數(shù)字化變電站220 kV雙重化線路保護(hù)重合閘功能相互配合方法探討

胡定林

摘 要：介紹了數(shù)字化變電站概念和直采網(wǎng)跳組網(wǎng)方案的優(yōu)點(diǎn)，闡述了重合閘裝置在高壓線路保護(hù)中的作用，分析了數(shù)字化變電站中雙套線路保護(hù)重合閘裝置間相互配合的難點(diǎn)，并結(jié)合智能操作箱的功能，提出了數(shù)字化變電站220 kV線路保護(hù)重合閘裝置相互配合的實(shí)現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站；重合閘；智能操作箱；GOOSE信息

中圖分類號(hào)：TM726.2+6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）10-0056-02

數(shù)字化變電站是由智能化一次設(shè)備（電子式互感器、智能化開(kāi)關(guān)等）和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層（過(guò)程層、間隔層和站控層）構(gòu)建，建立在IEC61850通信規(guī)范基礎(chǔ)上，并且能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。

根據(jù)數(shù)字化變電站三層兩網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，在其二次回路設(shè)計(jì)中，通常采用直采網(wǎng)跳和網(wǎng)采網(wǎng)跳的組網(wǎng)模式。在直采網(wǎng)跳的組網(wǎng)方式下，各間隔采樣值SV不經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，直接上送至保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量等裝置。GOOSE 跳閘信息、聯(lián)閉鎖信號(hào)、失靈啟動(dòng)開(kāi)出、開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息等GOOSE信號(hào)通過(guò)過(guò)程層GOOSE網(wǎng)絡(luò)傳輸，這種組網(wǎng)方式為直采網(wǎng)跳方式具有如下優(yōu)點(diǎn)：①采樣值經(jīng)過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式直接傳輸至保護(hù)裝置，減少了傳輸延時(shí)。GOOSE信息通過(guò)過(guò)程層GOOSE網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)傳輸，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，同時(shí)因GOOSE信息量少，不會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)堵塞，無(wú)需對(duì)交換機(jī)劃分Vlan，減少了實(shí)際工程量，也方便了調(diào)試過(guò)程。②對(duì)GPS同步信號(hào)的依賴程度大大降低，合并單元（MU）可不再對(duì)守時(shí)功能作要求。采樣值的同步將由保護(hù)裝置來(lái)完成，這樣減少了因合并單元失步引起保護(hù)裝置閉鎖或差動(dòng)保護(hù)產(chǎn)生差流誤出口的風(fēng)險(xiǎn)。GOOSE信息雙網(wǎng)獨(dú)立傳輸，保證網(wǎng)絡(luò)的冗余性。

數(shù)字化變電站是一種全新的變電站實(shí)現(xiàn)方式，它與傳統(tǒng)的綜合自動(dòng)化站在信號(hào)采集和傳輸方面存在著很大差異。正是這些差異的存在，使數(shù)字化變電站一些保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)變得特殊，以下將就直采網(wǎng)跳數(shù)字化變電站220 kV雙重化線路保護(hù)重合閘間的相互配合進(jìn)行探討。

1 綜合重合閘和其功能要求

綜合重合閘的作用是，當(dāng)線路發(fā)生單相接地或相間故障時(shí)進(jìn)行單相或三相跳閘，并進(jìn)行單相或三相一次重合閘。特別是當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，綜合重合閘可以有選擇地跳開(kāi)故障相兩側(cè)的斷路器，使非故障兩相繼續(xù)供電，然后進(jìn)行單相重合閘，這對(duì)超高壓電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行有著重大意義。

在220 kV線路保護(hù)中，往往采用雙重化保護(hù)配置，重合閘也是雙套配置，這就要求雙套重合閘裝置間互相配合。按照最新的規(guī)程要求，雙套重合閘裝置均投出口功能，雙套裝置間設(shè)計(jì)互相閉鎖重合閘回路，取消互相啟動(dòng)重合閘回路，重合閘裝置只進(jìn)行一次重合功能。

2 重合閘功能相互配合實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)

在傳統(tǒng)的綜合自動(dòng)化站中，保護(hù)裝置各回路間經(jīng)電纜連接，可以很方便地實(shí)現(xiàn)雙套重合閘裝置間的相互閉鎖功能。而在數(shù)字化變電站中，連接保護(hù)裝置的是光纜，通過(guò)GOOSE報(bào)文實(shí)現(xiàn)各種信號(hào)傳輸。但是數(shù)字化變電站中過(guò)程層采用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，且為了避免雙網(wǎng)間相互干擾，需要雙網(wǎng)嚴(yán)格獨(dú)立，這就使雙重化的重合閘裝置間不能有直接的聯(lián)系，需要另辟蹊徑尋找方法。

3 重合閘功能相互配合實(shí)現(xiàn)方法

既然不能直接通過(guò)線路保護(hù)裝置在過(guò)程層實(shí)現(xiàn)雙套重合閘裝置相互配合，那么只有通過(guò)重合閘功能出口裝置——智能操作箱來(lái)實(shí)現(xiàn)。智能操作箱產(chǎn)生的閉鎖重合閘信號(hào)可通過(guò)GOOSE 發(fā)送給重合閘裝置。智能操作箱在以下幾種情況下會(huì)產(chǎn)生閉鎖重合閘信號(hào)：①收到測(cè)控的GOOSE 遙分命令或手跳開(kāi)入動(dòng)作時(shí)會(huì)產(chǎn)生閉鎖重合閘信號(hào)，并且該信號(hào)在GOOSE 遙分命令或手跳開(kāi)入返回后仍會(huì)一直保持，直到收到GOOSE 遙合命令或手合開(kāi)入動(dòng)作才返回；②收到測(cè)控的GOOSE 遙合命令或手合開(kāi)入動(dòng)作；③收到保護(hù)的GOOSE TJR，GOOSE TJF三跳命令，或TJF三跳開(kāi)入動(dòng)作；④收到保護(hù)的GOOSE 閉鎖重合閘命令，或閉鎖重合閘開(kāi)入動(dòng)作。應(yīng)用智能操作箱第四項(xiàng)中的閉鎖重合閘開(kāi)入的功能，可以很方便的實(shí)現(xiàn)雙套重合閘裝置間的相互配合。

如圖1所示，根據(jù)雙重化原則，第一套線路保護(hù)（含保護(hù)裝置、重合閘裝置、智能操作箱）與第二套線路保護(hù)（含保護(hù)裝置、重合閘裝置、操作箱）完全獨(dú)立。對(duì)智能操作箱而言，經(jīng)GOOSE網(wǎng)絡(luò)接收本套保護(hù)裝置發(fā)出的“TA/TB/TC”和“閉重”信號(hào)，另外也通過(guò)硬連線接收另外一個(gè)操作箱的“閉重”信號(hào)，對(duì)這兩個(gè)信號(hào)作“或”邏輯，形成內(nèi)部“閉重”標(biāo)志，再送給本套的重合閘裝置和另外一個(gè)操作箱。這樣就實(shí)現(xiàn)了雙套保護(hù)重合閘間閉鎖功能的相互配合，同時(shí)保證了過(guò)程層雙網(wǎng)的獨(dú)立性。

4 結(jié)束語(yǔ)

繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求。在數(shù)字化變電站中，新技術(shù)的應(yīng)用使保護(hù)功能具有與傳統(tǒng)自動(dòng)化站不一樣的實(shí)現(xiàn)方法。無(wú)論如何，繼電保護(hù)裝置的“四性”要求是不能改變的。本文介紹了數(shù)字化變電站直采網(wǎng)跳組網(wǎng)方案的特點(diǎn)，重合閘裝置運(yùn)行的新要求和智能操作箱具有的特殊功能，很好地解決了220 kV雙重化線路保護(hù)重合閘間的相互配合的難題，使保護(hù)裝置能更好的發(fā)揮作用。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：劉曉芳〕