220kV智能变电站二次系统运维技术的研究

黄伟煌

（国网福建连江县供电有限公司）

220kV智能变电站二次系统运维技术的研究

黄伟煌

（国网福建连江县供电有限公司）

近年来伴随着用电负荷的急剧增加和智能电网建设的持续推进，大量220kV智能变电站投入到运行中，而传统二次回路已经几乎在220kV智能变电站调试中全部消失，这意味着传统变电站二次系统运维技术已经无法适应220kV智能变电站的实际需求。此外220kV智能变电站二次系统运维管理中，经常性发生二次系统需要改动、试验而导致一次设备一同停电检修的现象，为此本文结合220kV智能变电站二次系统工作原理和多年工作经验，就如何构建适用于220kV智能变电站二次回路的安全措施和继电保护不停电检修技术进行探讨，以期为提高220kV智能变电站运维管理的可靠性和安全性出谋划策。

220kV智能变电站；二次系统；运维技术；继电保护不停电检修

0 引言

与传统变电站采用以电缆为主的二次回路不同，220kV智能变电站采用以光纤为主的数据流，这意味着传统变电站采用的以断开硬压板或拆除电缆接线为主的二次回路安全措施已经无法适用于220kV智能变电站［1］，为此本文将就220kV智能变电站二次回路的安全措施和不停电检修策略展开探讨。

1 220kV智能变电站二次回路的安全措施

1.1 220kV智能变电站软压板

（1）220kV智能变电站软压板的设计

表1为220kV智能变电站软压板的设计要求，需要注意的是，220kV智能变电站软压板在设计时还应该满足保护基本功能投退和保护功能间交换信号隔离的需求。

（2）GOOSE软压板在220kV智能变电站的具体应用

一方面，GOOSE接收软压板在220kV智能变电站的具体应用。GOOSE接收软压板设置在GOOSE接收侧，其具体应用为：①当GOOSE接收软压板为0时，GOOSE报文的实际内容将不被保护装置所处理，此时根据接收信号的逻辑来自动设置固定值；②当GOOSE接收软压板为1时，GOOSE报文的实际内容将被保护装置所处理［2］。

另一方面，GOOSE发送软压板在220kV智能变电站的具体应用。为操作方便，通常220kV智能变电站会将多个GOOSE出口软压板组合为一块。装置的开关信息将被GOOSE发送软压板所控制，当GOOSE发送软压板为退出状态时，此时GOOSE报文的开关量为0，接收装置通过接收GOOSE报文信息来实时更新。此外，通过编辑装置GOOSE发送软压板和开出信息的关联关系，GOOSE投退压板时都不会对对应间隔开出信息产生影响，此种配置方式会给220kV智能变电站二次系统的运维工作埋下安全隐患。

表1 220kV智能变电站软压板的设计要求

（3）间隔接收软压板在220kV智能变电站的具体应用

按照间隔设置间隔接收软压板，当间隔设置为检修状态时，对应装置的GOOSE软压板置0，相应的SV软压板置0；当间隔设置为退出状态时，对应间隔模拟量及状态不计入保护逻辑计算，装置内部按此支路退出处理。

1.2 GOOSE的检修策略

1.2.1 GOOSE检修策略

（1）GOOSE隔离技术

表2为不同GOOSE隔离技术的对比。

表2 不同GOOSE隔离技术的对比

（2）GOOSE信息双确认

为准确确认设备检修状态压板的实际状况，通过站内网络报文分析仪来查看检修设备的SV或GOOSE报文。对于某些厂家的装置，通过设置本侧和对侧的检修状态显示，来对双侧检修位置进行确认［3］。

（3）GOOSE接收软压板

在220kV智能变电站所有装置重要GOOSE链路均设置接收软压板时，如果装置出现异常，那么除投入检修压板外可根据事先编制的顺控程序，自动退出从该装置接收GOOSE跳闸/重合闸/启动失灵等重要信号的相邻装置的GOOSE接收软压板，从而实现异常装置的有效隔离。

1.2.2 双重化检修策略

实际运行中，由两种不同原理的隔离技术来组成220kV智能变电站二次回路的安全措施，其中检修状态双确认机制可作为第一重安全措施，带检修装置的GOOSE发送软压板或相邻装置的GOOSE接收软压板可作为第二重安全措施。具体而言，可以分类如下两种检修模式,如表3所示。

表3 两种检修模式的对比

1.2.3 SV检修策略

1）设置于合并单元的保护检修状态硬压板，可以选择采用开入方式的功能投退压板，投入时所有由该装置发出的SV报文的TEST位值为TRUE。保护装置检修和合并器检修态的配合关系如表4所示。

2）SV接收压板在220kV智能变电站实际运行中，可以根据一次设备停运状况来采取如下安措：①对应一次设备运行时，单间隔保护直接退出SV接收压板，跨间隔保护需要退出与该SV链路相关的保护功能后再退出SV接收压板；母差保护退出母差功能，变压器保护退出本侧后备保护和差动保护；②对应一次设备停运时，直接退出SV接收压板。

表4 保护装置检修和合并器检修态的配合关系

1.3 检修策略可视化的分析

220kV智能变电站中信息化程度较高，可以通过主动获取保护回路配置和压板信息的方法，将处理后的多种信息进行图形显示，从而使运维人员能够方便快捷地掌握保护系统的运行和动作状况，切实提高220kV智能变电站的运维水平（表5为检修策略可视化的子系统）［4］。

2 220kV智能变电站继电保护不停电检修技术

由于二次电缆间存在绝缘不佳及接触不良等问题、断路器跳合闸回路监视存在缺陷、需要与断路器进行整组联动等原因，变电站继电保护需要停电检验。而继电保护不停电检修技术的应用，使得220kV智能变电站能够在一次设备不停电的基础上，通过轮流停用单套保护进行保护检修试验，从而提高了电网供电的可靠性［5］。

表5 检修策略可视化的子系统

相较于停电检修技术，220kV智能变电站继电保护不停电检修技术具有如下显著优势（表6为主变保护检验校验中采用停电检修和不停电检修的对比）：第一，220kV智能变电站采用GOOSE光纤网络来取代传统的直流控制回路，从而极大地增加了回路绝缘和抗干扰性能，有效降低接线松动和接触不良发生的几率；第二，220kV智能变电站采用采样值光纤网络来取代传统的交流回路，保护从原来交流回路断开只需要通过断开光纤就能够实现，从而有效避免了常规互感器的接地、短路及开路等故障的发生；第三，结合传统控制回路断线监测技术，220kV智能变电站的GOOSE心跳报文技术能够对回路状态进行实时监测，从而完整实现了保护系统控制回路在线实时状态监测功能；第四，220kV智能变电站继电保护整组试验时，可通过日常运行过程中断路器分合闸来实现智能操作箱和断路器本体配合的验证；第五，220kV智能变电站采用完全双重化设计保护，确保一套保护停用时，另一套保护能够正常运行［6］。

表6 主变保护典型安全措施

3 结束语

目前常规变电站已经积累了完整的安全运行管理机制和检修调试技术，但对于220kV智能变电站而言，由于其在一次设备信号变化、信号采集、信号传输及全站通信网络模型等方面发生了较大的变化，这使得常规变电站采用的以断开硬压板或拆除电缆接线为主的二次回路安全措施已经无法适用于220kV智能变电站。在这种背景下，笔者通过参考多座220kV智能变电站保护改造方面的实践资料，考虑220kV智能变电站二次系统在运维技术条件发生变化的前提下，从应用角度提出了220kV智能变电站二次回路的安全措施和不停电检修技术，以期提高220kV智能变电站二次系统的运维管理水平、降低电网运行风险。

［1］彭少博，郑永康，周波，等.220 kV智能变电站检修二次安措优化研究［J］.电力系统保护与控制，2014（23）.

［2］蔡增泓.基于IEC61850的智能变电站二次系统检修技术［J］.企业技术开发，2015（14）.

［3］谢旭，倪颋.智能变电站二次系统运维管理模式探索与实践［J］.重庆电力高等专科学校学报，2013（2）.

［4］孙志鹏.智能变电站安全措施及其可视化技术研究［D］.北京：华北电力大学，2014.

［5］戴世强，吴靖，吴文联，林森.扩建智能变电站220 kV母差保护不停电接入的实践［J］.浙江电力，2015（1）.

［6］徐红瑞.智能变电站不停电电力系统的继电保护校验技术［J］.中国科技纵横，2015（1）.

2016-05-12）