IEC61850在數(shù)字化變電站直流電源系統(tǒng)中的應(yīng)用

李海亮

【摘 ?要】IEC61850是目前全球唯一通用的變電站自動化系統(tǒng)和通信標(biāo)準(zhǔn)，特點(diǎn)是對變電站的通信進(jìn)行信息分層、面向?qū)ο蠼?、統(tǒng)一的描述語言和抽象服務(wù)接口，其在智能變電站中的應(yīng)用剛剛起步，理論到實(shí)際工程上的實(shí)現(xiàn)還無統(tǒng)一的規(guī)范，本文通過介紹這套標(biāo)準(zhǔn)在最新變電站中的實(shí)現(xiàn)方法和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，以期對讀者工作有所幫助。

【關(guān)鍵詞】智能變電站;IEC61850;GOOSE;SV

1 ?IEC61850主要技術(shù)在甪直變電站的應(yīng)用

1.1變電站配置描述語言（SCL）及繼電保護(hù)人員需要了解的邏輯節(jié)點(diǎn)名稱

SCD文件就是使用SCL語言寫成的，作為繼電保護(hù)人員雖然不需要熟練運(yùn)用，但是對其中的關(guān)鍵邏輯節(jié)點(diǎn)名稱要有所掌握，包括PTRC：保護(hù)出口邏輯節(jié)點(diǎn)，RREC：重合閘，XCBR：斷路器等，這些重要節(jié)點(diǎn)每一個都包括了繼保人員重點(diǎn)關(guān)注的三個屬性：動作值（stVal），時標(biāo)（t），品質(zhì)（q），現(xiàn)場調(diào)試時如果保護(hù)裝置異?；騽幼麇e位，往往需要查看SCD文件，這時在廠家不在的情況下，可以通過找邏輯節(jié)點(diǎn)名稱的辦法來找出重要信息。

1.2 ?GOOSE報文的特點(diǎn)及調(diào)試抓包分析方法

首先GOOSE可以理解為相當(dāng)于常規(guī)變電站中的二次直流電纜所傳輸?shù)拈_入、開出量。

GOOSE直接映射在數(shù)據(jù)鏈路層上傳輸，采用了發(fā)布者/訂閱者模式，特點(diǎn)是可以一點(diǎn)對一點(diǎn)或一點(diǎn)對多點(diǎn)傳輸，并采用重傳機(jī)制保證可靠性。其可實(shí)現(xiàn)站內(nèi)快速、可靠的發(fā)送輸入和輸出信號。以母差保護(hù)為例，線路保護(hù)會通過緩沖區(qū)將開關(guān)位置信號，跳合閘信號等發(fā)送至母線保護(hù)的接受緩沖區(qū)，對母線保護(hù)來說如果該線路處于運(yùn)行狀態(tài)，就需要訂閱緩沖區(qū)中該線路的內(nèi)容，如果該線路處于檢修狀態(tài)，那就要退訂該線路內(nèi)容。也就是說發(fā)布者會把設(shè)定好的所有內(nèi)容都發(fā)送至訂閱者的接受緩沖區(qū)，但是訂閱者可以有選擇性的讀取其中的內(nèi)容。

另外需要說明的是一個發(fā)布者可以向多個訂閱者傳輸信息;而且一套保護(hù)會同時扮演發(fā)布者和訂閱者的身份，上面的例子中如果母線失靈保護(hù)動作，就需要母線保護(hù)以發(fā)布者的身份發(fā)送跳閘GOOSE信號給線路智能終端，此時線路智能終端就是訂閱者的身份。

對于繼電保護(hù)人員來說使用凱默等便攜式儀器對GOOSE報文進(jìn)行抓包分析是至關(guān)重要的。比如當(dāng)線路保護(hù)動作時，TJR等啟動母差失靈保護(hù)就是通過GOOSE組網(wǎng)接入母差保護(hù)的，調(diào)試時可以用凱默的GOOSE收 接線路保護(hù)的GOOSE組網(wǎng)發(fā) 來查看TJR是否發(fā)出，延時多少。以此來代替?zhèn)鹘y(tǒng)量開出接點(diǎn)的方法。此外對合并單元抓包可以了解采樣的準(zhǔn)確性，對智能終端抓包可以理解跳合閘開入，開出是否都正確無誤?？傊グδ芫拖駛鹘y(tǒng)站的萬用表一樣，是繼保人員最重要的工作手段。

1.3 SV的特點(diǎn)及裝置對時遇到閏年時的風(fēng)險

SV可以理解為常規(guī)變電站中的二次交流電纜所傳輸?shù)膬?nèi)容。

SV也采用了發(fā)布者/訂閱者模式，發(fā)布者（一般為合并單元）會按規(guī)定的采樣率對電壓/電流進(jìn)行采樣，并通過裝置內(nèi)部或網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)采樣同步。

甪直變采用北斗時鐘作為基準(zhǔn)源，由站內(nèi)主時鐘向其它裝置發(fā)送準(zhǔn)確時鐘同步信號，但是在閏年年份，有特定一天北斗時鐘會有兩個23：00時，但是作為裝置來說就是時間的跳躍性變化，如果各廠家對此應(yīng)對方法不一致就會導(dǎo)致SV對時混亂，進(jìn)而導(dǎo)致裝置大面積閉鎖，（無錫西涇變曾有一次類似問題）所以調(diào)試時需要廠家統(tǒng)一意見將裝置調(diào)到合適的版本。

2 甪直變驗(yàn)收過程中實(shí)際遇到的問題

在進(jìn)行母線保護(hù)驗(yàn)收時，繼保人員提出一個問題：在一條線路停電檢修時，母差保護(hù)是不會退出運(yùn)行的，這時由于是光纖回路，所以不能對母線保護(hù)二次接線進(jìn)行硬隔離，如何保證母差保護(hù)不誤動作或者拒動作。

在智能變電站中保護(hù)裝置的檢修壓板有舉足輕重的作用，它的投退會改變SV，GOOSE中的品質(zhì)因數(shù)這項屬性的值，當(dāng)合并單元的檢修壓板投入時，裝置所采得的量中品質(zhì)因數(shù)都會變位，使得所有使用這一采樣值的保護(hù)裝置進(jìn)入報警狀態(tài)，一旦裝置進(jìn)入報警狀態(tài)，所有保護(hù)功能都會被閉鎖。要解除報警的方法是將保護(hù)裝置本身的檢修壓板也投上，這時報警消失，保護(hù)功能開放，且保護(hù)裝置進(jìn)入檢修狀態(tài)，保護(hù)動作不會出口。

這樣就引出上面的問題，當(dāng)一條線路檢修時，運(yùn)行班組會按流程將合并單元的檢修壓板打上，這時出現(xiàn)的狀況是，該條線路的保護(hù)裝置告警，這是對的，但同時母線保護(hù)因?yàn)椴傻搅诉@條線路品質(zhì)因數(shù)變位的電流量，也出現(xiàn)告警。這時的狀態(tài)是母差保護(hù)被閉鎖了，很顯然這是不允許出現(xiàn)的狀況。要解除告警需要將母線保護(hù)檢修壓板投上，當(dāng)然這也是不允許的。這時就需要考慮到SV的采集模式，也就是發(fā)布者/訂閱者模式。

這時的發(fā)布者是所有線路的合并單元，包括這條檢修線路，而母差保護(hù)作為訂閱者，所以它的SV接收緩沖區(qū)中會有這條檢修線路的電流量，并且平時正常運(yùn)行時該條線路是納入母差保護(hù)范圍的，所以，母差保護(hù)必然訂閱了該條線路的數(shù)據(jù)，所以一旦該條線路電流數(shù)據(jù)品質(zhì)因數(shù)變化，母線保護(hù)立刻報警。解決的辦法是在該條線路檢修時，停止訂閱該條線路數(shù)據(jù)，這樣雖然母線保護(hù)的接受緩沖區(qū)內(nèi)有品質(zhì)因數(shù)異常的量，但是由于沒有訂閱而不會納入差動計算，保證了保護(hù)的正常運(yùn)行。

具體退訂的方法是在母線保護(hù)裝置中將該條檢修線路的MU軟壓板打開。但是這一過程雖然對繼保人員來說很簡單，但是從實(shí)際流程來看，需要在運(yùn)行人員投上合并單元的檢修壓板的同時推出相應(yīng)線路MU軟壓板，所以運(yùn)行人員需要在保護(hù)裝置上進(jìn)行操作。從目前江蘇檢修的分工來看，這一步驟還需要協(xié)調(diào)才能解決。

我在現(xiàn)場觀察之后認(rèn)為較好的辦法是運(yùn)行人員在站控層后臺執(zhí)行投退軟壓板的操作，再學(xué)習(xí)如何在保護(hù)裝置上查看投退的結(jié)果。這樣即保證了運(yùn)行人員不會誤改保護(hù)裝置上的其他參數(shù)，也實(shí)現(xiàn)了檢修線路與母線間隔的隔離。

3結(jié)語

智能變電站在實(shí)際運(yùn)行中最需要關(guān)注的就是如何將傳統(tǒng)變電站中的檢修流程轉(zhuǎn)換成智能變電站的流程，不管是運(yùn)行人員還是檢修人員，只有在完整了解IEC 61850的內(nèi)容之后才能在檢修智能變電站的設(shè)備時做到心中有數(shù)。

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（作者單位：國網(wǎng)山西省檢修公司）