智能變電站光纖二次回路標識方法探析

王 韜，鄭春旭，梁洪杰，董 杰

（國網(wǎng)山東省電力公司淄博供電公司，山東 淄博 255000）

智能變電站是智能電網(wǎng)建設的重要節(jié)點之一，主要為智能電網(wǎng)提供標準的、可靠的節(jié)點支撐。它要求設備信息和運行維護策略與電力調試實現(xiàn)全面共享互動，實現(xiàn)基于狀態(tài)的全壽命周期綜合優(yōu)化管理，全網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集、實時信息共享以及電網(wǎng)實時控制和智能調節(jié)，以支撐各級電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行和各類高級應用。隨著國家電網(wǎng)公司建設智能堅強電網(wǎng)步伐的加快，智能變電站作為智能電網(wǎng)的基礎，正在各個電力公司快速建設。

1 智能變電站二次系統(tǒng)的特點

智能變電站的二次系統(tǒng)具有3個主要特征。

(1)信息共享標準化。系統(tǒng)結構緊湊、功能集成；基于IEC61850協(xié)議的統(tǒng)一標準化信息模型實現(xiàn)站內信息共享；將常規(guī)變電站內多套孤立系統(tǒng)集成為信息共享基礎的業(yè)務應用；滿足智能電網(wǎng)互動化要求，實現(xiàn)變電站與集控中心之間的互聯(lián)通信；方便系統(tǒng)維護和具體工程的實施。

(2)保護二次回路網(wǎng)絡化。一次模擬量的電流、電壓經(jīng)合并單元轉變?yōu)閿?shù)字量傳送至各測控、保護裝置；開關量、跳閘等信息數(shù)據(jù)集成后統(tǒng)一傳輸，使之前相對獨立的保護、測控裝置得到整合，實現(xiàn)網(wǎng)絡通訊數(shù)據(jù)高度共享。

(3)分析決策在線化。實現(xiàn)了站內設備的故障在線監(jiān)測，能實時獲取電網(wǎng)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)、各智能電子設備的故障和動作信息以及利用網(wǎng)絡分析儀獲取整個鏈路的實時狀況。

作為堅強智能電網(wǎng)建設的重要組成部分，智能化變電站與常規(guī)變電站相比具有信號數(shù)字化、傳輸網(wǎng)絡化的技術優(yōu)勢，其二次系統(tǒng)的采樣和控制信號主要采用光纖進行傳輸，全面提高了全站信息利用率，簡化了二次系統(tǒng)的物理回路，從而更大地減少了變電站建設對電纜的需求，節(jié)省了大量的建設成本。這一轉變將大大減少傳統(tǒng)電纜的使用，降低電纜成本及管道面積、簡化設計，大量減少屏柜內及屏柜之間的接線，極大地縮減了現(xiàn)場施工、調試的工作量，有利于提高變電站的建設、調試速度。

2 光纖二次回路的標識問題

光纖在智能變電站中的作用主要包括傳輸采樣值SV信號、傳輸保護及測控等GOOSE信號以及傳輸距離較遠的站控層MMS信號。在常規(guī)變電站中采用電纜進行電壓、電流及控制信號的傳輸，這些電信號獨占傳輸電纜，不存在和其他信號共用的問題，保證了電纜在二次系統(tǒng)中的功能是唯一的。并且所有的二次回路均有嚴格規(guī)范的回路編號，可方便地通過電纜頭上的回路號來對該電纜的功能進行辨別和確認。而在智能變電站中用光纖實現(xiàn)大量信息的傳輸，且這些信號的性質也不相同，包括采樣值SV信號、GOOSE信號和對時信號等，因此智能變電站光纖二次回路標識問題逐漸顯現(xiàn)出來。

3 解決方案

以某220 kV變電站為例，該站的保護采用直采直跳方式，即保護裝置直接接收合并單元發(fā)出的SV報文，直接連接智能終端，通過GOOSE報文跳閘和交換數(shù)據(jù)。同時，測控回路采用SV和GOOSE共網(wǎng)方式，實現(xiàn)過程層的SV和GOOSE信息通過交換機與間隔層其他單元的連接。且在相近屏間用尾纜進行連接。在此，分析了該變電站的光纖二次回路走向圖，結合傳統(tǒng)電纜的標識方法，給出一種光纖二次回路的標識方法。

典型的光纖二次回路如圖1～3所示。采用直采直跳方式(圖1)有利于保護的可靠性、速動性和靈敏性，避免了組網(wǎng)方式下交換機可能引起的信息不確定性延遲和網(wǎng)絡丟幀等情況。測控回路用組網(wǎng)方式(圖2)可滿足設備之間的相互啟動、相互閉鎖等信息的交換功能。相近屏之間的裝置使用尾纜進行連接(圖3)有利于減少光纖熔接的工作量。

圖1 直采直跳回路

圖2 測控回路

圖3 用尾纜連接的相近屏裝置

根據(jù)傳統(tǒng)二次回路的標識以及智能變電站的特點，歸納了光纖二次回路的標識應達到以下目的：

(1)標識光纜信息及起始屏柜；

(2)標識光纖起點、終點連接位置，具體到連接設備的端子；

(3)標識傳輸信號性質，區(qū)分GOOSE信號和SV信號。

為此，可采取3個措施來完成光纖二次回路的標識。

(1)跳纖標簽，如圖4所示。通常裝置13n與光配91n之間用跳纖連接，在跳纖兩端用標簽分別指明了起始的裝置、板子及端口，并且用文字描述了傳輸信息的性質。

(2)光纖熔接表，如圖5所示。通過光纖配線箱(光配)的光纖熔接表明確光纜中分配給與光配連接的跳纖來用的線芯，也可以通過跳纖的標簽和光纖熔接表來查找拔掉光配上的跳纖后的位置。

(3)光纜牌，如圖6所示。光纜牌類似于傳統(tǒng)的電纜牌，指示出光纜的起始屏柜及光纜類型和規(guī)格長度等信息。

圖4 跳纖標簽

圖5 光纖熔接表

圖6 光纜牌

通過以上3個措施已經(jīng)完全能夠正確指示出光纖回路的各處走向及端口位置，而且能夠保證在任一處拔掉光纖后能夠正確地恢復，這在調試時非常重要。如果光纖恢復錯誤，會給變電站投運埋下隱患。在調試時經(jīng)常發(fā)生弄混2根跳纖收發(fā)的現(xiàn)象，若使用跳纖頭帶有A，B或1，2字眼的跳纖，并規(guī)定全站裝置的發(fā)口對應A或1，收口對應B或2，就可完全地避免收發(fā)弄錯的問題。

以上方案在220 kV智能站的全面應用，可清楚有效地指示出光纖二次回路的起始點、信息性質；充分滿足智能變電站運行維護、檢修等工作的需要。光纖二次回路的標識問題是智能變電站建設過程和后期運行維護、檢修等過程中的一個重要問題，需要不斷地完善并進行統(tǒng)一規(guī)范，才能為全國大范圍的智能變電站的建設和運行維護作出指導。

1 王 強，賀洲強．智能變電站運行維護管理探討[J]．電力安全技術，2012(5).

2 藍海濤．智能變電站繼電保護二次安措標準化的研究[J].電力安全技術，2014(2).

3 杜浩良，李有春，盛繼光，等．基于IEC61850標準數(shù)字化與傳統(tǒng)繼電保護的比較[J]．電力系統(tǒng)保護與控制，2009(24).