智能变电站继电保护典型缺陷的处理方法分析游丹

智能变电站继电保护典型缺陷的处理方法分析游丹

游丹

国网四川省电力公司绵阳供电公司621000

摘要：为了提高智能变电站继电保护系统的有效性和安全性，本文从智能变电站应用的继电保护技术进行着手，分析其存在的缺陷和处理方法。

关键词：智能变电站；继电保护；缺陷；处理方法；电力系统；

引言：电力是保障一个国家正常运转的关键，安全稳定的电力系统对于现代高度发展的信息时代来讲影响非常大。随着我国科技的发展和进步，为了提高电网的稳定运行，电网建设中应用了智能装置，而继电保护装置就是一种具有自动检测故障和报警的系统，常用于智能变电站。智能变电站是智能电网的重要组成部分，为维护智能电网安全与稳定起到了至关重要的作用。而智能变电站的继电保护缺陷却是影响智能变电站安全和稳定的因素，为了降低安全事故，保证电力系统的稳定运行，电力企业必须做好智能变电站继电保护缺陷的处理。

一、SCD文件关键技术

（一）SCD文件描述信息及其缺陷

智能变电站的SCD系统是由集成商完成的智能变电站的全站文件配置，也是反映智能变电站配置信息的主要工具，因此是校验和解析信息的关键。然而，智能变电站配置语言的编写，也就是SCD文件语法结构非常的复杂和严格，如果出现语言编写错误就会影响整个智能变电站的基础通讯。SCD语言编写的复杂性使得SCD文件描述信息存在的问题较多，且在现场调试过程中很难发现。即便是发现了问题，现场调改性比较差。导致SCD文件存在着现场调试困难、SCD文件升级困难、IED配置参数描述文件中的通讯参数不完整以及SCD管控方案不足的缺陷。严重的时候影响全站IED智能通讯结构的变化。SCD文件描述的关键信息有变电站一次设备模型与电气拓扑信息、功能视图、IED视图、通信视图、产品视图、数据流，如下图1所示。

①—一次设备模型；②—电气拓扑；③—功能拓扑—功能视图；④—IED模型—装置视图；⑤—通信拓扑—通信视图；⑥—功能映射—产品视图；⑦—数据流—虚端子/虚导线

图1SCD文件描述的完整信息

（二）虚拟二次回路的连接

智能变电站继电保护的二次回路分为交流量虚拟二次回路和开入开出量虚拟二次回路，分别负责合并单元与保护装置间的信息交互、完成保护装置与智能终端之间的信息通信。交流量虚拟二次回路汇总，各交流量通道的数据由合并单元MU逻辑设备下的逻辑节点提供，最后与逻辑节点0所属的SV数据集合合并，重新排列交流输出信号的位置。装置交流采集输入的内部位置有保护装置SVLD1逻辑设备下各逻辑节点所提供，明确装置的背板端子。保护装置SVLD1逻辑设备下逻辑节点0所属inputs/extRef部分定义了装置引用的外部数据，以iedNameIdIst/InClass/fc/doName/prefix/InIst作为参引要素；IntAddr部分描述了与外部输入一一对映的内部地址。这个过程中，传送与输出的数据帧格式中的对应关系由SCSM特定服务和ACSI采样值传输服务映射完成，提供交流所用的数据通信码。他们的对应关系分别是内部数据地址相当于定义了端子排内侧至装置背板端子的连接；外部数据参引定义相当于表明了端子排外侧所接对侧信号端子位置；inputs/extRef相当于保护屏柜端子排。开入开出量虚拟二次回路是一种双向通信机制，形式类似二进制传输的状态，逻辑节点0所属GOOSE数据集发射信号源，逻辑节点0所属的inputs/extRef进行信号转接，实现信号的交流。相比于交流量虚拟二次回路来讲，开入开出量虚拟二次回路的应用更加广泛。下图2为开入开出量虚拟二次回路。

图2开入开出量虚拟二次回路

（三）SCD文件正确性和唯一性管理及其管理缺陷

SCD管理是一种建立在虚拟二次回路信息之上的智能继电保护信息提取和变动检测的管理措施，其管理流程为获取关键信息→虚拟二次回路变动二级校核→虚拟二次回路可视化检查→SCD文件修改的监督与批准。其中存在的缺陷分别如下：

1.配置信息会出现下载路径错误的情况；

2.交换配置文件时存在着文件被篡改的风险；

3.间隔改造时可能会影响其他信息，因此要提前做好备份；

4.修改站控层通信配置时的难度较大；

5.智能变电站虚拟二次回路的情况会影响保护装置中虚端子和虚回路的管理情况；

6.虚拟二次回路的可视化程度影响保护装置虚端子和虚回路的被监视效果；

7.配置文件的版本信息如果不及时更新会影响整体通讯信息的配置情况。

（四）GOOSE直接跳闸的优势及其缺陷

下图3描绘的都是保护直接采样直接跳闸的运行模式，即“直采直跳”模式。由于直采直跳模式的SCD文件配置很复杂，运行维护工作中出现错误的可能性就大大上升，而目前工区范围内的智能变电站全部采用“直采直跳”的模式，虽然它能够满足继电保护关于可靠性、快速性的要求，但同时存在着诸多缺点，如：光端口较多、发热严重、配置复杂、光缆敷设过多。正是由于这些缺陷的存在，导致实际工作中继电保护工作的调试、运行维护变得复杂，智能变电站的数字化、信息化的有时也难以发挥。

图3保护直接跳闸的运行模式

二、继电保护中的缺陷处理方法

（一）智能变电站检修的安全措施

智能变电站的二次系统检修要按照二次系统的三种配置模式进行，他们分别是常规互感器+常规采样+GOOSE跳闸、常规互感器+就地合并单元+GOOSE跳闸、和非常规互感器+就地合并单元+GOOSE跳闸，因此主要检修设备包括：合并单元、保护装置、智能终端、交换机以及GPS时钟。一般，一次设备停电时，应将相应跨间隔保护，如母线保护中所对应的支路SV接收压板和GOOSE接收压板退出，然后再实施后续的隔离措施。下表1就是一次设备停电时合并单元、保护装置、智能终端的安全隔离措施。

表2一次设备不停电时合并单元、保护装置、智能终端的安全隔离措施

（二）智能变电站安全校验的重点

智能变电站安全校验的重点分别为保护装置、合并单元、智能终端、网络交换机以及系统整组试验。

结语：综上所述，想要维护好智能变电站SCD文件，先要了解SCD文件描述的信息，掌握SCD内部的虚拟二次回路实现机制，从而制定出保障SCD文件正确性和唯一性的技术和管理措施以及具体的实施方案，并依此总结出智能变电站检修的安全隔离措施和检修过程中的工作重点内容。

参考文献

[1]王松，裘愉涛，侯伟宏，仇群辉，胡道徐.智能变电站继电保护GOOSE网络跳闸探讨[J].电力系统自动化.2015（18）：140-144.

[2]龙泽波.智能变电站继电保护典型缺陷的处理及分析[J].中国战略新兴产业，2017（40）：91-92.