智能變電站的繼電保護措施分析

張巧鳳

摘要：智能變電站在組成結構上與常規(guī)變電站有很大的差異。在改擴建、檢修維護中實施檢修、調試設備與運行設備的安全隔離，采取更優(yōu)的隔離方案是繼電保護專業(yè)值得探討并逐漸完善的課題。

關鍵詞：智能變電站;繼電保護;安全隔離

1引言

與常規(guī)變電站相比，智能變電站把組成繼電保護的測量部分、執(zhí)行部分從裝置上獨立出來，由單獨的合并單元及智能終端來實現(xiàn)繼電保護測量功能和執(zhí)行功能，繼電保護僅保留了原邏輯部分的功能。同時合并單元及智能終端還負責其他保護、測控、計量的采集和控制。智能變電站還用光纜代替了原來裝置與裝置之間的電纜連接，由端子排、接線端子的實回路變成了由過程層網(wǎng)絡、站控層網(wǎng)絡傳送SV， GOOSE， MMS信號構成的虛端子、虛回路。與原來實回路的無法監(jiān)視回路的狀態(tài)相比，虛回路則具有鏈路完好性的監(jiān)視，更利于發(fā)現(xiàn)故障點。智能變電站在采集方式上與常規(guī)站相比有下列幾種類型：

（1）應用電子式互感器進行采樣。

（2）常規(guī)互感器十合并單元進行采樣。

（3）常規(guī)互感器+保護直接采樣。此采樣方式將合并單元取消，

通過保護裝置對常規(guī)互感器進行直接采樣。這種方式與常規(guī)站采集方式相同，主要針對新建的330 kV及以上和涉及系統(tǒng)穩(wěn)定的220 kV智能變電站。這種方式在系統(tǒng)運行的可靠性及故障處理的安全上來

說更有保障。

智能化變電站的出口跳閘方式也和傳統(tǒng)變電站不同，和以往保護所采取的接點直接跳閘方式進行比較，智能化變電站除非電氣量保護采用電纜直接跳閘外，主要的繼電保護裝置都通過直跳GOOSE信號將“跳閘命令”發(fā)送至智能終端，備自投或需要聯(lián)跳的裝置則通過組網(wǎng)GOOSE發(fā)出跳閘信號。在運行的可靠性和可監(jiān)測上來說更具優(yōu)勢。

智能變電站獨立合并單元采集方式及智能終端的統(tǒng)一執(zhí)行，決定了智能變繼電保護裝置在現(xiàn)場工作中與常規(guī)站不同安全措施實施的方式。

2現(xiàn)場作業(yè)對運行設備的影響

變電站繼電保護的正常運行是電網(wǎng)平穩(wěn)運行很重要的一環(huán)，而采取有效的試驗手段保證繼電保護裝置測量、邏輯以及執(zhí)行回路的正確性也是滿足繼電保護“四性”原則的基本要求。對于智能變電站而言，需要在繼電保護邏輯功能正確的前提下，繼電保護信息也就是設備之間信息的有效交換也是現(xiàn)場試驗的重點。根據(jù)不同繼電保護作業(yè)會產(chǎn)生不同的危險點。（1） SCD文件修改、實時庫修改。主要是改擴建、二次保護設備更換、裝置模烈文件變化，虛端子、虛回路發(fā)生變化，才需要修改SCD文件。SCD文件由集成商協(xié)同設計院完成配置，并與原SCD文件比對、確認正確后導出新間隔的CID文件下裝至對應的智能裝置。SCD文件的修改應確認變更部分不會影響其他無關運行設備，并對相關裝置的虛端子及虛回路的完備性、正確性進行驗證。實時庫的“四遙”點位順序也要一一核實無誤，防止誤操作運行設備。（2）過程層網(wǎng)絡、站控層網(wǎng)絡設備的接入。網(wǎng)絡設備的安裝也只針對

改擴建I程。全站GOOSE交換機端口按變電站遠景規(guī)模分配，交換機屏柜上應粘貼端口圖實際對應表，并注明調試端口。全站繼電保護IED裝置的IP地址、子網(wǎng)掩碼、MAC地址、交換機的IP地址等按變電站遠景規(guī)模分配，由繼電保護專業(yè)管理部門統(tǒng)一管理。如果在間隔擴建時需要重新進行VLAN劃分，對運行變電站來說很難有調試的條件，應盡量避免這種情況的發(fā)生。（3）合并單元、智能終端的調試。合并單元的調試包括合并單元測量精度，電壓切換試驗、電壓并列試驗（電壓強制）、和母線合并單元級聯(lián)采樣延時及誤差、發(fā)送至間隔保護裝置、母差失靈保護、穩(wěn)控裝置、電度表以及其他組網(wǎng)采集裝置

的SV電壓電流采樣延時及誤差。合并單元級聯(lián)采樣調試時，配合調試的母線合并單元需要退出運行，并且母線合并單元的電壓回路帶電，可能造成電壓回路短路。智能終端的試驗有保護、測控發(fā)送的合閘、單相跳閘、三相跳閘、永跳命令GOOSE接收，間隔斷路器、隔離開關位置、斷路器壓力閉鎖信號等GOOSE發(fā)送虛回路的正確性。可能會因試驗時斷路器、隔離刀閘、跳閘信號的變位引起備自投、母差失靈保護邏輯上的誤判斷報警甚至誤跳閘。（4）間隔保護裝置調試、母差失靈保護、備自投等裝置的接入調試。間隔保護裝置進行邏輯試驗時會發(fā)送啟動失靈、閉鎖備自投等GOOSE開出;母差失靈保護、備自投裝置試驗會發(fā)送跨間隔的GOOSE跳閘信號。有別于常規(guī)保護使用模擬繼保校驗儀，智能化保護裝置調試使用數(shù)字式的繼保校驗儀。

3繼電保護安全措施及調試方案

以某雙母線接線方式220 kV變電站擴建、220kV線路間隔第一套合并單元、保護裝置調試為例，采用SV采樣、GOOSE跳閘模式的典括犧己置及其網(wǎng)絡聯(lián)系示意圖1所示。

為保證調試工作的順利開展，作業(yè)前認真分析每一項試驗影響的回路及保護設備，根據(jù)保護裝置壓板及控制字的設置情況，采取可靠的隔離措施。

試驗前完成變電站配置描述文件SCD的修改，跟修改前比對無誤，導出了各設備的CID文件并下裝至線路各對應裝置：完成線路智能設備的組網(wǎng)，母線合并單元、母差失靈保護、穩(wěn)控裝置等設備光纖先不接入：完成合并單元的單體調試及與一次設備的電流、電壓采樣試驗，智能終端的單體調試。

測控保護裝置單體調試：合并單元、測控保護裝置、智能終端聯(lián)動試驗，完成線路斷路器、隔離開關等設備的位置及相關信號、遙測、遙控試驗試驗，斷路器閉鎖回路及閉鎖重合閘等回路試驗。因過程層光纜還沒接入，并且母差失靈保護等裝置配置還沒下裝，故母差失靈保護、穩(wěn)控裝置等公用裝置均不用做安全措施。

與線路合并單元I級聯(lián)采樣試驗。母線合并單元在新投時一般將所有級聯(lián)口配置為滿發(fā)，在準備階段應對設計的備用級聯(lián)口進行報文監(jiān)測，如報文發(fā)送正常，接入線路合并單元I來的級聯(lián)光纜，線路合并單元應有電壓數(shù)字量輸入。調試時母線合并單元I不必停用，但調試需結合220 kV母線停電進行，否則會造成和試驗電壓回路有影響的所有保護裝置的臨時停用。設計級聯(lián)口在新投時沒設置發(fā)送，則需要停用該母線合并單元，同時還要停用與該母線合并單元級聯(lián)的其他所有間隔合并單元相關對電壓回路敏感的保護裝置（退出保護出口GOOSE發(fā)送軟壓板、啟動失靈GOOSE軟壓板，加用保護裝置檢修壓板）。然后母線合并單元下配置、級聯(lián)回路試驗。

線路接入母差失靈保護、穩(wěn)控裝置試驗。220kV母差失靈保護一般雙重化配置，線路第一套設備接入試驗時，只需停用第一套母差失靈保護（穩(wěn)控裝置），另一套母差失靈保護繼續(xù)運行。試驗時停用第一套母差失靈保護除接入線路外其他間隔跳閘GOOSE發(fā)送軟壓板、投裝置檢修壓板。然后對母差失靈保護下裝配置文件，分別對裝置進行線路SV采樣、GOOSE開入量、線路保護I啟動失靈GOOSE開入及母差失靈保護GOOSE出口跳閘回路驗證性試驗，試驗時第一套母差失靈保護該線路SV接收軟壓板、GOOSE接收軟壓板、GOOSE發(fā)送軟壓板、該線路啟動失靈GOOSE接收軟壓板、線路第一套保護啟動失靈GOOSE發(fā)送軟壓板均需加用。

智能化繼電保護裝置的安全隔離措施一般采用投入檢修壓板，退出裝置軟壓板、出口硬壓板等方式：對于確無法通過退檢修裝置發(fā)送軟壓板、且相關運行裝置未設置接收軟壓板來實現(xiàn)安全隔離的光纖回路，可采取斷開光纖的安全措施方案。但斷開裝置間光纖的安全措施存在裝置光纖接口使用壽命縮減、試驗功能不完整等問題。

4結語

根據(jù)智能化繼電保護的特點，在改擴建及檢修維護工作中，提升繼電保護工作安全措施的可靠性和完備性，是繼電保護工作有效開展的有力保證。采用圖形化顯小虛回路連接及檢修狀態(tài)及“一鍵式”安全措施等新技術能極大提高智能變電站繼電保護裝置的運行水平，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

參考文獻：

[1]陳江，宋濤，衰月，印欣.智能變電站繼電保護風險管控流程的研究與分析[J].科技視界，2015（35）：266-267.