智能变电站扩建110 kV母差保护不停电接入的实践

戴世强，裘愉涛，吴靖，侯伟宏

（1.国网浙江省电力公司杭州供电公司，杭州310009；2.国网浙江省电力公司，杭州310007）

智能变电站扩建110 kV母差保护不停电接入的实践

戴世强1，裘愉涛2，吴靖1，侯伟宏1

（1.国网浙江省电力公司杭州供电公司，杭州310009；2.国网浙江省电力公司，杭州310007）

智能变电站的继电保护二次回路由直观的二次接线转变为不直观的抽象网络数据流，扩建过程中必须考虑到新间隔对运行间隔的影响，布置合理恰当的安全措施。在分析智能变电站检修机制的基础上，探讨了智能变电站扩建110 kV母差保护的不停电接入的相关安全措施，并通过220 kV文津变110 kV学林Ⅰ与Ⅱ间隔扩建工程验证了策略的正确性和安全措施的可靠性。

智能变电站；母差保护；不停电接入；安全措施

0 引言

智能变电站与传统变电站相比，智能变电站的继电保护二次回路由直观的二次接线转变为抽象的网络数据流，工程师们不得不面对变电站智能化、信息化带来的检修、扩建安全措施无明显电气断开点的问题，智能变电站扩建策略的正确性和安全措施的可靠性正在成为研究的热点。

国内外对于智能变电站的关键技术研究已经取得了部分成果[1-13]：文献[1-4]基于IEC 61850标准介绍了智能变电站与常规变电站的区别；文献[5]给出了220 kV智能变电站的设计规范；文献[6]介绍了智能变电站二次系统可靠性评估、网络模型的建立及稳态正常工作概率的计算；文献[7]介绍了智能变电站工程实施的关键技术和调试方案的研究；文献[8]在智能变电站关键技术的基础上，提出了典型220 kV智能变电站的工程实施方案；文献[9-11]介绍了智能变电站安全措施技术的研究；文献[12]介绍了通过某220 kV变电站的不停电校验验证了安全措施的可靠性；文献[13]介绍了某500 kV智能变电站单间隔扩建的模拟及智能变电站不停电扩建的关键技术。值得一提的是，智能变电站扩建相关安全措施的研究还很少，对安全措施的可靠性尚未给予工程验证。

在此基于继电保护GOOSE（面向通用对象的变电站事件）跳闸技术，分析了智能变电站的检修机制，探索了110 kV母差保护的接入策略并提出了相关安全措施。

1 智能变电站检修机制

相比于传统变电站，智能变电站实现了全站信息数字化、通信平台网络化、信息交互标准化：采用IEC 61850标准实现全站设备的统一建模和自我描述，增强二次设备之间的互操作性；网络通信技术的发展使得变电站内自动化系统接入和其他有用信息的共享成为可能；智能化一次设备以及电子式互感器通过通信光纤实现与间隔层设备之间的信息交互。

在继电保护方面，智能变电站的继电保护设备采用功能软压板和GOOSE发送、接收软压板代替传统硬压板，采用SV（采样值）接收软压板代替传统大电流端子，智能终端仍使用出口硬压板。保护装置、智能终端和合并单元以检修压板的组合表示不同设备的检修状态，在设备检修时需要根据实际情况考虑检修压板的投退。

表1给出了智能变电站保护装置和智能终端之间的检修压板配合。表1中检修态表示设备投入检修压板，非检修态表示设备退出检修压板。

表1 保护装置和智能终端之间的检修压板配合

对于智能变电站110 kV母差保护的不停电扩建工程，如何有效隔离新增间隔与运行间隔，实现新增间隔与一期工程110 kV母差保护的搭接是此处研究的重点。

2 110 kV母差保护不停电接入策略

对于110 kV单母分段的主接线方式，母差保护除了母分开关位置和手合接点开入外，不接收其他开入量。考虑到原110 kV母差保护已经最大化配置了跳闸出口及闭锁重合闸回路，可以采用以下2种接入策略。

2.1 不重新下装CID配置文件的接入策略

一期工程中110 kV母差保护的所有GOOSE光口已经最大化配置了跳闸出口及闭锁重合闸回路，发布的数据包、心跳报文现场监视正常，不重新下装CID（智能电子设备的配置描述文件）的接入策略能够满足110 kV母差保护正常的跳闸出口逻辑。

110 kV母差保护不重新下装CID配置文件的接入策略如图1所示，一二期配置方案的区别仅在于GOOSE回路断链告警模式不一致。该策略的优势在于方便实行，施工现场只需要把尾纤连接到母差保护相应的GOOSE光口，完成母差保护对新增间隔出口逻辑测试即可投入运行，对运行间隔不会产生影响，实现了母差保护的不停电接入。

图1 110 kV母差保护不重新下装CID配置文件的接入策略

该策略的不利之处在于110 kV母差保护没有配置新间隔的开入量，无法直接反映“110 kV母差保护接收新增间隔GOOSE断链”信号。由于此信号对母差保护正常运行、动作出口没有任何影响，智能终端作为母差保护跳闸信号的接收方能够上报“新增间隔接收110 kV母差保护GOOSE断链”信号，可以通过测控装置采集智能终端的告警开入实现断链告警。

使用该策略进行母差保护的不停电接入，母差保护未下装CID配置文件，无需进行母差保护与运行间隔的联动试验。进行母差保护与新增间隔的联动试验时，应做好母差保护与运行间隔之间的隔离措施，防止误跳运行间隔。基于智能变电站的检修机制，提出表2所示安全措施。

表2 母差保护不重新下装CID配置文件的接入安全措施

2.2 重新下装CID配置文件的接入策略

与不重新下装CID配置文件的接入策略相比，该策略需要在SCD（变电站配置描述）文件中配置母差保护接收新增间隔隔离开关位置的接入点。隔离开关位置报文仅用作判断母差保护与智能终端之间GOOSE链路的通断，若母差保护在规定的时间内没有收到隔离开关位置报文，直接上送“110 kV母差保护接收新增间隔GOOSE断链”信号。

采用重新下装CID配置文件的策略应按照以下流程进行：

（1）重新配置SCD文件。母差保护订阅新增间隔的隔离开关位置时应尽量保证运行间隔的订阅顺序不变，防止顺序变位造成母差上送告警序号出错。

（2）采用文本对比工具比较新生成的母差保护CID配置文件和备份的配置文件，确保除了新增间隔外2个配置文件其余部分完全一致。

（3）无需接入新间隔的GOOSE插件暂不下装CID配置文件，用于比较GOOSE跳闸报文，待确认跳闸报文相同后再下装CID配置文件。

（4）采用报文分析软件确认，下装过CID配置文件的GOOSE插件和没有下装过配置文件的GOOSE插件跳闸报文完全一致。

（5）采用备用智能终端模拟运行间隔的智能终端与母差保护进行联动试验，联调一致后恢复110 kV线路和主变的110 kV侧智能终端。

图2给出了110 kV母差保护重新下装CID配置文件的接入策略。母差保护中新间隔的配置方案与运行间隔相同，保持了全站配置文件的一致性，便于运行维护。

该接入策略的不利之处在于必须停用110 kV母差保护，重新下装CID配置文件，增加了作业风险。

母差保护重新下装CID配置文件，备用智能终端模拟运行间隔的智能终端与母差保护进行联动试验。联动试验时，应做好母差保护与运行间隔之间的隔离措施，防止误跳运行间隔。基于智能变电站的检修机制，提出表3所示的安全措施。

图2 110 kV母差保护重新下装CID配置文件的接入策略

表3 母差保护重新下装CID配置文件的接入安全措施

3 110 kV母差保护不停电接入的工程实践

2013年5月，国网杭州供电公司在220 kV文津变电站（简称文津变）110 kV学林Ⅰ与Ⅱ间隔扩建工程中，进行了母差保护不停电接入策略的实践。

220 kV文津变采用模拟量采样+智能终端的直采直跳方式，站内110 kV部分采用单母分段的主接线方式。扩建工程中新增二次设备包括：CSC-161A/E保护装置2套；JFZ-600S智能终端装置2套；GCK851C-X12测控装置2套；电能表2只。

图3为220 kV文津变110 kV部分主接线，最右侧即接入工程中新增的2个间隔。

图3 220 kV文津变110 kV部分接线

采用了母差保护重新下装CID配置文件的接入策略，备用智能终端模拟运行间隔的智能终端与母差保护进行联动试验。为防止母差保护误跳运行间隔，采用表3所示的安全措施，使2个接入间隔安全投入运行。

4 结语

基于继电保护GOOSE跳闸技术，根据智能变电站的检修机制，提出了110 kV母差保护重新下装CID配置文件和不重新下装CID配置文件的2种不停电接入策略和相应安全措施，在220 kV文津变110 kV学林Ⅰ与Ⅱ间隔接入工程实践中，采用重新下装CID配置文件的方法，使母差保护不停电安全接入了新的扩建间隔。

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（本文编辑：杨勇）

Practice of 110 kV Bus Differential Protection Connection without Power Cut in Smart Substation Extension

DAI Shiqiang1，QIU Yutao2，WU Jing1，HOU Weihong1
1.State Grid Hangzhou Power Supply Company，Hangzhou 310009，China；2.State Grid Zhejiang Electric Power Company，Hangzhou 310007，China）

The intuitive secondary circuits of relay protection in smart substation have been changed into abstract network data streams.Reasonable and appropriate safety measures must be taken during the extension with the consideration of the influence of new intervals on operation intervals.Based on analysis of maintenance mechanism for smart substation，the paper elaborates on relevant safety measures for 110 kV bus differential protection connection without power cut in smart substation extension；besides，it verifies correctness of extension strategy and reliability of safety measures by the extension project of interval I and II of 110 kV Xuelin line of 220 kV Wenjin substation.

smart substation；bus differential protection；connection without power cut；safety measure

TM772

：B

：1007-1881（2014）11-0015-04

2014-09-11

戴世强（1985－），男，江苏海安人，工程师，从事继电保护相关工作。