一種智能變電站繼電保護傳動斷路器試驗方法

朱皓 王銀 王磊 黃力 劉志斌 趙圓圓 梁戟 黃松

【關鍵詞】智能變電站;風險分析;斷路器;傳動實驗

【中圖分類號】TM63 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）05-0040-03

0 序言

隨著智能變電站的不斷發展，智能變電站設備檢驗工作不斷增加，傳統的繼電保護檢驗方法已經不能適應智能變電站的要求。我們必須根據智能變電站的特點，探索出一套行之有效的智能變電站繼電保護設備檢驗方法，從而滿足工作的需要。在檢驗智能變電站內的數字化繼電保護設備的過程中，必然要進行斷路器傳動試驗，用以檢驗電網發生故障時，繼電保護設備能否正確隔離故障，避免故障范圍擴大。本文對智能變電站繼電保護傳動斷路器試驗方法進行簡單的分析。

1 風險分析

智能變電站中，無論是“直采網跳”模式（如圖1所示）還是“網采網跳”模式（如圖2所示），各電壓等級母線電壓均通過母線合并單元采集，再由母線合并單元將數據傳送至過程層網絡或級聯至各間隔合并單元。繼電保護裝置、測控裝置通過過程層網絡或本間隔合并單元采集裝置采集所需要的母線電壓。

為了保證供電可靠性，在對智能變電站的繼電保護設備進行檢驗時，一般是逐一對其進行停電檢驗，因此當對某一間隔的保護裝置進行檢驗時，母線合并單元繼續運行，為其他運行設備提供二次電壓數據。間隔合并單元采集的數據除了提供給本間隔保護裝置外，還要提供給母線保護裝置、備自投裝置等其他二次設備。因此，若我們直接在母線合并單元、間隔合并單元處通入模擬量或數字量時，首先母線合并單元必須退出運行，其次除本間隔保護裝置外，其他設備（例如備自投、母差保護裝置等）也會采集到通入的交流量，特別是在“網采網跳”模式下，造成運行設備的異常，誤傳動運行斷路器的風險非常高。

保護裝置的GOOSE開出，除了發送至本間隔智能終端外，還可能會涉及其他運行間隔，例如主變保護裝置除開出至主變三側斷路器外，還可能開出至小電源線路斷路器[1]，這也存在很高的誤傳動運行斷路器風險。

2 試驗方法

為了規避上述風險，高質量地完成保護裝置檢驗工作，根據智能變電站的特點和數字化繼電保護測試儀的優越性，智能變電站數字化保護設備的光纖收發相互獨立，數字化繼電保護測試儀能夠單獨地發送和接收GOOSE信號，而且數字化繼電保護測試儀能夠分別模擬保護設備、合并單元和智能終端，綜合考慮這些因素，結合現場實際情況，我們制訂了斷路器傳動試驗方案，具體步驟如下。

（1）可通過圖形化SCD文件解析軟件[2]，對全站SCD配置文件進行全面檢查，查看所有接收被測保護裝置的GOOSE開出的IED設備配置是否正確，查看過程層交換機的配置，檢查其VLAN劃分是否正確，在確定其正確性的基礎上，這里要特別注意，因為GOOSE信號占用網絡帶寬并不大，多數智能變電站的建設過程中并不對GOOSE進行VLAN劃分，但是GOOSE信號十分重要，直接關系到斷路器能否正確動作，所以我們要求在對交換機進行VLAN劃分時，必須同步考慮GOOSE信號的VLAN劃分，這樣可以為GOOSE信號的正確傳輸提供多一層保障，在此基礎上進一步試驗。

（2）拔下保護裝置連接系統的光纖，確認只有與其有關聯的設備發出“GOOSE斷鏈”報警，符合SCD文件解析結果，然后按照圖3接線，用數字化繼電保護保護測試儀對保護裝置進行采樣、邏輯試驗。試驗過程中詳細記錄保護裝置的GOOSE開出，并與SCD文件及虛端子圖（列表）進行比較，確保保護裝置的GOOSE開出符合保護邏輯，GOOSE開出點符合設計要求，與試驗預期一致。通過退出我們不需要的GOOSE出口軟壓板的方法，屏蔽不需要的GOOSE命令，并用試驗驗證，這樣一來，我們對保護裝置的邏輯和出口就進行了全面的驗證，確保之后的傳動斷路器試驗不會誤出口至其他運行間隔。

（3）拔下間隔智能終端上連接系統的光纖，確認只有與其有關聯的設備發有“GOOSE斷鏈”報警，然后按照圖4進行接線。用數字化繼電保護測試儀模擬保護裝置在之前試驗中開出的GOOSE跳閘命令，開出GOOSE跳閘、合閘命令，傳動斷路器，驗證智能終端能夠根據保護裝置發出的跳合閘命令正確動作，檢驗斷路器動作行為正確，因為智能終端與斷路器之間的聯系仍為傳統方式，所以其二次回路的檢查與傳統方式一致[3]。

（4）在上述試驗都正確的前提下，我們可以充分利用保護裝置、智能終端收發獨立的特點，拔下保護裝置連接系統的“收”光纖，按照圖5接線。用收發獨立的數字化繼電保護試驗儀模擬母線合并單元、間隔合并單元給保護裝置通入交流量，整個過程不會將模擬量信號通入交換機，因此其他IED設備不會感受到試驗模擬量，從而避免試驗交流量數據發送給其他二次設備，造成運行保護裝置誤動作，接下來按照傳統試驗方法進行斷路器傳動試驗。

3 試驗方法分析

該方法重點在于：在確保SCD、VLAN劃分正確的基礎上，將保護裝置、智能終端與系統隔離，分別對其發送、接受GOOSE命令的正確性進行獨立驗證，從而確保保護裝置的出口命令不會導致其他設備的不正確動作，之后充分利用保護裝置、智能終端收發獨立的特點，用數字化繼電保護測試儀給保護裝置提供交流量數據，不干涉保護裝置通過過程層網絡發送GOOSE命令，從而驗證保護裝置出口鏈路的正確性。

整個試驗過程，雖然利用數字化繼電保護測試儀做了兩次試驗，但是整個試驗過程不會影響其他非檢驗設備的正常運行，也不必花大量的時間對運行設備進行有效的隔離，智能變電站設備二次安全措施大大簡化，同時對保護裝置到智能終端的出口鏈路進行了完整的檢查，對出口邏輯的驗證非常全面，現場工作的安全性和工作效率都有較大的提升。

4 結語

智能變電站二次設備的檢驗是一個較新的技術領域，繼電保護人員只有對智能變電站技術有著深刻且理性的認識，才能高效、安全地完成工作任務。我們利用上述方法完成了部分智能變電站繼電保護設備的定檢工作，現場實際應用的效果令人滿意，為今后的工作積累了經驗。在今后的工作中，我們還需要不斷摸索、科學分析，不斷完善各種試驗方法。

參 考 文 獻

[1]趙繼維，張禮波，朱皓.智能保護裝置對綜自設備跳閘方案的改進[J].貴州電力技術，2015（8）：59-60，58.

[2]王磊，黃力，張禮波.智能變電站失靈保護二次回路的可視化數字圖紙建模方法[J].機械與電子，2020（4）：28-32.

[3]朱皓，王磊，張禮波.數字化變電站雙重化智能終端電氣防跳功能完善[J].貴州電力技術，2015（4）：59-60，63.