是在主界面設(shè)置一個明確的檢修態(tài)選項，且不需要重復(fù)設(shè)置。當(dāng)檢修人員選定為檢修態(tài)時，使得每一次從SCD文件中導(dǎo)出的任何CID文件都自動帶有檢修態(tài)標(biāo)識。這樣，才能使“投檢修態(tài)”硬壓板真正發(fā)揮其重要作用。

2.拔除光纖

在智能變電站中，由于GOOSE網(wǎng)絡(luò)的建立，使得我們?nèi)绻话纬龉饫w，就不能實現(xiàn)檢修設(shè)備和運行設(shè)備的物理隔離。而為了使安全措施更加可靠，我們必然會頻繁拔出和插入光纖。由于尾纖接頭和設(shè)備光口十分脆弱，反復(fù)的插拔光纖必然會增大光衰甚至使光回路中斷，給設(shè)備的安全穩(wěn)定運行帶來巨大隱患。所以，如非必要就盡量不要使用這種方法。

3.各軟壓板的投退

投退各項軟壓板能夠為檢修設(shè)備和運行設(shè)備之間提供邏輯斷開點。到目前為止，各軟壓板的功能、定義和命名還沒有統(tǒng)一的規(guī)范，不同廠家的設(shè)備在軟壓板的設(shè)置上差異很大，而且大多數(shù)軟壓板的命名籠統(tǒng)，導(dǎo)致檢修人員和運維人員操作極為不便。由于不能準確掌握每一個軟壓板的功能和作用而導(dǎo)致事故的情況時有發(fā)生。去年，某220kV變電站220kV母差保護裝置在例檢完成后，投入軟壓板的過程中，由于運維人員操作不當(dāng)而導(dǎo)致母差誤動。在此，我們建議各廠家將軟壓板的名稱及功能進行統(tǒng)一規(guī)范，尤其是重要的軟壓板要特別標(biāo)注，從而防止檢修人員和運維人員在操作過程中因個人理解的偏差而導(dǎo)致事故的發(fā)生。

結(jié)語

綜上所述，目前智能變電站的運維和檢修主要存在以下問題：（1）不同廠家的設(shè)備對軟壓板命各不相同，導(dǎo)致運維人員和檢修人員操作困難；（2）運維和檢修智能變電站的技術(shù)力量較為薄弱。針對以上問題，我們建議在設(shè)計、制造、施工及運維、檢修方面統(tǒng)一標(biāo)準，從而形成標(biāo)準的安全措施作業(yè)規(guī)范。只有標(biāo)準的作業(yè)規(guī)范形成后，才能從根本上提升檢修和運維人員的技術(shù)水平。同時，這也是保證智能變電站運維和檢修工作安全，推進智能技術(shù)快速發(fā)展的有效措施。智能變電站是電網(wǎng)改造的大勢所趨，其繼電保護的安全措施尤為重要，我們必須排除一切障礙，使其不斷完善，從而推動智能變電站技術(shù)不斷向前發(fā)展。

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［5］張前.關(guān)于變電站二次系統(tǒng)若干設(shè)計問題與方法的探討［J］.北京電力高等專科學(xué)校學(xué)報：自然科學(xué)版，2012（2）：11-12.

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