數字化變電站母差保護接口方式

劉乃杰 郭宇雋 左 晨

（金華電業局，浙江 金華 321001）

500kV 芝堰變于2009年7月投入運行，是建立在IEC61850 通訊規范基礎上的智能化變電站，該變電站將一次系統的開關量就地數字化，用光纖代替電纜連接，實現過程層設備與間隔層設備之間的通信，以代替原有的二次回路。它是目前國內數字化技術應用程度最深，實施范圍最廣，保護數字化程度最高的500kV 數字換變電站。隨著浙江電網的不斷發展，2011年12月，對500kV 芝堰變進行擴建，本次擴建新上信安I 線間隔及5033 開關間隔，如圖一所示。本次擴建需對500kVII 目母差保護進行擴建接口。與常規變電站擴建時電纜點對點連接方式不同，數字化變電站擴建過程中，需要根據 IEC 61850 標準，配置修改系統文件[1]。每個IED 裝置中的ICD 文件的變動，都將需要生成新的全站SCD文件，然后通過新的SCD 文件導出CID 文件，重新下裝到全站所有IED 裝置中。

在數字化變電站中，所有IED 的GOOSE 信息 交互都是通過交換機實現。因此，需考慮擴建設備合理的組網方式，以適應新設備本身的調試以及與原設備的試驗[2]。既要使擴建設備接入運行的GOOSE 網絡，保證試驗的完整性，又要消除擴建過程中新安裝設備對運行設備的影響，是本次擴建項目的一個難點。

圖1 擴建示意圖

圖2擴建接口流程圖

1 SCD 文件配置更改

圖3 SCD 制作流程圖

SCD 文件配置用于設置新增IED 設備的各項參數及相關GOOSE 連接，為便于管理，全站SCD文件應唯一，擴建過程中遠動裝置、保護信息子站、錄波子站使用同一SCD 文件[3]。SCD 文件由全站IED 裝置（包括保護裝置、測控裝置、智能組件、智能巡視系統接口服務器、智能輔助系統接口服務器、錄波器等裝置）的模型文件組態形成，全站IED 裝置使用的CID 文件必需由SCD 文件生成。在制作全站SCD 文件之前，需要先取得全站各類 型IED 的ICD 文件；將各類型ICD 文件進行語法校驗，需能夠通過XML 語言語法結構檢查；對全站所有的IED 進行歸類統計，事先規劃好裝置的IP 地址、GOOSE 及SMV 的組播地址、APPID、GOOSE 插件的端口分配等信息。從設計院處獲得全站的GOOSE 連線及SMV 連線，并了解各IED間的聯絡關系，為做GOOSE 及SMV 連線。SCD文件配置流程如下：新的SCD 文件制作完成后，生成新的CID 文件，下裝到500kVII 目母差保護中。

2 試驗過程中安全措施的執行

傳統變電站的安全措施主要是斷開二次回路，即斷開二次電纜之間的連接，從而達到隔離的目的。而芝堰變取消了傳統的二次電纜，采用光纖網絡。所有IED 設備只保留一塊“裝置檢修”硬壓板，其余均采用信息化的軟壓板。設備之間設置接收和發送軟壓板。在此種技術條件下，如何實施安全措施，沒有成熟的經驗可以借鑒。按照傳統變電站的模式，在需要執行安全措施的相關回路上必須要有明確的斷開點。然而數字化變電站保護裝置與外界的所有聯絡，包括電流、電壓、閉鎖、跳閘等回路，已不再是以往所熟悉的電纜回路，保護裝置與外界的所有聯絡僅通過光纖來實現。顯然，“短電流，斷電壓，拆跳閘”這樣的安全措施已不適合數字化變電站的實際情況。

如何可靠的實施安全措施，是本次接口過程中的又一難點。現場通過以下兩個方面，來實施安全措施。

2.1 投入“裝置檢修”硬壓板

芝堰變所有IED 設備均設有一塊“裝置檢修”硬壓板。“裝置檢修”壓板的投退狀態決定了GOOSE報文中Test 位的狀態：當投入“裝置檢修”硬壓板時，GOOSE 報文中的Test 位顯示為”TRUE”[4]。當退出“裝置檢修”硬壓板時，GOOSE 報文中的Test 位顯示為”FALSE”。所有IED 設備只會對與其狀態一致的GOOSE 報文作出響應，即當“裝置檢修”硬壓板處于投入狀態時，只有Test 位為“TRUE”的GOOSE 報文會被識別和響應。當裝置處于“裝置檢修”硬壓板處于退出狀態時，只有Test 位為“FALSE”的GOOSE 報文會被識別和響應。這樣，投入擴建設備的“裝置檢修”硬壓板，可以將擴建設備與運行設備通過控制GOOSE 報文進行隔離。

2.2 退出GOOSE 發送、接收軟壓板

GOOSE“發送軟壓板”作用于裝置的GOOSE報文發送環節。當“發送軟壓板”在分位時，保護裝置發出的GOOSE 報文始終為“0”態。當取下擴建設備的GOOSE“發送軟壓板”，則即使該保護動作跳閘，發出的GOOSE 數據集中的跳閘信息仍然為“0”態，不會對運行設備造成影響。

GOOSE“接收軟壓板”作用于裝置的GOOSE報文接收環節。例如，當取下母差保護接收擴建間隔啟動失靈的“接收軟壓板”時，即使擴建間隔發出啟動失靈的GOOSE 報文，母差保護裝置也不會進行任何的處理。

通過退出擴建設備的“發送軟壓板”和運行設備的“接收軟壓板”，可以可靠斷開擴建設備與運行設備的GOOSE 報文聯系。在接口過程中，操作方法簡單。但在實施過程中，需與運行人員做好設備狀態交接工作，防止造成壓板狀態與設備要求的運行狀態不符的情況。

3 500kVⅡ母母差試驗方案

在以上設備的安全措施下進行新設備的調試，需保證二次試驗的完整性。對于常規變電站，繼保規程規定二次電纜未改動無需進行試驗驗證，而數字化變電站每個IED 裝置ICD 文件的增加或變動，都將重新生成全站SCD 文件，然后導出新的CID文件進行下裝[5]。工作過程中發生多次人為SCD 文件配置錯誤導致開入開出有誤的情況，因此在修改母差保護原ICD 時，無法保證原有開入開出的正確性，因此所有的GOOSE 輸入輸出均需重新驗證。

在生成新的CID 文件，并下裝到500kVII 母第一套、第二套母差保護裝置后，需進行500kVII 母母差與5033、5032、5023、5013 開關相關邏輯試驗，試驗內容詳見表1。現場通過查看500kVII 母母差保護開入信息，來檢查母差保護開入試驗的正確性；通過母差保護動作傳動5032、5033 開關，來檢查母差保護開出試驗的正確性。以上試驗經現場檢查均正確。通過以上試驗，確保了新下裝的母差保護CID數據的正確性。

表1 500kVⅡ母差試驗方案

4 結論

數字化變電站的擴建接口工作，在浙江省乃至全國，可借鑒的經驗很少。在芝堰變擴建過程中，我們結合現場實際情況，通過對500kVII 母差保護接口方式的探索，分析了保護的調試方案，解決了數字化變電站擴建過程中的安全性和完整性，也為今后數字化變電站的擴建提供了可借鑒的經驗。

[1] 張靚,陳翔.數字化變電站的應用研究[J].科技風,2010(11).

[2] 高翔.數字化變電站應用展望.華東電力,2006(8).

[3] 王德文,朱永利,邸劍,翟學明.數字化變電站中的通信網關[J],電力系統自動化,2009(4): 53-57.

[4] 張興.郭燕娜.淺談數字化變電站的技術與發展[J].江蘇電機工程,2007(26).

[5] 杜浩良,李有春,盛繼光.基于IEC 61850 標準數字化與傳統繼電保護的比較[J].電力系統保護與控制,2009,37(24): 172-176.