智能變電站不停電保護校驗技術應用

張志飛

摘要：隨著泛在電力物聯網的建設，設備在線監測技術逐漸成熟，變電站二次設備停電次數大幅減少，為滿足繼電保護設備的校驗周期要求，需采取繼電保護不停電校驗技術。對于保護裝置雙套配置的二次系統，繼電保護不停電校驗就是在不停用一次設備的情況下，退出其中1套保護裝置進行保護校驗。特別是針對保護裝置、合并單元及智能終端的故障消除工作，不停電校驗能夠減少因保護系統引起的非計劃停電，提高供電可靠性。本文以某供電局500 kV智能變電站為例，介紹智能變電站不停電保護校驗技術。

關鍵詞：智能變電站;不停電保護;校驗技術

1 智能變電站概述

智能變電站中直流控制回路以及部分保護邏輯回路均由GOOSE（通用面向對象的變電站事件）光纖網絡實現，心跳報文技術的應用，實現了二次回路的在線實時狀態監測;合并單元技術有效減少了電流回路開路短路、多點接地和電壓回路短路問題。

不停電校驗存在無法整組聯動的問題，但是可以使用智能繼電保護測試儀給被測試保護裝置設置故障量，檢查相應間隔智能終端出口硬壓板是否有直流脈沖信號，判斷保護裝置能否正確出口到間隔智能終端。

2 二次設備安全隔離原則

2.1 隔離設備

500 kV智能變電站主要的二次設備包括合并單元、智能終端、保護裝置、測控裝置、故障錄波裝置、GPS時鐘、交換機等。測控裝置、故障錄波裝置對主保護系統沒有直接影響，所以二次安全措施執行的時候不用考慮該類裝置的隔離問題。該智能變電站所有保護均采用直采直跳模式，交換機及GPS時鐘運行異常不會對站內繼電保護系統造成影響，因此二次安全隔離措施的執行對象僅需考慮合并單元、智能終端和保護裝置。

2.2 二次回路隔離措施比較

目前，由于智能變電站二次回路實現數字化、信息化，常規變電站遵守的“明顯電氣斷點”的安全措施原則不再適用。因此智能變電站二次回路的隔離方式主要分為數字隔離和物理隔離2種，其中，數字隔離包括退出接收、發送軟壓板和投入檢修壓板2種方法，物理隔離主要是斷開光鏈路和退出智能終端出口硬壓板。不同隔離措施比較見表1所示。

智能變電站中軟壓板的類型主要包括采樣值（SV）接收軟壓板、GOOSE發送軟壓板、GOOSE接收軟壓板、功能軟壓板4類。當退出保護裝置某間隔SV接收軟壓板時，相當于斷開保護裝置的電流電壓回路，保護按無此支路處理。退出GOOSE接收軟壓板和GOOSE發送軟壓板則相當于斷開常規保護裝置相關的開入回路和開出回路。智能變電站合并單元、智能終端及保護裝置均設置了1塊“投檢修”硬壓板。接收報文的二次設備將與發送報文的二次設備比較檢修壓板狀態是否一致，當判斷出檢修壓板狀態不一致時，則對該報文不做處理。

斷開光鏈路的主要方法就是拔光纖，但是，經常性地插拔光纖，可能造成裝置的光口及光纖損壞，因此不建議作為常用的隔離技術。退出口硬壓板是1種可靠性較高的隔離手段，能夠在出口回路形成“明顯電氣斷點”，但是出口硬壓板退出后所有保護均無法出口跳閘對應間隔。

2.3 合并單元隔離要點

合并單元的主要功能是為保護裝置提供電流、電壓采樣數據。隔離合并單元后，保護裝置的電流、電壓采樣功能丟失，線路保護功能失效，應將其退出，對于母線保護，需將其差動保護功能退出。所以在一次設備不停電的情況下，對線路合并單元執行安全隔離時，需同時退出所有接收其交流采樣數據的保護裝置。

2.4 智能終端隔離要點

雙重化配置的智能終端單臺校驗、消缺時，隔離措施應從以下幾方面考慮。

（1）當智能終端退出運行時，應退出該智能終端出口硬壓板（包括合閘壓板、分閘壓板），退出重合閘功能，必要時退出受影響的保護裝置。

（2）當智能終端退出運行時，應防止母線保護錯誤采集該間隔隔離開關的位置信號，需要將母線保護對應間隔的隔刀位置按實際狀態置位。

（3）當單套智能終端退出運行時，應防止重合閘功能失效，需保證重合閘回路不失電。同時，應防止被校驗、消缺的智能終端誤發信號閉鎖另1套重合閘功能，需將智能終端之間發閉鎖重合閘的硬接線拆解。

2.5 保護裝置隔離要點

（1）應防止保護裝置間失靈保護誤啟動，首先退出被隔離保護裝置啟失靈GOOSE出口軟壓板，然后退出對應裝置的失靈開入GOOSE接收軟壓板。

（2）應防止保護裝置校驗過程中誤跳閘，退出保護裝置跳閘GOOSE出口軟壓板，并考慮現場實際情況決定是否退出智能終端的出口硬壓板。

（3）線路保護校驗時，與對側線路保護的隔離應使用功能軟壓板停用相關保護功能，防止對側線路保護誤跳閘。

3 智能變電站不停電保護校驗安全措施

以該500 k V智能變電站220 kV PCS931線不停電更換線路保護工作為例，提出各階段的安全隔離措施。

線路保護更換后要對涉及的相關回路進行傳動檢查，所以需要母差保護同時陪停，220 kVPCS931線路保護更換后的隔離措施。

4工程實踐

2019年3月，根據該500 kV智能變電站的實際情況編制了更換合并單元、母差保護、線路保護及主變壓器保護4種一次設備不停電檢修方案，并在內蒙古電力科學研究院智能變電站保護技術實驗室，模擬站內一、二次設備均處于正常運行情況下的各項檢修工作，有效驗證了不停電檢修方案的可行性。為進一步驗證智能變電站繼電保護不停電校驗方案，2019年8月，在該500k V智能變電站對251更德線、256更都線擴建接入母線差動保護期間，模擬了更都線線路保護不停電在線校驗工作，驗證了智能化變電站繼電保護不停電在線校驗安全措施的可靠性。

5結束語

本文針對智能變電站二次回路特點，提出了繼電保護不停電校驗二次設備安全隔離措施的基本原則及注意事項，對智能變電站繼電保護不停電校驗具有一定的指導意義。

參考文獻

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