數字化變電站運行檢修方案

高偉偉

摘要：電力系統已成為支撐我國社會經濟發展的系統工程，尤其是電力系統中的變電站部分，承擔著轉換、集中和分配電能電壓和電流的重要功能，特別是隨著電力系統數字化和智能化水平的不斷提高，使變電站具備數字化特征已成為電力系統發展的大趨勢，需要得到電力企業和有關部門的高度重視。

關鍵詞：數字化;變電站運行;檢修方案

1 智能變電站繼電保護系統主要設備

（1）智能變電站繼電保護系統主要包括：合并單元、繼電保護裝置（含故障錄波器）、智能終端、過程層網絡、跳合閘二次回路、縱聯通道及接口設備等。站內還配有網絡報文記錄分析裝置等輔助設備。

（2）合并單元用于接收互感器傳變后的電壓、電流量，并對其進行相關處理，通過光纖將電壓、電流的采樣值傳輸至保護、故障錄波、測控等二次設備。

（3）智能終端主要用于接收保護、測控等二次設備發出的跳合閘GOOSE報文指令，解析指令后實現對斷路器、隔離開關的分合控制;同時將一次設備的狀態量（如斷路器位置等）上送保護和測控等二次設備。智能終端與保護、測控采用光纖連接，與一次設備采用電纜連接，可實現常規變電站內斷路器操作箱的功能。

（4）智能變電站保護裝置與傳統站保護的作用相同，由于新增了合并單元和智能終端等智能二次設備，故保護相關回路的實現方式與傳統站存在差異。

（5）智能變電站的過程層設備主要有合并單元、智能終端，間隔層設備主要包含保護裝置等二次設備。過程層網絡（SV網、GOOSE網）由過程層設備、間隔層設備、過程層交換機及光纖構成，實現過程層與間隔層設備之間、間隔層與間隔層設備之間的信息交互。

二、裝置運行狀態劃分及要求1.繼電保護裝置有投入、退出和信號三種狀態。

1.1投入狀態是指裝置交流采樣輸入回路及直流回路正常，裝置SV軟壓板投入、主保護及后備保護功能軟壓板投入，跳閘、啟動失靈、重合閘等GOOSE接收及發送軟壓板投入，檢修硬壓板退出。

1.2退出狀態是指裝置交流采樣輸入回路及直流回路正常，裝置SV軟壓板退出、主保護及后備保護功能軟壓板退出，跳閘、啟動失靈、重合閘等GOOSE接收及發送軟壓板退出，檢修硬壓板投入。

1.3信號狀態是指裝置交流采樣輸入回路及直流回路正常，裝置SV軟壓板投入、主保護及后備保護功能軟壓板投入，跳閘、啟動失靈、重合閘等GOOSE發送軟壓板退出，檢修硬壓板退出。當裝置需要進行試運行觀察時，一般投信號狀態。

2.智能終端有投入和退出兩種狀態。

2.1投入狀態是指裝置直流回路正常，跳合閘出口硬壓板投入，檢修硬壓板退出。

2.2退出狀態是指裝置直流回路正常，跳合閘出口硬壓板退出，檢修硬壓板投入。

3.合并單元有投入和退出兩種狀態。3.1投入狀態是指裝置交流采樣、直流回路正常，檢修硬壓板退出。

3.2退出狀態是指裝置交流采樣、直流回路正常，檢修硬壓板投入。

4.運行中一般不單獨退出合并單元、過程層網絡交換機。必要時，根據其影響程度及范圍在現場做好相關安全措施后，方可退出。

5.一次設備處于運行狀態或熱備用狀態時，相關合并單元、保護裝置、智能終端等設備應處于投入狀態;一次設備處于冷備用狀態或檢修狀態時，上述設備均應處于退出狀態。一、二次設備運行狀態對應情況見表1。

6.一次設備狀態發生變化時，調控分中心直調設備應由現場運維人員根據一、二次設備狀態對應要求自行投退保護及相關設備;其他調度單位調管設備根據相應規定執行。

7.一次設備狀態不變，需單獨改變保護裝置運行狀態時，應經調度許可。

8.保護裝置檢修時，在做好現場安全措施的情況下，現場可根據工作需要自行改變其狀態。工作結束后，現場應將裝置恢復至原狀態。

三、智能變繼電保護系統檢修機制智能變電站通過判斷保護裝置、合并單元、智能終端各自檢修硬壓板的投退狀態一致性，實現特有的檢修機制。

檢修機制：裝置檢修硬壓板投入時，其發出的SV、GOOSE報文均帶有檢修品質標識，接收端設備將收到的報文檢修品質標識與自身檢修硬壓板狀態進行比較判斷，僅在兩者檢修狀態一致或上一級未置檢修時，對報文做有效處理。

1.檢修機制中SV報文的處理方法1.1當合并單元檢修硬壓板投入時，發送的SV報文中采樣值數據的品質q的“Test位”置“1”。

1.2保護裝置將接收的SV報文中的“Test位”與裝置自身的檢修硬壓板狀態進行比較，只有兩者一致時才將該數據用于保護邏輯，否則不參與邏輯計算。SV檢修機制示意見表2。

2.檢修機制中GOOSE報文的處理方法2.1當裝置檢修硬壓板投入時，裝置發送的GOOSE報文中的“Test位”置“1”。

2.2裝置將接收的GOOSE報文中的“Test位”與裝置自身的檢修硬壓板狀態進行比較，僅在兩者一致時才將信號作為有效報文進行處理。GOOSE檢修機制示意見表3。

六、運行操作原則及注意事項1.處于“投入”狀態的合并單元、保護裝置、智能終端禁止投入檢修硬壓板。

（1）誤投合并單元檢修硬壓板，保護裝置將閉鎖相關保護功能;

（2）誤投智能終端檢修硬壓板，保護裝置跳合閘命令將無法通過智能終端作用于斷路器;

（3）誤投保護裝置檢修硬壓板，保護裝置將被閉鎖。2.合并單元檢修硬壓板操作原則（1）操作合并單元檢修硬壓板前，應確認所屬一次設備處于檢修狀態或冷備用狀態，且所有相關保護裝置的SV軟壓板已退出，特別是仍繼續運行的保護裝置。

（2）一次設備不停電情況下進行合并單元檢修時，應在對應的所有保護裝置處于“退出”狀態后，方可投入該合并單元檢修硬壓板。

3.智能終端檢修硬壓板操作原則（1）操作智能終端檢修硬壓板前，應確認所屬斷路器處于分位，且所有相關保護裝置的GOOSE接收軟壓板已退出，特別是仍繼續運行的保護裝置。

（2）一次設備不停電情況下進行智能終端檢修時，應確認該智能終端跳合閘出口硬壓板已退出，且同一設備的兩套智能終端之間無電氣聯系后，方可投入該智能終端檢修硬壓板。

4.保護裝置檢修硬壓板操作前，應確認與其相關的在運保護裝置所對應的GOOSE接收、GOOSE發送軟壓板已退出。

5.斷路器檢修時，應退出在運保護裝置中與該斷路器相關的SV軟壓板和GOOSE接收軟壓板。

6.操作保護裝置SV軟壓板前，應確認對應的一次設備已停電或保護裝置GOOSE發送軟壓板已退出。否則，誤退保護裝置“SV軟壓板”，可能引起保護誤、拒動。

7.一次設備停電時，智能變電站繼電保護系統退出運行宜按以下順序進行操作：

（1）退出智能終端跳合閘出口硬壓板;（2）退出相關保護裝置跳閘、啟動失靈、重合閘等GOOSE發送軟壓板;

（3）退出保護裝置功能軟壓板;（4）退出相關保護裝置失靈、遠傳等GOOSE接收軟壓板;（5）退出與待退出合并單元相關的所有保護裝置SV軟壓板;（6）投入智能終端、保護裝置、合并單元檢修硬壓板。8.一次設備送電時，智能變電站繼電保護系統投入運行宜按以下順序進行操作：

（1）退出合并單元、保護裝置、智能終端檢修硬壓板;（2）投入與待運行合并單元相關的所有保護裝置SV軟壓板;（3）投入相關保護裝置失靈、遠傳等GOOSE接收軟壓板;（4）投入保護裝置功能軟壓板;（5）投入相關保護裝置跳閘、啟動失靈、重合閘等GOOSE發送軟壓板;

（6）投入智能終端跳合閘出口硬壓板。

9.當單獨退出保護裝置的某項保護功能時，操作原則如下：（1）退出該功能獨立設置的出口GOOSE發送軟壓板;（2）無獨立設置的出口GOOSE發送軟壓板時，退出其功能軟壓板;

（3）不具備單獨投退該保護功能的條件時，可退出整裝置。

10.保護裝置退出時，一般不應斷開保護裝置及相應合并單元、智能終端、交換機等設備的直流電源。

11.線路縱聯保護裝置如需停用直流電源，應在兩側縱聯保護退出后，再停用直流電源。

12.雙重化配置的智能終端，當單套智能終端退出運行時，應避免斷開合閘回路直流操作電源。如因工作需要確需斷開合閘回路直流操作電源時，應停用該斷路器重合閘。

13.一次設備檢修時，宜按照如下規則投退壓板：

（1）線路間隔檢修，退出本間隔線路保護功能壓板和GOOSE發送壓板，SV接收壓板，投入線路保護和測控檢修壓板，投入合并單元和智能終端檢修壓板，退出智能終端出口壓板;對于母差保護，需經定值退出對應間隔，退出對應間隔GOOSE和SV接收壓板。

（2）主變間隔檢修，退出主變保護功能壓板和GOOSE發送壓板，SV接收壓板，投入保護和測控檢修壓板，投入合并單元和智能終端檢修壓板，退出智能終端出口壓板;對于母差保護，需經定值退出對應間隔，退出對應間隔GOOSE和SV接收壓板。如果是多側主變檢修某一側，則退出對應側的后備保護壓板和GOOSE發送壓板，SV接收壓板，投入對應側合并單元和智能終端檢修壓板，退出智能終端出口壓板。

14.一次設備正常運行，僅二次設備檢修時，宜按照如下規則投退壓板：

（1）線路保護檢修，雙套保護配置時宜按套檢修，另一套正常運行。對第一套設備，投入保護檢修壓板和模擬接收壓板，退出保護GOOSE發送壓板，退出本套智能終端出口壓板，可對保護進行單獨校驗。

（2）主變保護檢修，雙套保護配置時宜按套檢修，另一套正常運行。對第一套設備，投入保護檢修壓板和模擬接收壓板，退出保護GOOSE發送壓板，退出本套智能終端出口壓板，可對保護進行單獨校驗。

（2）母差保護檢修，雙套保護配置時宜按套檢修，另一套正常運行。對第一套設備，投入保護檢修壓板和模擬接收壓板，退出保護GOOSE發送壓板，退出本套智能終端出口壓板，可對保護進行單獨校驗。

七、裝置告警信息及處理原則1.智能變電站的保護裝置、合并單元、智能終端具有較強的自檢功能，實時監視自身軟硬件及通信的狀態。發生異常時，裝置指示燈將有相應顯示，并報出告警信息。一些異常將造成保護功能閉鎖。

2.保護裝置、合并單元、智能終端出現異常后，現場應立即檢查并記錄裝置指示燈與告警信息，判斷影響范圍和故障部位，采取有效防范措施，及時匯報和處理。

3.現場應重視分析和處理運行中反復出現并自行復歸的異常告警信息，防止設備缺陷帶來的安全隱患。

4.當保護裝置出現異常告警信息，應檢查和記錄裝置運行指示燈和告警報文，根據信息內容判斷異常情況對保護功能的影響，必要時應退出相應保護功能。

（1）保護裝置報出SV異常等相關采樣告警信息后，若失去部分或全部保護功能，現場應退出相應保護。同時，檢查合并單元運行狀態、合并單元至保護裝置的光纖鏈路、保護裝置光纖接口等相關部件。

（2）保護裝置報出GOOSE異常等相關告警信息后，應先檢查告警裝置運行狀態，判斷異常產生的影響，采取相應措施，再檢查發送端保護裝置、智能終端以及GOOSE鏈路光纖等相關部件。

（3）保護裝置出現軟、硬件異常告警時，應檢查保護裝置指示燈及告警報文，判斷裝置故障程度，若失去部分或全部保護功能，現場應退出相應保護。

5.合并單元出現異常告警信息后，應檢查合并單元指示燈，判斷異常對相關保護裝置的影響，必要時退出相應保護功能。

（1）出現同步異常時，應重點檢查站內對時系統。（2）出現采樣異常時，利用網絡報文記錄分析裝置檢查合并單元發送采樣值是否正常，結合相關保護裝置SV告警信息進行綜合判斷。另外，還應檢查上一級級聯合并單元運行狀態。

（3）出現GOOSE開入量異常告警時，應檢查GOOSE鏈路、相關交換機、GOOSE發送端智能終端等設備。

6.智能終端出現異常告警信息后，應檢查智能終端指示燈，判斷智能終端能否正常跳、合閘，根據結果采取相應措施。

（1）出現GOOSE斷鏈異常告警時，應檢查GOOSE鏈路、相關交換機、GOOSE發送端保護裝置等設備。

（2）“控制回路斷線”告警信息由智能終端負責上送監控，運行中出現此信息時，應檢查跳、合閘相關二次回路，通知專業人員立即處理。

7.光纖鏈路異常告警信息由接收端設備發出。光纖鏈路異常時，應檢查告警裝置對應光接口通信監視燈，再檢查鏈路相關的合并單元、保護裝置、智能終端、交換機、對時裝置等設備以及其光接口通信狀態，綜合判斷鏈路異常的故障位置。

八、簡要調試流程

1.設備安裝，包括保護測控組屏，智能終端合并單元組屏，電纜鋪設與安裝，光纜鋪設與安裝，后臺安裝。

2.信息集成與裝置配置，根據工程實際需求，按照一二次圖紙，使用相關組態軟件，對保護，測控，智能終端，合并單元進行配置，生成工程配置文件。包括常規功能配置，開入開出配置，采樣配置，然后根據配置情況使用集成工具完成不同IED設備間的虛端子連線，生成配置產物下載到各IED設備。

3.鏈路通訊調試，各IED設備如有接收GOOSE或者SV，則投入對應接收軟壓板，裝置可監視相關接收鏈路，如鏈路不通則會有鏈路斷鏈告警，可使用抓包軟件抓包測試，檢查光纖連接是否正常，檢查配置是否匹配。

4.交換機VLAN配置，根據需求對交換機進行VLAN配置。

5.保護單體調試，可使用數字化試驗儀模擬相關SV和GOOSE數據發送給保護，監視保護GOOSE出口，進行保護功能校驗。

5.保護和測控功能與虛端子回路校驗，可通過合并單元加量，對保護各項功能進行測試，同時監視智能終端出口，對測控功能（包括遙控，遙測，遙信，聯鎖等）進行測試。

6.后臺信號測試，后臺監視保護，測控，智能終端，合并單元等設備的信號，可依次進行測試校驗。測試后臺其他功能，如報告記錄，歷史事件，故障錄波等。

參考文獻：

[1]魏振宇.傳統變電站檢修向數字化變電站狀態檢修轉變[J].山西農經，2016（16）：79-79.