智能變電站二次回路隔離措施研究

張捷

（國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司檢修分公司，重慶 404100）

隨著科技的發(fā)展，人們對(duì)于電力需求的持續(xù)增長(zhǎng)，變電站在設(shè)計(jì)、建設(shè)和產(chǎn)品研制等方面逐漸融入了智能化元素，近年來(lái)大量新技術(shù)、新材料的運(yùn)用使得國(guó)內(nèi)變電站逐步走向了“智能化”道路。盡管智能化的設(shè)備使得運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)降低，安全性能提升，但是在具體的操作過(guò)程中，不免還會(huì)出現(xiàn)紕漏，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)拒動(dòng)或者誤動(dòng)。如何保障智能變電站運(yùn)行的安全性，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能變電站二次回路隔離，提高設(shè)備運(yùn)行效率是一個(gè)值得思考的問(wèn)題。本文圍繞智能變電站二次回路隔離措施展開，為提高運(yùn)行的安全性，降低設(shè)備出現(xiàn)誤動(dòng)及拒動(dòng)的可能性提供了理論參考。

1 中國(guó)智能變電站運(yùn)檢維護(hù)現(xiàn)狀

近年來(lái)，中國(guó)將安全生產(chǎn)作為一項(xiàng)極端重要的工作來(lái)抓落實(shí)，抓整改，已經(jīng)取得了顯著成效，在智能變電站發(fā)展領(lǐng)域，主要表現(xiàn)為設(shè)備的智能化水平提高，設(shè)備自我監(jiān)護(hù)、預(yù)警功能逐漸完善，極大地降低了潛在風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能。但是電力生產(chǎn)依舊是高風(fēng)險(xiǎn)的項(xiàng)目，在運(yùn)檢維護(hù)方面還是需要提高警惕。尤其是智能變電站設(shè)備與常規(guī)的變電設(shè)備在技術(shù)上、材質(zhì)上、結(jié)構(gòu)上都發(fā)生了很大改變，運(yùn)維工作更需要作為重點(diǎn)。從實(shí)踐來(lái)看，智能變電站的安全系數(shù)還有待考究，運(yùn)檢維護(hù)受到工作人員一時(shí)難以適應(yīng)新的二次回路實(shí)現(xiàn)模式，智能變電站正處在推廣初期，在設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)范、運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)等都還沒(méi)有形成行業(yè)規(guī)范等因素的影響，在開展時(shí)遇到了一些難題，提出智能變電站二次回路隔離，加強(qiáng)隔離措施，確保運(yùn)行安全成為不得不討論的重要課題。

2 智能變電站二次回路的特點(diǎn)

智能變電站不同于傳統(tǒng)的二次回路，在連接點(diǎn)和隔離上采用的是光纖材質(zhì)，這種材質(zhì)的最大缺點(diǎn)是易折斷，連接點(diǎn)非常容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，并且智能變電站不同于傳統(tǒng)的二次回路，工作人員在排查斷開點(diǎn)的時(shí)候，智能變電站由于隱蔽性在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題方面難度較大，這就為故障排除增加了工作難度[1]。從專業(yè)角度分析，對(duì)于智能變電設(shè)備而言，與常規(guī)設(shè)備最不相同的地方在于智能變電站的模擬量和開關(guān)量在開關(guān)場(chǎng)地即變成數(shù)字量，通過(guò)光纖直采或網(wǎng)絡(luò)組播的方式發(fā)送至響應(yīng)裝置，并且保護(hù)裝置也取消了硬壓板設(shè)置，開關(guān)量接收發(fā)送只通過(guò)裝置內(nèi)部的軟壓板進(jìn)行隔離，這就是人們常說(shuō)的智能變電站電氣連接變得抽象化，這也成為了目前智能變電站運(yùn)檢維護(hù)工作面臨的最大難點(diǎn)。對(duì)于傳統(tǒng)的變電站來(lái)說(shuō)，二次回路可以實(shí)現(xiàn)多層次、全方位、可視化的安全保護(hù)措施，可通過(guò)投退壓板、端子排隔離或拆線的方式完全切斷與其他間隔的相關(guān)聯(lián)系，換句話說(shuō)常規(guī)的變電站的隔離情況是可以直接被觀察到的，哪怕是在復(fù)雜的情況下，通過(guò)測(cè)量也是能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)地電位的檢測(cè)，掌握其隔離情況的。但是智能變電站的數(shù)字量雖然從理論上來(lái)說(shuō)更加精準(zhǔn)化和具體化但是其可靠性在實(shí)踐過(guò)程中還是值得探討的。這是因?yàn)?，智能化的設(shè)備在設(shè)計(jì)上融入了更多的內(nèi)部程序、軟件等，通過(guò)外部觀感檢修人員是無(wú)法發(fā)現(xiàn)問(wèn)題根源的，比如，在現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收過(guò)程中，未經(jīng)過(guò)GOOSE發(fā)送軟壓板的前提下就出現(xiàn)了保護(hù)跳閘的誤動(dòng)情況，其原因?yàn)閺S家在配置SCD文件時(shí)漏連相關(guān)虛端子所致[2]。所以說(shuō)，智能化的設(shè)備盡管在運(yùn)算和工作效率上有所改善，但是運(yùn)行檢測(cè)等方面同樣會(huì)因?yàn)樵O(shè)備更新出現(xiàn)新的問(wèn)題，并且是不容忽視的。

3 智能變電站二次回路隔離措施

3.1 GOOSE回路隔離措施

光纜在整個(gè)電力系統(tǒng)中的作用是信息傳輸和反饋，在智能變電站保護(hù)裝置中，電纜傳輸信息和口令的作用依舊不容小覷，電纜的安全性直接影響到智能設(shè)備運(yùn)行的效率。GOOSE回路隔離措施是一種基于電纜的隔離措施。具體來(lái)講可以區(qū)分為四種類型：①能夠?qū)⑿盘?hào)隔離在發(fā)送方的退出GOOSE出口軟壓板的措施；②與之工作原理相同的是投入設(shè)備的檢修壓板；③退出GOOSE接受軟壓板，這種類型的隔離是將信號(hào)隔離在了接收方；④采用光纖隔離保護(hù)，其工作原理是通過(guò)退出智能終端的出口硬壓板，將信號(hào)隔離在傳輸通道上，并以此來(lái)確保工作的準(zhǔn)確性，這種隔離保護(hù)的特點(diǎn)是能夠保證開關(guān)無(wú)任何動(dòng)作。

采用GOOSE回路隔離措施的檢修工作是回路保護(hù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但是對(duì)于智能變電站的檢修工作也十分復(fù)雜，大致可以分為智能終端檢修、合并單元檢修、保護(hù)裝置檢修等三大類別。基于光纖隔離的特性，這種隔離方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)虛回路測(cè)試，整組傳動(dòng)試驗(yàn)無(wú)法正常進(jìn)行，實(shí)際上是不適合采用光纖隔離手段。基于上述檢修的特點(diǎn)，為了確保隔離效果，完善檢修手段，方便智能變電站的檢查修理，一般采用的智能變電站二次回路保護(hù)措施為自GOOSE接收軟壓板退出、投入設(shè)備的檢修壓板、光線隔離設(shè)置、退出保護(hù)裝置GOOSE發(fā)送軟壓板等隔離方法。

按照問(wèn)題發(fā)生的實(shí)際情況進(jìn)行具體分析。當(dāng)合并單元出現(xiàn)異常情況時(shí)，保護(hù)裝置的采樣將會(huì)失效，在這種情況下，通常采用的手段為，利用木箱保護(hù)及時(shí)采集信息并利用合并單元具備的對(duì)應(yīng)線路所起到的線路保護(hù)的功能采取軟硬壓板，分別從GOOSE發(fā)送和接收壓板退出，緊接著投入智能變電站二次回路保護(hù)裝置的檢修壓板和智能終端。當(dāng)智能終端出現(xiàn)異常情況時(shí)，當(dāng)務(wù)之急是迅速退出出現(xiàn)異常情況的所有出口硬壓板，在退出后還應(yīng)該進(jìn)一步確認(rèn)是否完全退出，只有在完全退出的前提下才能采取下一步操作，即投入檢修硬壓板。

3.2 SV回路隔離措施

為了確保采集到的電流電量情況能夠以數(shù)字量的形式傳遞到智能變電站保護(hù)裝置中，通常采用的措施方法是以智能變電站中的合并單元，利用電纜完成電流電壓值，這一方式同樣是SV回路隔離措施的主要手段。具體的措施可以根據(jù)實(shí)際情況分為兩種措施，一種是投退合并單元檢修壓板措施，另一種是投退SV接受軟壓板措施。

受環(huán)境的影響，僅采用一種隔離措施可能難以達(dá)到理想的隔離效果，有的裝置盡管在SV軟壓板退出的狀態(tài)下可以正常采集到電流電壓數(shù)值，但是數(shù)據(jù)的傳送卻會(huì)受到阻礙，電流電壓數(shù)值無(wú)法傳送到職能保護(hù)裝置中，但是大部分裝置在SV軟壓板退出的狀態(tài)下是無(wú)法完成電流電壓數(shù)據(jù)采集的[3]。因此，通常認(rèn)為為了工作的安全性和穩(wěn)定性一般采用兩種隔離措施，配合使用，來(lái)達(dá)到理想的隔離狀態(tài)，取得良好的保護(hù)效果。

4 智能變電站二次回路隔離對(duì)策的應(yīng)用分析

不同的智能變電站二次回路隔離措施的特點(diǎn)不同，但是在當(dāng)前階段都存在著一定程度的缺陷。

光纖作為GOOSE信息傳輸媒介，能夠?qū)崿F(xiàn)智能變電站之間的信號(hào)傳遞，理論上講通過(guò)對(duì)裝置光纖采取隔離措施是最直接也是最有效的智能變電站隔離手段，但是在實(shí)際的操作中，反復(fù)多次對(duì)光纖設(shè)備進(jìn)行插拔會(huì)導(dǎo)致接口松動(dòng)，影響設(shè)備壽命，還會(huì)對(duì)光纖設(shè)備端口造成一定的污染，影響設(shè)備連接的靈敏度，導(dǎo)致信息傳輸效率遲緩，因此光纖隔離可作為短期少次的隔離措施，而不能作為常規(guī)性、長(zhǎng)期性的措施選擇。

另外其他一些智能變電站的隔離措施也并非在任何情況下都可以使用。比如，GOOSE軟壓板方法無(wú)法在保護(hù)裝置或者保護(hù)程序發(fā)生異常的情況下正常工作，因?yàn)镚OOSE隔離技術(shù)工作的重要前提就是依靠軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的傳遞，因此說(shuō)僅憑這一種隔離措施是難以達(dá)到預(yù)期目的的。為此，為了保證二次回路完全隔離，充分發(fā)揮二次變電站的功能，多措并舉，協(xié)同工作已經(jīng)成為二次回路保護(hù)的主要方向。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，筆者了解到盡管“智能化”代表著生產(chǎn)力的進(jìn)步，但是在變電站智能化的前進(jìn)道路上，不應(yīng)該只關(guān)注到設(shè)備本身的升級(jí)，還應(yīng)該考慮到現(xiàn)有配套設(shè)施的改造升級(jí)，本文針對(duì)智能變電站運(yùn)行維護(hù)存在的問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述，并提出了隔離措施，相信在今后工作中，隨著運(yùn)檢人員對(duì)智能變電站技術(shù)的掌握程度不斷加深及配套設(shè)施的完善，電廠必定能實(shí)現(xiàn)低風(fēng)險(xiǎn)的長(zhǎng)久性發(fā)展。