一種智能變電站繼電保護(hù)傳動(dòng)斷路器試驗(yàn)方法

朱皓 王銀 王磊 黃力 劉志斌 趙圓圓 梁戟 黃松

【關(guān)鍵詞】智能變電站;風(fēng)險(xiǎn)分析;斷路器;傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)

【中圖分類(lèi)號(hào)】TM63 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2021）05-0040-03

0 序言

隨著智能變電站的不斷發(fā)展，智能變電站設(shè)備檢驗(yàn)工作不斷增加，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)檢驗(yàn)方法已經(jīng)不能適應(yīng)智能變電站的要求。我們必須根據(jù)智能變電站的特點(diǎn)，探索出一套行之有效的智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備檢驗(yàn)方法，從而滿(mǎn)足工作的需要。在檢驗(yàn)智能變電站內(nèi)的數(shù)字化繼電保護(hù)設(shè)備的過(guò)程中，必然要進(jìn)行斷路器傳動(dòng)試驗(yàn)，用以檢驗(yàn)電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)設(shè)備能否正確隔離故障，避免故障范圍擴(kuò)大。本文對(duì)智能變電站繼電保護(hù)傳動(dòng)斷路器試驗(yàn)方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。

1 風(fēng)險(xiǎn)分析

智能變電站中，無(wú)論是“直采網(wǎng)跳”模式（如圖1所示）還是“網(wǎng)采網(wǎng)跳”模式（如圖2所示），各電壓等級(jí)母線(xiàn)電壓均通過(guò)母線(xiàn)合并單元采集，再由母線(xiàn)合并單元將數(shù)據(jù)傳送至過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)或級(jí)聯(lián)至各間隔合并單元。繼電保護(hù)裝置、測(cè)控裝置通過(guò)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)或本間隔合并單元采集裝置采集所需要的母線(xiàn)電壓。

為了保證供電可靠性，在對(duì)智能變電站的繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，一般是逐一對(duì)其進(jìn)行停電檢驗(yàn)，因此當(dāng)對(duì)某一間隔的保護(hù)裝置進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，母線(xiàn)合并單元繼續(xù)運(yùn)行，為其他運(yùn)行設(shè)備提供二次電壓數(shù)據(jù)。間隔合并單元采集的數(shù)據(jù)除了提供給本間隔保護(hù)裝置外，還要提供給母線(xiàn)保護(hù)裝置、備自投裝置等其他二次設(shè)備。因此，若我們直接在母線(xiàn)合并單元、間隔合并單元處通入模擬量或數(shù)字量時(shí)，首先母線(xiàn)合并單元必須退出運(yùn)行，其次除本間隔保護(hù)裝置外，其他設(shè)備（例如備自投、母差保護(hù)裝置等）也會(huì)采集到通入的交流量，特別是在“網(wǎng)采網(wǎng)跳”模式下，造成運(yùn)行設(shè)備的異常，誤傳動(dòng)運(yùn)行斷路器的風(fēng)險(xiǎn)非常高。

保護(hù)裝置的GOOSE開(kāi)出，除了發(fā)送至本間隔智能終端外，還可能會(huì)涉及其他運(yùn)行間隔，例如主變保護(hù)裝置除開(kāi)出至主變?nèi)齻?cè)斷路器外，還可能開(kāi)出至小電源線(xiàn)路斷路器[1]，這也存在很高的誤傳動(dòng)運(yùn)行斷路器風(fēng)險(xiǎn)。

2 試驗(yàn)方法

為了規(guī)避上述風(fēng)險(xiǎn)，高質(zhì)量地完成保護(hù)裝置檢驗(yàn)工作，根據(jù)智能變電站的特點(diǎn)和數(shù)字化繼電保護(hù)測(cè)試儀的優(yōu)越性，智能變電站數(shù)字化保護(hù)設(shè)備的光纖收發(fā)相互獨(dú)立，數(shù)字化繼電保護(hù)測(cè)試儀能夠單獨(dú)地發(fā)送和接收GOOSE信號(hào)，而且數(shù)字化繼電保護(hù)測(cè)試儀能夠分別模擬保護(hù)設(shè)備、合并單元和智能終端，綜合考慮這些因素，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，我們制訂了斷路器傳動(dòng)試驗(yàn)方案，具體步驟如下。

（1）可通過(guò)圖形化SCD文件解析軟件[2]，對(duì)全站SCD配置文件進(jìn)行全面檢查，查看所有接收被測(cè)保護(hù)裝置的GOOSE開(kāi)出的IED設(shè)備配置是否正確，查看過(guò)程層交換機(jī)的配置，檢查其VLAN劃分是否正確，在確定其正確性的基礎(chǔ)上，這里要特別注意，因?yàn)镚OOSE信號(hào)占用網(wǎng)絡(luò)帶寬并不大，多數(shù)智能變電站的建設(shè)過(guò)程中并不對(duì)GOOSE進(jìn)行VLAN劃分，但是GOOSE信號(hào)十分重要，直接關(guān)系到斷路器能否正確動(dòng)作，所以我們要求在對(duì)交換機(jī)進(jìn)行VLAN劃分時(shí)，必須同步考慮GOOSE信號(hào)的VLAN劃分，這樣可以為GOOSE信號(hào)的正確傳輸提供多一層保障，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步試驗(yàn)。

（2）拔下保護(hù)裝置連接系統(tǒng)的光纖，確認(rèn)只有與其有關(guān)聯(lián)的設(shè)備發(fā)出“GOOSE斷鏈”報(bào)警，符合SCD文件解析結(jié)果，然后按照?qǐng)D3接線(xiàn)，用數(shù)字化繼電保護(hù)保護(hù)測(cè)試儀對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行采樣、邏輯試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中詳細(xì)記錄保護(hù)裝置的GOOSE開(kāi)出，并與SCD文件及虛端子圖（列表）進(jìn)行比較，確保保護(hù)裝置的GOOSE開(kāi)出符合保護(hù)邏輯，GOOSE開(kāi)出點(diǎn)符合設(shè)計(jì)要求，與試驗(yàn)預(yù)期一致。通過(guò)退出我們不需要的GOOSE出口軟壓板的方法，屏蔽不需要的GOOSE命令，并用試驗(yàn)驗(yàn)證，這樣一來(lái)，我們對(duì)保護(hù)裝置的邏輯和出口就進(jìn)行了全面的驗(yàn)證，確保之后的傳動(dòng)斷路器試驗(yàn)不會(huì)誤出口至其他運(yùn)行間隔。

（3）拔下間隔智能終端上連接系統(tǒng)的光纖，確認(rèn)只有與其有關(guān)聯(lián)的設(shè)備發(fā)有“GOOSE斷鏈”報(bào)警，然后按照?qǐng)D4進(jìn)行接線(xiàn)。用數(shù)字化繼電保護(hù)測(cè)試儀模擬保護(hù)裝置在之前試驗(yàn)中開(kāi)出的GOOSE跳閘命令，開(kāi)出GOOSE跳閘、合閘命令，傳動(dòng)斷路器，驗(yàn)證智能終端能夠根據(jù)保護(hù)裝置發(fā)出的跳合閘命令正確動(dòng)作，檢驗(yàn)斷路器動(dòng)作行為正確，因?yàn)橹悄芙K端與斷路器之間的聯(lián)系仍為傳統(tǒng)方式，所以其二次回路的檢查與傳統(tǒng)方式一致[3]。

（4）在上述試驗(yàn)都正確的前提下，我們可以充分利用保護(hù)裝置、智能終端收發(fā)獨(dú)立的特點(diǎn)，拔下保護(hù)裝置連接系統(tǒng)的“收”光纖，按照?qǐng)D5接線(xiàn)。用收發(fā)獨(dú)立的數(shù)字化繼電保護(hù)試驗(yàn)儀模擬母線(xiàn)合并單元、間隔合并單元給保護(hù)裝置通入交流量，整個(gè)過(guò)程不會(huì)將模擬量信號(hào)通入交換機(jī)，因此其他IED設(shè)備不會(huì)感受到試驗(yàn)?zāi)M量，從而避免試驗(yàn)交流量數(shù)據(jù)發(fā)送給其他二次設(shè)備，造成運(yùn)行保護(hù)裝置誤動(dòng)作，接下來(lái)按照傳統(tǒng)試驗(yàn)方法進(jìn)行斷路器傳動(dòng)試驗(yàn)。

3 試驗(yàn)方法分析

該方法重點(diǎn)在于：在確保SCD、VLAN劃分正確的基礎(chǔ)上，將保護(hù)裝置、智能終端與系統(tǒng)隔離，分別對(duì)其發(fā)送、接受GOOSE命令的正確性進(jìn)行獨(dú)立驗(yàn)證，從而確保保護(hù)裝置的出口命令不會(huì)導(dǎo)致其他設(shè)備的不正確動(dòng)作，之后充分利用保護(hù)裝置、智能終端收發(fā)獨(dú)立的特點(diǎn)，用數(shù)字化繼電保護(hù)測(cè)試儀給保護(hù)裝置提供交流量數(shù)據(jù)，不干涉保護(hù)裝置通過(guò)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)發(fā)送GOOSE命令，從而驗(yàn)證保護(hù)裝置出口鏈路的正確性。

整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程，雖然利用數(shù)字化繼電保護(hù)測(cè)試儀做了兩次試驗(yàn)，但是整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程不會(huì)影響其他非檢驗(yàn)設(shè)備的正常運(yùn)行，也不必花大量的時(shí)間對(duì)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行有效的隔離，智能變電站設(shè)備二次安全措施大大簡(jiǎn)化，同時(shí)對(duì)保護(hù)裝置到智能終端的出口鏈路進(jìn)行了完整的檢查，對(duì)出口邏輯的驗(yàn)證非常全面，現(xiàn)場(chǎng)工作的安全性和工作效率都有較大的提升。

4 結(jié)語(yǔ)

智能變電站二次設(shè)備的檢驗(yàn)是一個(gè)較新的技術(shù)領(lǐng)域，繼電保護(hù)人員只有對(duì)智能變電站技術(shù)有著深刻且理性的認(rèn)識(shí)，才能高效、安全地完成工作任務(wù)。我們利用上述方法完成了部分智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備的定檢工作，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用的效果令人滿(mǎn)意，為今后的工作積累了經(jīng)驗(yàn)。在今后的工作中，我們還需要不斷摸索、科學(xué)分析，不斷完善各種試驗(yàn)方法。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]趙繼維，張禮波，朱皓.智能保護(hù)裝置對(duì)綜自設(shè)備跳閘方案的改進(jìn)[J].貴州電力技術(shù)，2015（8）：59-60，58.

[2]王磊，黃力，張禮波.智能變電站失靈保護(hù)二次回路的可視化數(shù)字圖紙建模方法[J].機(jī)械與電子，2020（4）：28-32.

[3]朱皓，王磊，張禮波.數(shù)字化變電站雙重化智能終端電氣防跳功能完善[J].貴州電力技術(shù)，2015（4）：59-60，63.