智能变电站继电保护改扩建的三项原则研究

智能变电站继电保护改扩建的三项原则研究

黄梓华

国网厦门供电公司，厦门 福建 361000

摘要:根据智能变电站的基本原理，简述各个时期的智能站继电保护如何安全、高效改扩建实施的步骤，指明智能站改扩建的关键环节和存在的问题，同时结合简要的改造案例，提出智能站继电保护改扩建优化方案，总结智能站继电保护改扩建的三项原则，并提出后续管理提升的思路。

关键词:智能站;改扩建;全站系统配置文件

自智能变电站(以下简称“智能站”)推广建设以来，不少智能站已经历了单间隔的改扩建。结合当前智能站继电保护装置的实际情况，发现实施智能站改扩建时，继电保护系统调试会导致较长时间和较多数量的设备陪停，同时也可能会因继电保护改扩建实施方式不当导致安全、质量事件发生。如智能站全站系统配置文件(SCD)与改扩建设备工程配置文件不一致，将导致陪停设备不能恢复运行等。本文结合在运智能站继电保护装置的实际情况，根据智能站基本原理，简述当前智能站改扩建实施步骤，指明智能站改扩建的关键环节和存在的问题，提出智能站继电保护改扩建的优化方案，总结智能站继电保护改扩建的三项原则，并提出后续提升思路。

1当前智能站改扩建方法

1．1改扩建实施步骤

1．1．1改扩建前期准备

智能站改扩建前期的准备工作主要是进行初设审核、设备采购、设计出图(包括虚端子设计)、现场勘察、方案编制、审核、审批等流程，与常规变电站不同的是，设计需要根据智能站智能二次设备设计虚端子联系图，以便设备集成商进行全站SCD文件配置。

1．1．2不停电试验阶段

无论是技改或是扩建，系统集成商均需收集改扩建设备的IED能力描述文件(ICD)，并根据设计进行SCD文件配置，需要完成通信地址、虚回路连接和光口、插件等配置，以形成改造后的SCD文件［1］。

实施扩建时，在完成相关一、二次不停电安装，扩建的保护装置、合并单元、智能终端等具备带电条件后，各设备厂商使用软件从配置好的SCD文件中解析出扩建装置的配置文件，并进行下装和单体调试，试验正确后即可进入停电接入调试阶段。

在实施技改时，因改造对象未停电，SCD文件配置完成后无法进行相应调试，考虑到可能存在SCD文件配置不正确、误动运行设备配置文件、SCD文件与在运设备工程配置文件不一致等情况，通常的操作是采取关联设备全部陪停或者延长停电改造时间。

1．1．3停电调试及启动投运在单间隔调试完成后，可以轮流停用母线保护等装置开展接入调试工作，必要时陪停相应一、二次设备［2］。停电接入时，需执行陪停装置的二次安全措施，然后从已配置好的SCD文件解析出陪停设备的工程配置文件进行下装，并开展与改扩建装置的配合调试。待所有单体、接入调试均正确后，即可进入启动投运阶段，直到带电试验正确后改扩建工作才全部完毕。

1．2改扩建关键环节

以220kV线路保护改扩建为例，相较常规变电站改扩建而言，智能站主要增加了SCD文件配置的流程，关键环节是接入运行母线保护及调试。

因需要修改母线保护的配置文件，所以必须保证改扩建后母线保护与其余运行间隔的虚回路的绝对正确。如运行中母线保护的配置文件与配置好的SCD文件不一致，或本次配置时误动了运行间隔的虚回路，均将导致母线保护与运行装置光纤链路中断，母线保护不能恢复运行［3］。所以，当智能站存档SCD文件与运行装置的配置文件存在大量不一致时，在进行改扩建工作时，将出现大量陪停设备进行相关试验。相较而言，500kV线路主变扩建及保护改造的技术难度更是远远高于220kV线路改扩建，不确定性因素更多，技术上更难把控。

1．3智能站保护改扩建困局

自2009年智能站逐步推广以来，部分智能站已逐渐进入技术改造周期，相较扩建而言，智能站继电保护技术改造难度更大，施工调试周期更短，涉及的各类装置更多，挑战更加严峻。目前，智能站的改扩建主要面临以下5个问题。

一是在智能站逐步推广的过程中，各时期智能站设备统一性较差，装置模型文件不规范，且各厂商的保护装置、合并单元、智能终端配置文件大多为私有文件，难以检查比对。如表1所示。

表1主流厂商保护等装置回路配置文件

二是国家电网公司通过继电保护“九统一”规范发布，逐渐解决了保护装置、回路实例配置文件的规范性问题，但是各厂商合并单元、智能终端仍存在私有文件，不易检查比对。

三是在早期智能站的建设过程中，因从业人员对智能站的认识、理解不深入，存在二次虚回路设计不规范、调试验收质量不佳、SCD文件及配置文件不一致的情况。

四是按照一般的改造方式进行停电，改造保护的关联装置配置文件变化后难以通过传动试验进行验证，大量陪停相关设备进行试验，对电网运行方式影响较大。

五是智能站在SCD文件配置下装时，各厂商均开发各自不同的软件工具，软件的功能差异较大、操作方式不同，且部分软件存在一定BUG，导致制作的SCD文件规范性较差。如图1所示，因配置工具不同，在该装置配置文件中将存在部分无效的虚回路。

2智能站改扩建优化方案

2．1智能站继电保护改扩建问题解决办法

针对当前智能站保护改造的5项问题，应采取以下针对性解决措施。

一是提前开展智能站SCD文件配置，通过使用SCDBrowser等软件对SCD文件和装置配置文件行比对、核实，以便确定改扩建工作量。

二是针对私有格式的配置文件，可使用 BeyondCompare、UltraEdit Text Editor 等软件对备份配置文件和 SCD 解析出新的配置文件。

三是从现场安全和调试质量角度出发，尽可能考虑 SCD 文件与在运装置的配置文件不一致，以便充分考虑二次安全方案和调试风险。

四是智能站是以接收确定二次虚回路连接的，并能对二次虚回路进行自动校验，应以此原理确定改造关联设备，并根据已有的二次安全方案拟订有效的组网调试方案。

五是 SCD 配置工具必须符合规范，确保配置之后的 SCD 文件与原 SCD 文件只有改造关联设备发生了对应变化，其余设备的校验码、二次虚回路( 含CCD 校验码) 均未改变。

2． 2 优化后智能站保护改扩建的六步骤

针对以上解决办法，按照“减少设备陪停，缩短改造工期，提升供电可靠，保障电网运行”的总体思路对智能站改扩建实施流程进行优化，总体分为 6个步骤( 见图 2) : 改造二次设备分类———SCD 制作及配置比对———施工调试方案编制———停电导出比对及链路检查———全检验证、接入运行设备———离站比对、备份及带电试验。3 结论

综上所述，作为设备运维管理单位，在对当前智能站改扩建的施工调试流程优化后，可提炼出 3 个核心原则。

一是改扩建二次设备分类原则。通过对改造设备、改造关联设备和无关设备的分类，明确改扩建对象和改扩建的影响范围，以便确定改扩建实施的总体方案。

二是 SCD 及配置文件先行原则。将 SCD 文件配置流程提前，通过新、旧 SCD 比对，新 SCD 文件解析出的配置文件与备份的配置文件的第一次比对，暴露可能存在的问题，确保一、二次设备准确停用。

三是停电比对和链路检查原则。改造关联设备停电后立即导出配置文件与下装文件进行比对，下装后立即检查核实与无关设备光纤链路正确，确保配置文件错误等问题第一时间发现，避免重复停用一、二次设备或延期等情况。

通过坚守这 3 个核心原则，确定必要的技术保障，即使在早期智能站管理不规范时，也能安全可靠地实施智能站保护改扩建，同时切实实现减少设备陪停，缩短改造工期，提升供电可靠，保障电网运行的效果。

4 展望

为了更好、更安全、更高效实施智能站改扩建，发挥智能站独特优势，建议在管理上采取以下措施。一是加强 SCD 配置软件的规范性检查。确保不因 SCD 配置软件不规范导致装置校验码和虚回路检验码随意改变。

二是统一合并单元智能终端等装置的工程回路文件规范。确保采取统一的文件格式进行配置，以便更好地进行智能站改扩建工作。

三是加强装置配置文件管理。建议采取解耦管理思路，重点加强各装置工程配置文件管理，减少SCD 文件描述不一致等问题带来的改造困惑。

参考文献:

[1]吴蓓欣. 某500kV变电站220kV主接线改造方案设计与实施[D].华南理工大学,2020.

[2]王艳召,李振动,赵伟,王翀.双母线母差保护模块化改造方案的设计[J].电力安全技术,2017,19(07):53-57.

[3]张志刚.220kV变电站线路保护通道改造工程的实践探讨[J].民营科技,2016(08):271.

[4]徐街明. 王店变电站互操作性设备智能改造方案及综合评价[D].华北电力大学(北京),2016.

[5]曾伟华.220kV变电站线路保护通道改造工程的实践探讨[J].科技创新与应用,2016(04):168.

作者简介：黄梓华，男，福建龙岩人，硕士，工程师，研究方向：电力系统继电保护