智能变电站二次安全措施危险点分析

顾楠

摘要：智能站的二次回路已在电缆二次回路的基础上，增加了过程层虚端子的虚拟二次回路。智能变电站继电保护交流回路采样被光纤网络取代，其二次安全措施的重点主要包括SV 采样输入回路及跳合闸、启动失灵等开出回路等。常规变电站开出回路安全措施的实施。

关键词：智能变电站;二次安全措施危险点

一直要求有危险点的回路都应设置明显的断开点，即在跳合闸、断路器启动失灵等开出回路都接入了可投退的硬压板。而智能变电站的继电保护二次回路安全措施主要是依靠数字软压板和检修状态硬压板的投退，使得停电设备和运行设备隔离过程中的危险点较为隐蔽。

一、原则

智能变电站安措设置上发生了较大变化。常规变电站中安全隔离主要依靠硬压板、解除接线，彻底断开物理回路;智能变电站中安全隔离主要依靠检修机理、软压板投退，由软件实现隔离（抽象化），必要时可解除光物理回路，多重安全措施并存;涉及范围更广（包括合并单元、智能终端、交换机等）。一是检修设备隔离应保证有双重安全措施。二是母差保护中间隔投入压板只有在一次设备停运后才能投入;线路保护中接收软压板和开关检修软压板只有在一次设备停运后才能投入。三是装置异常检修时，考虑异常设备安全措施不可靠性，必须由相邻设备执行安全措施将其隔离。只有在一次设备停运后，才能投入相应二次设备的检修压板。四是在发送侧和接收侧均设有压板的回路，应两侧同停同投;在只有单侧设有压板时，应保证相应软压板在退出状态。

二、智能变电站二次安全措施危险点分析

1.软压板的投退。智能变电站保护装置增加了很多软压板，替代常规保护部分硬压板功能，如“GOOSE 发送软压板”“间隔投退软压板”“失灵启动GOOSE 发送软压板”“ 接收软压板”，软压板的投退为二次安全措施提供了逻辑断开点。新的标准化设计规范对智能变电站继电保护设备的软压板名称和功能进行了统一定义，从而保证不同厂家之间产品的通用性，降低了检修人员在设备调试及检验前安全措施的难度，这对保證智能变电站二次设备运行维护有重要意义。

2.“投检修态”硬压板的投退。“投检修态”压板的投入将使装置当中的报文位置为“1”，目的为告知其他设备本装置正处于检修状态，收到这个信息的其他装置如果“投检修态”压板也是投入的状态，即两者检修状态一致，信号进行处理或动作;如果两者检修状态不一致时，则报文视为无效，不参与逻辑运算。智能变电站保护装置、智能终端及合并单元的智能变电站与常规变电站的“检修”硬压板功能差异较大，“投检修态”是智能变电站二次安全措施当中的关键步骤。在实施过程中，“投检修态”在整个二次安全措施中与软压板的配合和所处步骤顺序很重要。未考虑“投检修态”硬压板执行的先后顺序，可能造成误闭锁运行的保护装置如母线保护，一般在退出相应软压板后，再考虑投入检修硬压板。

三、智能变电站二次安全措施

1.短路电流措施。在电源容量一定的情况下，增大系统阻抗可以有效降低短路电流水平，为此可打开母线分段开关，使母线分列运行，以增大系统阻抗。目前采用母线分列进行限流的方式也较为普遍。一般有两种方式，即高压母线分列运行和低压母线分列运行。母线分列运行仅通过改变母线运行方式的办法来改变系统联系和结构，所以是最简单、最经济有效的限流手段。该措施实施便捷，但是这种方式会削弱系统的电气联系，降低系统安全裕度和运行操作的灵活性。变压器中性点加装小电抗可以阻塞短路电流的零序通路，且对正序等值电路无影响，故其主要用来抑制单相接地短路电流。该措施已在多个电网得到广泛应用，对抑制单相短路电流效果明显;但实际应用表明，中性点接小电抗只能局部地、个别地解决短路电流过大问题。采取该措施时，阻抗值的选择需经过详细地论证，还需要对设备的绝缘耐压特性和零序保护进行详细校核。

2.合并单元消缺。智能变电站保护所需电流、电压数据取自合并单元。A 套合并单元的故障导致电流、电压数据异常时，将影响到该间隔第A 套线路保护、第A套母线保护，通常也会影响到该间隔遥测回路;B套合并单元故障将影响到该间隔第B 套线路保护、第B 套母线保护。因此检修合并单元时，凡使用其采样数据的装置必须全部退出运行。其二次安措具体包括以下内容：一是投入需检修合并单元“投检修态”压板;二是退出对应线路保护“跳闸出口GOOSE 发送软压板”、“重合闸出口GOOSE 发送软压板”和“启动失灵GOOSE 发送软压板”;三是退出对应母线保护的所有间隔“跳闸出口GOOSE 发送软压板”;四是必要时，退出对应智能终端出口跳闸、重合闸硬压板。采用退出母线保护该线路间隔SV 接收软压板，该间隔的电流清零，并屏蔽相关链路报警，之后即使拔掉合并单元到母线保护的SV 光纤，母线保护也不会报链路中断告警。如果电流、电压采用传统互感器接入合并单元采样的形式，则同时需采取防止电流二次回路开路、电压二次回路短路的措施。母线保护采用退出该线路间隔GOOSE 启动失灵接收软压板，退出后母线保护将屏蔽该线路相关链路的报警，并处理该线路的失灵开入信号。最后，采取投检修压板的方式隔离。

3.智能终端消缺。智能终端作为一、二次设备的接口，除具备传统操作箱的功能外（不具备断路器防跳功能），还包括了整个间隔内所有隔离开关的遥控、遥测、遥信功能。因此，智能终端消缺的二次安措同样相对困难。具体安措为：一是投入智能终端投检修态压板;二是断开智能终端出口跳闸、重合闸硬压板;三是考虑到间隔内隔离开关位置可能发生改变，应根据现场情况考虑停用对应保护，并将对应母线保护该间隔刀闸位置按实际状态强制。投入被检修设备投检修态压板。投检修态压板的作用是将装置发送的报文中的位置，目的是将本装置正处于检修中的信息传递给其他设备。收到这个信息的其他装置虽然仍然和它有信息交换，但是不再互相操作;如果同时有多个装置在检修状态中，它们之间是可以互相操作的。投检修态压板构成整个二次安措的最底层防线。目前，有的保护厂家在装置面板上缺少对该压板状态的明显信号提示，只将该压板状态反映在保护装置开入位置变位中，这给保护人员实时把握该压板实际投入状态带来了困难。如果由于投检修态压板接触不良或压板连接二次引线松动，造成压板工作位置与实际不对应，将会带来非常严重的后果。因此，建议继电保护厂家在新装置设计中能在保护面板醒目位置给出该压板实际投入与否的状态信号提示。

4.拔除光纤形成硬隔离措施。常规微机保护在设备不停电检修时，对整组传动试验可采用测跳闸脉冲的方法实现对回路完整性的检验。智能变电站由于其自身的特点，在不拔除光纤的前提下，无法实现有效的硬件隔离。光纤的反复插拔也给设备的长期安全稳定运行带来的一定的隐患，一般不建议使用拔除光纤的方法。因此，必须高度重视新建变电站的调试验收工作，对保护的所有跳闸逻辑进行全面细致的检验。此外，保护校验工作也应由定期检修逐步向状态检修过渡。

目前，对于智能站的二次安全措施主要依靠检修调试人员来实施，结合二次系统的结构特点，明确每一步安全隔离措施针对的危险点，有助于运行维护人员对智能变电站二次安全措施的理解，对智能变电站二次安全措施的实施具有一定参考价值。

参考文献：

[1]冯翔.数字化变电站应用技术[M].北京：中国电力出版社，2019.

[2]贾巍，曹津平，李 伟.数字化变电站中过程层的技术研究[J].电力自动化设备，2019（10）.