220千伏智能變電站繼電保護(hù)調(diào)試關(guān)鍵問題及措施

禹超

摘要：智能變電站迥異于傳統(tǒng)綜合自動化變電站的軟硬件結(jié)構(gòu)對繼電保護(hù)專業(yè)運(yùn)維能力提出了全新挑戰(zhàn)。本文針對某供電局220千伏智能變電站繼電保護(hù)運(yùn)維實(shí)踐中出現(xiàn)的一些關(guān)鍵問題，提出可靠解決方案，為今后智能變電站繼電保護(hù)調(diào)試工作提供參考。

關(guān)鍵詞 智能變電站;直采網(wǎng)跳;繼電保護(hù);調(diào)試

一、引言：

隨著我國智能電網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展，智能變電站經(jīng)規(guī)劃試點(diǎn)實(shí)踐成功后已進(jìn)入大規(guī)模推廣階段，“十三五”期間我國預(yù)計將建設(shè)8000多座智能變電站，不久的將來智能變電站將全面取代傳統(tǒng)變電站。

智能變電站，通過集成、環(huán)保和先進(jìn)的智能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化，在實(shí)現(xiàn)信息采集、控制、保護(hù)和計量等基本功能之外，還能支持電網(wǎng)自動調(diào)節(jié)、控制、在線分析決策、協(xié)同互動功能，提升電網(wǎng)集約化管控水平，也便于后期升級維護(hù)和擴(kuò)建。在致力于功能完善、效率提升之余，安全更是智能變電站首要考慮因素，新型智能設(shè)備全場景下運(yùn)行的可靠性、一次設(shè)備與二次設(shè)備的配合度、后期維護(hù)的便利性等很大程度上決定著智能變電站的發(fā)展方向。

二、智能變電站的繼電保護(hù)調(diào)試的常見問題及對策分析

1.合并單元采樣同步可靠性問題

合并單元收集不同電流、電壓互感器采集的模擬電氣量，通過數(shù)據(jù)同步處理轉(zhuǎn)換成數(shù)字量經(jīng)光纖按規(guī)約統(tǒng)一格式傳輸給各二次設(shè)備使用，主要分網(wǎng)絡(luò)傳輸（也稱網(wǎng)采）和點(diǎn)對點(diǎn)傳輸（也稱點(diǎn)采）兩種傳輸方式，由于點(diǎn)采方式的光纖鏈路繁復(fù)，因此網(wǎng)采模式更為推廣。然而在現(xiàn)場實(shí)用中發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)采模式的合并單元出現(xiàn)采樣同步故障的頻次比較高，不僅耗費(fèi)大量的人力物力難以根治，還影響到電力供應(yīng)可靠性。

隨著220千伏熙悅變與松廈變相繼順利投產(chǎn)，直采網(wǎng)跳的模式已取代網(wǎng)采網(wǎng)跳模式被確定為南方電網(wǎng)成熟的220千伏電壓等級智能變電站標(biāo)準(zhǔn)模式。直采網(wǎng)跳模式，指交流量采樣同傳統(tǒng)變電站一樣從常規(guī)互感器經(jīng)二次電纜采集，而開關(guān)量信號采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)經(jīng)光纖傳輸，其中斷路器、刀閘、主變壓器等一次設(shè)備的測量和控制功能通過智能終端實(shí)現(xiàn)，這種模式杜絕了采樣不同步問題、確保了可靠性。

2.作業(yè)安全措施的統(tǒng)一規(guī)范性問題

傳統(tǒng)變電站的二次設(shè)備彼此相互獨(dú)立，交流采樣回路可通過端子排隔離、出口回路可通過硬壓板投退、電纜芯解線隔離，形成明顯且可靠的物理斷開點(diǎn)。智能變電站大量采用光纖代替二次電纜（如下圖所示），多個電回路集成于小小一根光纖，與電回路端子對應(yīng)的是軟件中的虛端子，便于監(jiān)測但實(shí)施作業(yè)安全措施卻要復(fù)雜得多，實(shí)施不當(dāng)則影響到運(yùn)行中設(shè)備功能。

一方面，斷開保護(hù)至過程層交換機(jī)的光纖可以實(shí)現(xiàn)該保護(hù)的物理隔離，但也隔離了跳閘功能和外部開入，無法開展整組傳動、開入信號檢查等多項檢驗(yàn);另一方面，若連上光纖，則需落實(shí)防止誤動運(yùn)行設(shè)備的安全措施，比如跳母聯(lián)或旁路、閉鎖備自投等，因此需要退出聯(lián)跳其他運(yùn)行設(shè)備的GOOSE發(fā)送軟壓板。而檢驗(yàn)保護(hù)跳閘出口矩陣時，如果不投入GOOSE發(fā)送軟壓板則無法驗(yàn)證，因此整組傳動與跳閘矩陣檢驗(yàn)的試驗(yàn)安全措施條件存在矛盾，前者必須退出GOOSE發(fā)送軟壓板以防止誤動運(yùn)行設(shè)備，后者必須投入GOOSE發(fā)送軟壓板才能實(shí)現(xiàn)。

3.調(diào)試儀器與試驗(yàn)方法的選擇

由于智能變電站保護(hù)、測控等智能IED采集的開關(guān)量信號是通過光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸，因此難以通過解線或短接等傳統(tǒng)方式來模擬;而直采網(wǎng)跳模式的智能變電站保護(hù)設(shè)備仍需按傳統(tǒng)方式完整驗(yàn)證電氣量采樣回路的正確性。

圖2所示為直采網(wǎng)跳模式下基礎(chǔ)的繼電保護(hù)調(diào)試接線，但對于不同調(diào)試環(huán)節(jié)應(yīng)采取不同接線調(diào)試方式。首先，保護(hù)單體邏輯及跳閘矩陣等調(diào)試應(yīng)斷開至過程層的光纖，用獨(dú)立多模光纖將數(shù)字繼保試驗(yàn)儀直連于保護(hù)，用GOOSE開入模擬狀態(tài)量，解析收發(fā)報文正確性;其次，整組傳動調(diào)試應(yīng)連上至過程層的光纖，退出聯(lián)跳其他運(yùn)行設(shè)備的GOOSE發(fā)送軟壓板，使用常規(guī)繼保試驗(yàn)儀進(jìn)行停電間隔的傳動試驗(yàn)。由上述可見，智能變電站的調(diào)試方法操作復(fù)雜性高，需有規(guī)范的調(diào)試方案文件作指導(dǎo)，規(guī)范作業(yè)方能避免漏檢遺留隱患。

4.光纖維護(hù)問題

智能變電站光纖鏈路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，光纖傳輸數(shù)據(jù)量大、傳輸速度快，但纖細(xì)易損，若光纖驗(yàn)收維護(hù)不到位會給后期運(yùn)維帶來很大不便。安裝時應(yīng)對每一條光纜做好防護(hù)固定措施，定期維護(hù);針對光纖的彎曲較大的區(qū)域，添加保護(hù)屏的儲纖盒;對光纖加保護(hù)套防塵防灰，做好光纖標(biāo)識管理，明確各光纖編號、用途及走向;定檢時做好光纖頭、光口清潔，防止光頭和光口的損壞;投產(chǎn)前定置好全站光纖鏈路圖，建立運(yùn)維一本賬，防止SV、GOOSE信息因硬件故障而中斷時，快速的定位檢修。

5.加強(qiáng)智能變電站網(wǎng)絡(luò)共享體系

保護(hù)廠家的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一使得各廠家技術(shù)支持人員由于對于其他設(shè)備的配置原理不熟悉，在調(diào)試過程中常遇到不同廠設(shè)備之間通信錯誤等難題，不能快速解決。因此智能變電站必須建立系統(tǒng)、嚴(yán)謹(jǐn)和高效的調(diào)試流程，多方廠家共同聯(lián)合調(diào)試，并建立技術(shù)資料信息共享，提高整個調(diào)試流程的工作效率。

二、結(jié)束語

根據(jù)智能變電站繼電保護(hù)運(yùn)維中積累的經(jīng)驗(yàn)，對220千伏的智能變電站的繼電保護(hù)調(diào)試過程中所遇到的關(guān)鍵問題進(jìn)行整理和分析。剔除調(diào)試過程中的不安全因素，以提高智能變電站繼電保護(hù)調(diào)試工作效率，形成系統(tǒng)化、規(guī)范化的智能變電站繼電保護(hù)調(diào)試方法。

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