智能变电站二次继电保护中的问题

智能变电站二次继电保护中的问题

曹藐邈

(广州供电局有限公司)

摘要：随着我国经济的发展，智能变电站也逐渐被大量投入使用，随之而来的继电方式的变化使得二次系统安全性工作越来越受到重视。本文主要对智能变电站二次继电保护中的问题进行了探讨，希冀给同行带来参考及借鉴。

关键词：智能变电站；二次继电保护；问题

0引言

智能变电站技术作为衔接智能电网发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节的关键，是实现变电站自动化、智能化建设的重要方向，同样也代表了未来变电站自动化技术的发展趋势。智能变电站集合了电网六大环节的关键技术，是智能电网中变换电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压的重要电力设施，是智能电网“电力流、信息流、业务流”三流汇集的焦点，更是电压转换、接收以及分配输出的关键所在，因此，智能变电站技术对于智能电网具有十分重要的意义。依据国家智能电网建设重要部署，智能电网建设需要全面推行。南方电网公司也根据南方五省实际情况积极开展智能变电站的实践，大力推广智能电网。

1智能站数字化保护与常规微机保护的比较

1.1保护结构对比

在继电保护中，智能站数字化保护与常规微机保护结构不同，常规变电站采用的保护结构是一种把装置作为中心，利用实际电网环境的组态模式。而智能变电站是基于过程层网络充分结合保护功能模块，实现跨间隔信息共享的灵活的组态模式，保护实现形式不依赖于装置而是取决于保护需求与网络性能情况。常规微机保护装置从内容上看通常由模拟量输入、A/D转换、保护逻辑处理、开关量输入输出接口和人机对话五大部分构成，如图1所示。而智能变电站数字化保护装置有三大模块组成，即合并单元、保护装置和智能终端，如图2所示。传统保护装置的一次设备采集模拟量、开关量，由保护装置对其数据进行逻辑计算，而这个过程是通过二次电缆传输实现的。而智能变电站保护是来自合并单元的不同保护、测控及其他装置所需电流、电压数据等在进行合并单元的过程中能实现电网网站全站模拟量信息集中采集与共享。智能终端作为接口，实现了整间隔内断路器、隔离开关等一次设备的控制及信息数据的采集，保护装置的任务是保护动作逻辑运算处理。

图2数字化保护结构示意图

1.2二次回路对比

常规微机保护装置通过二次电缆与相关一、二次设备对接形成各种各样的复杂二次回路，同时各保护屏柜之间的联系也是通过端子排之间的二次电缆完成的。智能变电站中采用光纤或网络取代了传统的二次电缆，使传统的二次电缆得到了优化，过程层网络实现了二次回路的全部功能。过程层网络分为采样值网即SV和GOOSE网。采样值信息通过SV网传输，各种开关量信息通过GOOSE网传输。设备生产厂家在满足用户需求的前提下定义装置的GOOSE输入输出端子，再由设计单位根据该定义设计二次接线虚端子图，最后由所有厂家通过GOOSE组态工具和设计单位的设计文件，组态形成变电站系统配置描述文件(substationconfigurationdescription，SCD)，各二次设备厂家使用装置配置工具和全站统一的SCD文件，提取GOOSE网络收发的配置信息并下装至各具体装置。过程层网络将传统的二次回路的连接变成了网络通信连接。从以上过程可以看出，智能变电站电气二次回路设计相对于常规变电站来说所发生的变化是根本性的。传统的回路中是点对点的电缆连接，而二次智能变电站各层设备间的通信是基于网络传输的数字信号，是通过光纤和网络进行连接的。

1.3保护压板对比

传统保护压板的压板形式都为硬压板，包括“出口压板”和“功能压板”“投检修态”等，其“投检修态”压板在功能上具有局限性，只能控制各种软报文信息的上传，而不会对保护装置本身跳闸逻辑有所影响。智能变电站中保护装置的压板形式除了一块“投检修态”压板是硬压板，其他“出口压板”和“功能压板”都是软压板，软压板的压板形式使保护屏变得简单而清晰，并且有利于实现智能变电站的“顺序控制”。除此之外，智能变电站数字化保护装置的“投检修态”压板功能齐全，可有效控制装置GOOSE报文中的检修状态位。具体表现在当投入“投检修态”压板后，装置所发出的GOOSE报文均为检修态报文，对于投入“投检修态”压板处于运行状态的装置可以接收检修状态GOOSE报文并对其进行处理，对于未投入“投检修态”压板的设备不处理检修状态GOOSE报文。

2智能变电站二次继电保护中的问题

2.1智能站二次回路的特点

智能变电站用光纤或网络通信连接取代了常规变电站的电缆接线方式，GOOSE网、SV网及制造报文规范(manufacturingmessagespecification，MMS)网络组成的虚拟报文传输方式取代了传统的由点对点模拟节点信号传输方式。这些转变使二次回路在构成上发生了很大的改变。智能变电站中的检修设备主要通过光纤和网络与其他运行设备进行联系，因此检修设备和运行设备在改变网络状态的情况下，仅用物理手段是完全不可能将其隔离的。要想实现硬件隔离，可通过设置装置，改变信息发送方和接收方的状态，从而避免误跳运行回路等情况发生。

2.2智能变电站继电保护二次安全问题及相应建议

2.2.1“投检修态”压板问题

智能变电站保护装置中的“投检修态”压板，其作用就是当本装置正在检修时，将装置发送的报文传递给其他设备，使其他设备知道本装置正处于检修中的信息，收到这个报文的其他装置虽然仍然和它有信息交换，但是不再互相操作，而只有检修设备之间可以互相操作。“投检修态”压板构成整个二次安全措施的最底层防线，在智能变电站二次安全措施中有着举足轻重的地位。然而目前，有的保护厂家只将该压板状态反映在保护装置开入位置变位中，而在装置面板上缺少对该压板状态的明显信号提示，这非常不利于保护人员对该压板实际投入状态进行实时把握。如果“投检修态”压板出现接触不良或压板连接二次引线松动的状况，就会造成压板与实际的工作位置不相符，这种状况带来的后果是非常严重的。因此，建议继电保护厂家能对“投检修态”压板的信号提示问题引起高度重视，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状态的信号提示。

2.2.2软压板命名及功能不统一

软压板的投退使检修设备与运行设备之间有了逻辑断开点。当前在不同的生产厂家装置对软压板的并没有统一命名和统一确定功能定义，比如220kV的母线保护中，PCS-915装置采用“XXX间隔投入软压板”、BP-2C-D装置采用“XXXGOOSE接收软压板”和“XXXSV接收软压板”实现间隔投退。这给保护人员在准确识别软压板上增加了难度，保护人员只有对对不同厂家软压板命名和功能定义的差异非常了解，才能做到尽善尽美。因此需对软压板名称及功能统一规范，从而有利于实现继电保护二次系统的安全运行。

2.2.3光纤的插拔问题

常规微机保护在对回路完整性的检验中，在设备正常运行的情况下可采用测“跳闸脉冲”的方法对整组传动进行试验。而智能变电站由于其检修设备和运行设备是通过光纤和网络连接的，所以如果不拔除光纤，就无法对硬件实现有效的隔离。但是如果光纤反复插拔，从长期来看就会为设备的安全稳定运行带来一定的隐患，因此不是在非拔不可的情况下，尽量不拔除光纤。因此，不能忽视智能变电站的调试验收工作，并改变以往定期检修的保护验收工作实现状态检修。

3结语

智能变电站二次继电保护对于智能变电站的运行维护来说意义重大。目前，我国的智能化技术还不够完善，还存在着各种各样的问题。因此需要在发展电力事业的过程中，不断提升继电保护二次安全措施建设，从而促进智能变电站技术的发展。

参考文献

[1]李文正，李宝伟，倪传坤等．智能变电站光纤差动保护同步方案研究[J]．电力系统保护与控制，2012，40(16)：136-140

[2]李宝伟，倪传坤，唐艳梅等．智能变电站组网传输采样值光纤差动保护同步方案研究[J]．电力系统保护与控制，2013，41(9)：142-147

[3]李锋,谢俊,赵银凤等.基于IEC61850的智能变电站交换机IED信息模型[J].电力系统自动化,2012,36(7):76-80