光纖配線表在智能變電站中的應(yīng)用

張巖坡,周雪青,劉海鋒,尚 柳,渠紅濤,石瑞平

(1.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司檢修分公司,石家莊 050071;2.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院,石家莊 050021; 3.石家莊信息工程職業(yè)學(xué)院,石家莊 050035)

光纖配線表在智能變電站中的應(yīng)用

張巖坡1,周雪青2,劉海鋒1,尚 柳1,渠紅濤1,石瑞平3

(1.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司檢修分公司,石家莊 050071;2.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院,石家莊 050021; 3.石家莊信息工程職業(yè)學(xué)院,石家莊 050035)

介紹智能變電站過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)的光纖連接關(guān)系,針對(duì)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)查找光纖鏈路問(wèn)題時(shí)存在的諸多困難,提出在過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)使用光纖配線表和T型光纖標(biāo)簽,從配線表的制作維護(hù)和標(biāo)簽應(yīng)用方面進(jìn)行分析,借助這兩者能對(duì)光纖鏈路問(wèn)題迅速定位,認(rèn)為配線表及標(biāo)簽應(yīng)用可有效避免光纖重復(fù)插拔,提高光纖使用壽命。

智能變電站;光纖配線表;過(guò)程層網(wǎng)絡(luò);光纖標(biāo)簽;斷鏈

智能變電站是由智能化一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層構(gòu)建,建立在IEC 61850體系基礎(chǔ)上,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。智能變電站介于過(guò)程層和間隔層間的過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)光纖的連接關(guān)系較為復(fù)雜。在智能變電站基建時(shí)期的調(diào)試驗(yàn)收、投運(yùn)后的運(yùn)行維護(hù)、斷鏈故障后的缺陷消除以及日后的保護(hù)改造,都將面對(duì)繁多的光纖插拔工作。在成百上千的光纖中準(zhǔn)確找到問(wèn)題光纖,對(duì)繼電保護(hù)專業(yè)人員來(lái)說(shuō)也絕非易事,光纖的頻繁插拔,將嚴(yán)重影響光纖的使用壽命。

500 k V智能變電站中的光纖眾多,數(shù)以千計(jì)。當(dāng)光纖出現(xiàn)折損、光纖頭損壞等問(wèn)題時(shí),即使監(jiān)控能報(bào)出斷鏈故障,但是想要準(zhǔn)確快速找到問(wèn)題光纖,對(duì)繼電保護(hù)專業(yè)人員來(lái)說(shuō),也是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。因此,問(wèn)題光纖的精準(zhǔn)定位是智能變電站二次系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要前提。

1 智能變電站過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)

智能變電站的“三層兩網(wǎng)”指過(guò)程層、間隔層、站控層、過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)和站控層網(wǎng)絡(luò),比常規(guī)變電站增加了過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備,用于實(shí)現(xiàn)信息共享以及間隔層設(shè)備與一次設(shè)備之間的連接。

過(guò)程層主要面向一次設(shè)備,完成保護(hù)、控制等功能,主要包括過(guò)程設(shè)備、過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)和間隔層設(shè)備的部分功能。其中,過(guò)程層設(shè)備主要包括合并單元和智能單元;間隔層設(shè)備包括保護(hù)、測(cè)控、計(jì)量和錄波裝置等。過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于常規(guī)變電站的二次電纜回路。除直采直跳回路外,過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)都通過(guò)過(guò)程層交換機(jī)將間隔層設(shè)備和過(guò)程層設(shè)備相連,來(lái)傳輸采樣值和開關(guān)量輸入輸出信息等[6],如圖1所示。

圖1 過(guò)程層信息傳輸示意

以河北省南部電網(wǎng)某500 k V智能變電站為例,500 k V采用二分之三接線,第一串一次設(shè)備為整串。其中,5011斷路器和5012斷路器之間為出線M,5012斷路器和5013斷路器之間為2號(hào)主變壓器。根據(jù)智能變電站各電壓等級(jí)的繼電保護(hù)和與之相關(guān)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的配置原則,除保護(hù)裝置采用直采直跳外,SV和GOOSE統(tǒng)一采用網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行傳輸。以下重點(diǎn)分析研究5011斷路器保護(hù)測(cè)控過(guò)程層網(wǎng)絡(luò),其過(guò)程層SV網(wǎng)絡(luò)連接圖,見圖2。

圖2 500 k V過(guò)程層SV網(wǎng)絡(luò)連接示意

圖2中,過(guò)程層SV網(wǎng)絡(luò)采用了星形結(jié)構(gòu),每個(gè)間隔的過(guò)程層設(shè)備都是通過(guò)本間隔的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與間隔層設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,各間隔的數(shù)據(jù)匯總到中心交換機(jī)并傳遞到故障錄波及網(wǎng)絡(luò)分析系統(tǒng)。過(guò)程層GOOSE網(wǎng)絡(luò)與過(guò)程層SV網(wǎng)絡(luò)類似,也采用星型結(jié)構(gòu),兩者都反映了二次系統(tǒng)各智能設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)的物理連接[7]。

光纖二次回路標(biāo)識(shí)標(biāo)簽管理不善將會(huì)給專業(yè)人員帶來(lái)諸多不便:智能變電站基建驗(yàn)收時(shí),通過(guò)插拔每根光纖來(lái)驗(yàn)證后臺(tái)監(jiān)控中的斷鏈信號(hào),工作量巨大,工作效率極低;斷鏈缺陷處理時(shí),不能準(zhǔn)確定位問(wèn)題光纖,導(dǎo)致光纖頻繁插拔,可能制造新的缺陷;保護(hù)檢驗(yàn)、保護(hù)改造、間隔擴(kuò)建時(shí),誤動(dòng)誤碰連接正常運(yùn)行的光纖,導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)拒動(dòng)等電網(wǎng)事故的發(fā)生。光纖標(biāo)識(shí)標(biāo)簽的管理問(wèn)題亟待解決,光纖配線表的使用可降低光纖的頻繁插拔,提高工作效率。

2 光纖配線表的制作及維護(hù)

2.1 光纖配線表的制作

2套500 k V斷路器保護(hù)裝置、斷路器測(cè)控裝置以及A、B套光纖熔接盒一起組屏。第一串?dāng)嗦菲骷?011、5012、5013斷路器的SV組網(wǎng)交換機(jī)和GOOSE組網(wǎng)交換機(jī)一起組屏。

制作光纖配線表之前,首先應(yīng)清楚光纖的屏位之間、屏內(nèi)裝置之間連接。

對(duì)5011斷路器保護(hù)來(lái)說(shuō),屏位之間包括智能控制柜與斷路器保護(hù)屏光纖熔接盒之間、斷路器保護(hù)屏與M線線路保護(hù)之間、斷路器保護(hù)屏與Ι母母線保護(hù)之間、斷路器保護(hù)屏與第一串交換機(jī)屏之間等。屏內(nèi)裝置之間包括斷路器保護(hù)屏光纖熔接盒與斷路器保護(hù)裝置之間、保護(hù)屏光纖熔接盒和測(cè)控裝置之間等。斷路器保護(hù)的聯(lián)系圖可以清晰的了解光纖連接關(guān)系,以A套斷路器保護(hù)為例,如圖3所示。

圖3 A套斷路器保護(hù)聯(lián)系示意

光纖配線表的制作需要提供光纖的3個(gè)要素:光纖起點(diǎn)、終點(diǎn)、功能及連接方式。其中,光纖的起點(diǎn)和終點(diǎn)包括屏位、裝置和光口。結(jié)合斷路器保護(hù)聯(lián)系圖,可制作出斷路器保護(hù)屏測(cè)控和A套保護(hù)裝置的光纖配線表,如表1所示。

表1 5011斷路器保護(hù)測(cè)控屏光纖配線表

光纖的起點(diǎn)屏位本屏是指5011斷路器保護(hù)測(cè)控屏,起點(diǎn)裝置分別為測(cè)控裝置NS3560、斷路器A套保護(hù)裝置NSR321,起點(diǎn)光口對(duì)應(yīng)裝置上插件光口;光纖的終點(diǎn)屏位分別對(duì)應(yīng)第一串交換機(jī)屏的SV、GOOSE交換機(jī)以及起點(diǎn)屏位的熔接盒;光纖的功能描述了此根光纖的是用來(lái)“組網(wǎng)”還是用來(lái)“直采直跳”,光纖的連接方式描述了此根光纖是尾纜連接還是本屏跳線。整合以上三要素可以制成光纖配線表。

根據(jù)光纖配線表,可以清晰的掌握所有光纖的“來(lái)龍去脈”,結(jié)合后臺(tái)斷鏈報(bào)文能準(zhǔn)確快速的定位問(wèn)題光纖,為智能變電站的基建調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)和保護(hù)擴(kuò)建提供極大的便利。

2.2 光纖配線表的維護(hù)

光纖配線表制作完成后,應(yīng)該分別張貼在保護(hù)屏柜和智能組件柜內(nèi)的柜門上,以方便專業(yè)技術(shù)人員的使用。另外,電子版的光纖配線表應(yīng)作為設(shè)備臺(tái)賬的組成部分保存。當(dāng)有間隔擴(kuò)建或者保護(hù)改造時(shí),應(yīng)同步新增或更新光纖配線表。

2.3 T型光纖標(biāo)簽的應(yīng)用

根據(jù)光纖配線表,可以制作出光纖的T型標(biāo)簽,貼在光纖的末尾。例如,對(duì)照表1中測(cè)控裝置NS3560的第二行,可以制作測(cè)控裝置“SV組網(wǎng)收”這根光纖的T型標(biāo)簽,如圖4所示。

圖4 T型光纖標(biāo)簽圖

圖4中,T型標(biāo)簽也包含了光纖的起點(diǎn)、終點(diǎn)、功能及連接方式。T型標(biāo)簽和表1的光纖配線表是相互補(bǔ)充、相互驗(yàn)證的關(guān)系,兩者的相互配合將大大提高問(wèn)題光纖定位的速度。

例如,當(dāng)后臺(tái)監(jiān)控報(bào)“5011斷路器測(cè)控NS3560裝置SV組網(wǎng)斷鏈”故障時(shí),可以根據(jù)光纖配線表的功能,確定是5011斷路器保護(hù)測(cè)控屏光纖配線表測(cè)控裝置的第二行。確定這根光纖后,與此裝置插件光纖末尾的T型標(biāo)簽對(duì)比無(wú)誤后,可準(zhǔn)確定位問(wèn)題光纖。

3 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)以千計(jì)的光纖連接構(gòu)成了智能變電站的過(guò)程層網(wǎng)絡(luò),問(wèn)題光纖的精準(zhǔn)定位就成了智能變電站二次系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要前提。該文提出使用光纖配線表和T型標(biāo)簽來(lái)管理光纖的標(biāo)識(shí)標(biāo)簽,讓繼電保護(hù)專業(yè)人員面對(duì)眾多的光纖可以有章可循,使定位問(wèn)題光纖的工作事半功倍,從而為電網(wǎng)完全穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

[1] Q/GDW 383-2009,智能變電站技術(shù)導(dǎo)則[S].

[2] 何 磊I.EC 61850應(yīng)用入門[M].北京:中國(guó)電力出版社,2012.

[3] 賈敏敏,張 倫,徐泉山,等.智能變電站二次設(shè)備光纖通信中斷測(cè)試分析[J].湖北電力,2013,37(2)

[4] 修黎明,高湛軍,黃德斌,等.智能變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2012,40(22)

[5] 胡道徐,沃建棟.基于IEC 61850的智能變電站虛回路體系[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2010,34(17)

[6] 馮 軍.智能變電站原理及測(cè)試技術(shù)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2011.

[7] 王增華,竇青春,王秀蓮,等.智能變電站二次系統(tǒng)施工圖設(shè)計(jì)表達(dá)方法[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2014,38(6)

本文責(zé)任編輯:靳書海

Application of Optical Fiber Wiring Table in Smart Substation

Zhang Yanpo1,Zhou Xueqing2,Liu Haifeng,Shang Liu1,Qu Hongtao1,Shi Ruiping3
(1.State Grid Hebei Electric Power Maintenance Company,Shijiazhuang 050071,China; 2.Satae Grid Hebei Electric Power Research Institute,Shijiazhuang 050021,China; 3.Shi Jiazhang Information Engineering Vocational College,Shi Jiazhuang 050035,China)

This paper introduces the optical fiber connection relations of smart substation process layer network,points out many difficulties when looking for fiber link problems,then puts forward using fiber wiring table and T fiber label in the process layer network.With the help of the two above,it can quickly locate problems of optical fiber link,effectively avoiding fiber repeated plug and improving the service life of the optical fiber.

smart substation;optical fiber wiring table;process layer network;optical fiber label;chain scission

TM63

:B

張巖坡(1986-),男,工程師,主要從事變電站繼電保護(hù)方面的工作。