智能變電站擴建線路不停電接入母差保護應用研究

劉興勇 盧卓群 呂昕昕 薛超 李闊 劉丹

摘 要： 針對智能變電站擴建線路工程，新增線路接入母差保護需要停電的問題，本文利用智能變電站光纖網絡及保護雙重化配置的特點，提出智能變電站擴建線路不停電接入母差保護的策略，介紹了線路不停電接入母差的實施方案及相關安全措施。并以500kV利州變新增220kV利榆1、2號線擴建工程為例，驗證了擴建線路不停電接入母差策略的有效性和可靠性。

關鍵詞： 智能變電站；不停電；母差保護

中圖分類號：TP273 文獻標志碼：B

1引 言

隨著智能電網建設的快速推進，智能變電站面臨大量的檢修任務，同時也面臨智能變電站擴建及改造的需求。在智能變電站擴建、改造過程中，涉及到站內裝置配置文件的變化，導致相關二次設備和虛擬回路受到影響，設備影響范圍的確定和回路工作驗證困難，大大増加了檢修、擴建和改造工作的實施難度。目前，新增線路接入母差保護的方法為一次設備停電然后進行施工和調試。但該方法不適用于樞紐變電站和重要負荷變電站。

針對上述問題，本文利用智能變電站光纖網絡及保護雙重化配置的特點，提出不停電的擴建策略，并通過500kV利州智能變電站新建220kV利榆1、2號線間隔為例，探討了智能變電站擴建線路間隔二次回路接入運行回路時的實施方法、驗證方法和二次安全管控方法。

2 擴建線路不停電接入母差保護實施方案

該擴建方案實施以一次設備不停電，第一套、第二套保護輪停方式進行。輪停母線兩套保護，更改CID配置文件及調試。調試工作重點在于VLAN劃分及母線保護配置修改及接入，后臺、遠動、錄波器、信息子站及計量等工作基本與常規站相同。重點調試驗收擴建后的新SCD文件及新VLAN劃分不影響原有運行間隔，即除220kV母線保護配置及VLAN需要改動外，其余間隔設備的SCD文件及CID文件不能有任何改動。

（1）SCD文件、VLAN變更及比對校驗

a、SCD文件變更：增加擴建間隔的通訊地址，包括MAC地址、APPID、VLAN、IP地址、優先級等。虛端子連接，包括擴建間隔的MU、智能終端、保護裝置、測控裝置及220kV母線保護間的虛端子連接。

b、VLAN劃分：按交換機端口劃分VLAN，包括新增交換機VLAN劃分，級聯交換機VLAN修改，確保與原有VLAN不沖突，VLAN地址的唯一性。

c、SCD文件比對校驗

新增間隔的二次部分接入系統時，SCD文件需要發生變動，變動部分包括SCD文件的通訊地址部分（新增間隔的MU、智能終端、保護裝置、測控裝置）。此項工作不需要任何措施，可利用比對軟件進行比對校驗，亦可人工比對校驗。

（2）線路保護調試

線路保護為直采直跳方式，MU、智能終端、保護裝置通過光纖直連后，按智能變電站220kV線路保護標準化作業指導書進行調試，包括與對端保護聯調。

（3）網分、錄波器、PMU及信息子站調試

網分、錄波器、PMU、信息子站新增220kV線路配置，檢驗各間隔接收信息是否正確，包括原有間隔。原有間隔可采用運行信息檢驗。

（4）站內信息聯調

過程層組網調試、監控系統數據庫及接線圖繪制完成后，對新增間隔進行站內信息聯調，包括遙測、遙信、遙控功能調試。

（5）遠動信息聯調

新增信息點表獲批后，逐臺修改遠動機配置，保證站內信息不失去調控監控。與省調、分調對新增間隔進行信息聯調，工作前要開具自動化檢修票。

（6）過程層組網、220kV母線保護配置修改及調試

過程層組網時，需要將級聯光纜接入預定中心交換機，220kV母線保護中新增線路的直采直跳光纜需要接入，錄波器光纜接入，完成物理鏈路組網。擴建間隔裝置及交換機接入過程層交換機網絡，同時對新增交換機和級聯交換機VLAN進行劃分，交換機更改VLAN需重新上電。為確保不影響運行設備，逐網劃分VLAN。VLAN修改時B網先實施，無異常后再修改A網VLAN。

3擴建線路不停電接入母差保護技術在利州變電站中的應用

利州500kV變電站為智能變電站，二次系統采用三層兩網結構，220kV母線保護及各間隔保護采用直采直跳方式。本期擴建220kV出線2回，分別為220kV利榆1線和220kV利榆2線，為榆州220kV新一代智能變電站供電。

500kV利州變電站各220kV間隔保護、合并單元、智能終端均采用雙重化配置。220kV母線保護雙重化配置，具備母差、失靈、母聯失靈、和母聯充電等保護功能。母線保護對母線上所有220kV線路采取SV直接采樣，GOOSE直接跳閘模式，母線保護與其他保護裝置之間的聯閉鎖信號（啟動失靈、母聯分段斷路器過流保護啟動失靈、主變保護動作解除電壓閉鎖等）采用GOOSE網絡傳輸。

新擴建220kV線路，220kV母線保護需要重新修改裝置的CID文件（裝置的IED實例配置文件），修改配置文件需要利用比對軟件進行新舊文件的比對，確保只增加了新建間隔相關回路，不改變原文件的程序和保護功能。確保其它運行間隔的配置保持不變，母線保護裝置的檢修機制不變，母線保護出口跳閘回路與GOOSE出口軟壓板對應關系保持不變。新間隔接入母差保護可以采用輪停母線保護修改CID配置文件，單機調試母線保護，不停電進行母差保護的運行間隔驗證的方式進行。其他涉及到母線保護配置更改的工作如線路保護換型等也需要進行以上試驗驗證。

3.1母線保護的CID文件更改及單機調試

（1）抄錄運行數據：母線保護停用之前記錄運行數據，與CID文件修改后的運行狀態比對保持一致。如：保護裝置軟件版本及校驗碼，保護裝置交流采樣各支路分相電流、母線電壓，保護定值清單。

（2）操作停用母線保護：投入母線保護檢修硬壓板，退出母差保護所有的GOOSE出口跳閘軟壓板，GOOSE啟失靈軟壓板，SV間隔投入壓板，母差失靈保護功能軟壓板。

（3）母線保護單機調試的安全措施：除檢修機制和軟壓板這兩重安全措施之外，本次工作為保證調試的安全性還增加了第三重安全防范措施斷開相關光纖鏈路。拔掉母線保護所有的出口跳閘直連TX光纖（此時母差保護會依次發各間隔GOOSE斷鏈告警信號），拔掉GOOSE組網TX、RX光纖（各間隔保護會發GOOSE斷鏈告警信號，不閉鎖保護），拔掉SV直采RX光纖（母差保護會發SV斷鏈信號）。

（4）母線保護CID文件更改：母線保護停用并做好相關調試安全措施后，進行原文件的上傳、修改、下載及保護裝置斷電重啟，保證在母差保護CID文件中僅僅增加新建間隔內容，由相關軟件自動完成程序解析下載，不允許人為手動修改，不更改原文件中其他內容。為確保文件更改的正確性，需利用解析工具及畫面截取的方法比對新文件與原文件，確定新文件中除增加新建間隔內容外無其他任何改變。

（5）母線保護單機調試：檢查母線保護邏輯功能（母線差動保護、母聯死區保護、母聯失靈保護、母聯充電保護、母聯過流保護、線路失靈保護、PT斷線等功能）。按照新的CID文件的配置及虛端子檢查所有的SV輸入、GOOSE輸入輸出動作行為、相關聯壓板的對應性，檢修機制等。

3.2 220kV母差保護CID配置文件修改后新建間隔的母線保護相關回路試驗

新建220kV線路間隔，二次設備增加雙套線路保護、合并單元、智能終端，單套測控等。按照相關技術規范及調試規范進行新增合并單元、智能終端、保護測控等設備的單體功能調試及分系統調試。最后在申請輪停母線保護后，修改母線保護CID文件僅增加新建部分內容。做好相關安全措施，將新建智能電子設備置于“檢修”狀態與母線保護“檢修”狀態保持一致，斷開新增二次回路到運行設備的SV、GOOSE發送、訂閱軟壓板聯系，為保證可以斷開到運行設備之間光纖鏈路的物理聯系。在智能控制柜合并單元端子上通入交流模擬量，在智能終端端子上模擬開關量信號進行新建間隔的智能電子設備與母差保護之間的分系統調試及帶斷路器的跳合閘試驗。

此次500kV利州變電站220kV間隔擴建的工程實踐，采取僅輪停母線保護修改CID文件進行比對，基于智能變電站雙重化配置，相互獨立的優越性，不影響一次設備的正常運行，僅輪停運行間隔進行聯調母線保護的試驗方式。在進行單機調試及分系通聯調試時都采取了至少3～4條安全措施：檢修機制；SV、GOOSE軟壓板的控制；斷開與運行設備有聯系的光纖鏈路；斷開與運行設備的電纜聯系。

4 結 論

本文介紹了擴建線路不停電接入母差保護技術在智能變電站中的應用。以常規采樣、GOOSE跳閘模式的智能變電站為例，分析了智能變電站220kV母差保護不停電擴建的方案。并以500kV利州變新增220kV利榆1、2號線擴建工程為例，驗證220kV擴建線路不停電接入母差保護策略的正確性和相關安全措施的可靠性。

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