500 kV智能变电站扩建工程的继电保护投入方案

杜浩良，裘愉涛，陈国平，沃建栋

（1.金华电业局，浙江金华321017；2.浙江省电力公司，杭州310007）

500 kV智能变电站扩建工程的继电保护投入方案

杜浩良1，裘愉涛2，陈国平1，沃建栋1

（1.金华电业局，浙江金华321017；2.浙江省电力公司，杭州310007）

以浙江金华500 kV芝堰智能变电站为例，提出智能变电站运行和检修二次设备的安全隔离措施，介绍了500 kV智能变电站扩建边断路器和线路、中断路器和主变、220 kV线路等3种情况下应采取的系统联调试验方案，讨论了对电网运行可能带来的影响，对基于IEC 61850标准的智能变电站的扩建中，继电保护调试投入具有借鉴意义。

智能变电站；扩建；安全措施；GOOSE联调

以智能化一次设备、网络化二次设备分层构建，并以IEC 61850规约为基础，实现智能电气设备间信息共享和互操作的智能化变电站，将得到广泛应用，扩建工程也将不可避免。

以浙江金华500 kV芝堰智能变电站（简称芝堰变）扩建为例，需完成新安装保护屏及户外智能终端柜就位、二次电缆及光缆敷设、二次小线搭接及光缆尾纤熔接工作；配置全站新SCD（系统配置描述）文件、导出新安装设备的CID（字符识别码）文件并下装，完成新安装设备之间的联调工作。为安全投入新设备，应制定完善的继电保护投入方案。

1 芝堰变GOOSE组网模式

500 kV侧GOOSE（面向通用对象的变电站事件）网络总体结构为单星形网，双重化的2套保护分别接入2个独立的GOOSE网。GOOSE交换机按出线、主变压器（简称主变）、母线等间隔配置，同一串的2套保护分别配置2台交换机，2套保护GOOSE网相互独立；中断路器保护、智能终端及测控出2个GOOSE口分别接到同一串的2个间隔交换机，利用装置原来的双GOOSE口配置，不再另配GOOSE口。除母差保护外，所有间隔之间没有保护GOOSE联系，任意一台交换机损坏不影响其他间隔运行，如图1所示。

220 kV侧GOOSE交换机按出线、主变断路器、母线、母联（分段）等多间隔配置，第1套线路保护装置4套接入1台交换机。母联（分段）保护单重化配置，出2个GOOSE口分别接到2套网络的间隔交换机，利用装置原来的双GOOSE口配置，不再另配GOOSE口，组网模式如图2所示。

2 安全隔离措施

传统变电站继电保护采用二次电缆硬接线，可以通过设置硬压板来实现跳闸等信号的投入和退出。退出时有明显的断开点可以检查，投入时回路是否接通也可以通过仪表检查，可采用“短电流，断电压，拆跳闸”的方法做二次回路的安全隔离措施。

但基于IEC 61850标准的智能化变电站，保护装置开入开出信号通过光缆采用GOOSE报文传输，功能投入、启动、联闭锁、跳闸出口均采用软压板实现，新投产保护装置与已运行设备之间无明显的物理断开点，投入时也无法通过仪表检查回路是否接通。因此，在将GOOSE应用到继电保护领域后，将面临如何实现设备运行检修“隔离”的问题。

现有解决方案是设置检修状态硬压板，当装置检修压板投入时，将上送报文品质的测试位Test置位；GOOSE接收端装置根据上送报文品质的测试位Test判断报文是否为检修报文并进行相应处理，将接收的GOOSE报文中的测试位Test与装置自身的检修压板状态进行比较，只有两者一致时才视信号有效而进行处理或动作；否则不作处理。因此，通过投入装置的检修状态硬压板能隔离运行设备和检修设备，另外取下检修设备的GOOSE软压板实现第二重保障措施，在每次联调试验前，均必须确认2类压板的状态。

3 扩建5013断路器和线路

以500 kV芝堰变第一串扩建为例，原运行有2号主变及5011断路器、5012断路器，Ⅰ期投运时GOOSE交换机、MMS（模块化管理）交换机已经按远景配置。本期扩建5013断路器及线路Ⅰ，新安装二次设备有：线路Ⅰ2套线路保护装置、2套远跳就地判别装置；5013断路器2套保护装置、2套智能终端装置、测控装置，如图3粗实线所示（以第1套为例）。

以第一套为例，联调时需将5012断路器改检修状态，停用5012断路器第1套保护装置、智能终端装置、500 kVⅡ母第1套母差保护装置，放上其装置检修状态硬压板，退出GOOSE软压板，取下5012断路器第1套智能终端装置的三相出口跳闸硬压板、三相出口合闸硬压板，重新下装上述装置的CID文件，如图3中粗虚线所示设备。

由于改动了运行设备的CID文件，需要通过GOOSE联调来验证相关信息流配置是否正确，需要联调的项目如表1-7所示，以装置的流入GOOSE信息流方向为基准。

4 扩建5042断路器和主变

以500 kV芝堰变扩建为例，第4串原运行5041断路器、5043断路器和Ⅰ母侧线路，Ⅰ期投运时GOOSE交换机、MMS交换机已经按远景配置。本期扩建5042断路器及4号主变，新安装4号主变2套主变保护、5042断路器2套保护、2套智能终端、测控装置，如图4粗实线所示（以第1套为例）。

以第1套为例，联调时需将5041与5043断路器改检修状态，停用5041与5043断路器第1套保护装置、智能终端装置、线路保护装置和远跳就地判别装置，放上装置检修状态硬压板，退出GOOSE软压板，取下5041与5043开关2套智能终端装置的三相出口跳闸硬压板、三相出口合闸硬压板，重新下装上述装置的CID文件，如图4粗虚线所示设备。考虑到供电影响，5041与5043断路器不同时改检修。

由于改动了运行设备的CID文件，需要通过GOOSE联调来验证相关信息流配置是否正确，需要联调的项目如表8-12所示，以装置的流入GOOSE信息流方向为基准。

5 扩建220 kV线路

220 kV线路扩建，新安装线路2套保护装置、2套智能终端装置，如图5粗实线所示。以第一套为例，联调时将母差保护改信号，放上装置检修状态硬压板，退出GOOSE软压板，重新下装母差保护装置的CID文件，如图5中粗虚线所示设备。需要联调的项目如表13-14所示，以装置流入GOOSE信息流方向为基准。

由于母差保护的CID文件已经变动，需将同一段母线的全部线路或主变全停，通过模拟试验验证相关GOOSE链路是否正确，会给电网运行带来较大影响。

为避免运行一次设备陪停，同时也为了减少调试工作量，一般要求基建时220 kV母差保护按照远景配置完整，扩建时通过修改新安装线路保护装置、智能终端装置的CID文件，以适应已经运行的母差保护模型，这样只需安排模拟试验验证母差保护与新安装保护装置的相关链路是否正确。

6 结语

执行所述继电保护投入方案，可保证扩建工程中保护的可靠投入。根据检修状态硬压板的设置原理，改检修设备与新安装设备之间需进行如图6所示的4种方式进行GOOSE联调试验，才能确保GOOSE链路配置正确。

但在实际工作中，由于运行设备不投检修状态硬压板，改检修设备往往只能模拟投入检修状态硬压板，即方式3与4两种情况验证GOOSE链路试验。若需验证改检修设备不投检修状态硬压板模式，即方式1与2两种情况，需将关联运行保护装置全部同时改信号状态，并投入其检修状态硬压板才能确保试验安全，但对电网运行影响较大。

[1]高翔.智能变电站应用技术[M].北京：中国电力出版社，2008.

[2]杜浩良，李有春.基于IEC 61850标准数字化与传统继电保护的比较[J].电力系统保护与控制，2009，37（24）: 172-176.

[3]裘愉涛，杜浩良.传统500 kV继电保护智能化改造方案研究[J].电力自动化设备，2011，31（11）:143-148.

[4]杜浩良，李有春，盛继光.基于IEC 61850标准数字化与传统继电保护的比较[J].电力系统保护与控制，2009，37（24）:172-176.

[5]孔晓峰，杜浩良.基于IEC 61850标准的数字化继电保护运行方式[J].中国电力，2010，43（4）:28-32.

[6]朱炳铨，王松.基于IEC 61850 GOOSE技术的继电保护工程应用[J].电力系统自动化，2009，33（8）:104-107.

（本文编辑：杨勇）

Scheme of Relay Protection Operation for 500 kV Smart Substation Extension Project

DU Hao liang1，QIU Yu tao2，CHEN Guo ping1，WO Jian dong1
（1.Jinhua Electric Power Bureau，Jinhua Zhejiang 321017，China；2.Zhejiang Electric Power Company，Hangzhou 310007，China）

By taking 500 kV Zhiyan smart substation in Jinhua of Zhejiang province as an example，the paper proposes safety isolation measures for operation and maintenance of secondary equipment in the smart substation；it describes the integrated commissioning scheme for extension of side circuit breaker and lines，tie circuit breaker and main transformer and 220 kV lines in 500 kV smart substation，and it also discusses the impact on power grid，providing reference for commissioning and operation of relay protection in smart substation extension based on IEC 61850.

smart substation；extension；safety precautions；GOOSE integrated commissioning

TM774

：B

：1007-1881（2013）11-0010-05

2013-08-13

杜浩良（1977-），男，浙江东阳人，硕士，高级工程师，长期从事电力系统继电保护管理工作。