数字化变电站母差保护接口方式

刘乃杰 郭宇隽 左 晨

（金华电业局，浙江 金华 321001）

500kV 芝堰变于2009年7月投入运行，是建立在IEC61850 通讯规范基础上的智能化变电站，该变电站将一次系统的开关量就地数字化，用光纤代替电缆连接，实现过程层设备与间隔层设备之间的通信，以代替原有的二次回路。它是目前国内数字化技术应用程度最深，实施范围最广，保护数字化程度最高的500kV 数字换变电站。随着浙江电网的不断发展，2011年12月，对500kV 芝堰变进行扩建，本次扩建新上信安I 线间隔及5033 开关间隔，如图一所示。本次扩建需对500kVII 目母差保护进行扩建接口。与常规变电站扩建时电缆点对点连接方式不同，数字化变电站扩建过程中，需要根据 IEC 61850 标准，配置修改系统文件[1]。每个IED 装置中的ICD 文件的变动，都将需要生成新的全站SCD文件，然后通过新的SCD 文件导出CID 文件，重新下装到全站所有IED 装置中。

在数字化变电站中，所有IED 的GOOSE 信息 交互都是通过交换机实现。因此，需考虑扩建设备合理的组网方式，以适应新设备本身的调试以及与原设备的试验[2]。既要使扩建设备接入运行的GOOSE 网络，保证试验的完整性，又要消除扩建过程中新安装设备对运行设备的影响，是本次扩建项目的一个难点。

图1 扩建示意图

图2扩建接口流程图

1 SCD 文件配置更改

图3 SCD 制作流程图

SCD 文件配置用于设置新增IED 设备的各项参数及相关GOOSE 连接，为便于管理，全站SCD文件应唯一，扩建过程中远动装置、保护信息子站、录波子站使用同一SCD 文件[3]。SCD 文件由全站IED 装置（包括保护装置、测控装置、智能组件、智能巡视系统接口服务器、智能辅助系统接口服务器、录波器等装置）的模型文件组态形成，全站IED 装置使用的CID 文件必需由SCD 文件生成。在制作全站SCD 文件之前，需要先取得全站各类 型IED 的ICD 文件；将各类型ICD 文件进行语法校验，需能够通过XML 语言语法结构检查；对全站所有的IED 进行归类统计，事先规划好装置的IP 地址、GOOSE 及SMV 的组播地址、APPID、GOOSE 插件的端口分配等信息。从设计院处获得全站的GOOSE 连线及SMV 连线，并了解各IED间的联络关系，为做GOOSE 及SMV 连线。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，下装到500kVII 目母差保护中。

2 试验过程中安全措施的执行

传统变电站的安全措施主要是断开二次回路，即断开二次电缆之间的连接，从而达到隔离的目的。而芝堰变取消了传统的二次电缆，采用光纤网络。所有IED 设备只保留一块“装置检修”硬压板，其余均采用信息化的软压板。设备之间设置接收和发送软压板。在此种技术条件下，如何实施安全措施，没有成熟的经验可以借鉴。按照传统变电站的模式，在需要执行安全措施的相关回路上必须要有明确的断开点。然而数字化变电站保护装置与外界的所有联络，包括电流、电压、闭锁、跳闸等回路，已不再是以往所熟悉的电缆回路，保护装置与外界的所有联络仅通过光纤来实现。显然，“短电流，断电压，拆跳闸”这样的安全措施已不适合数字化变电站的实际情况。

如何可靠的实施安全措施，是本次接口过程中的又一难点。现场通过以下两个方面，来实施安全措施。

2.1 投入“装置检修”硬压板

芝堰变所有IED 设备均设有一块“装置检修”硬压板。“装置检修”压板的投退状态决定了GOOSE报文中Test 位的状态：当投入“装置检修”硬压板时，GOOSE 报文中的Test 位显示为”TRUE”[4]。当退出“装置检修”硬压板时，GOOSE 报文中的Test 位显示为”FALSE”。所有IED 设备只会对与其状态一致的GOOSE 报文作出响应，即当“装置检修”硬压板处于投入状态时，只有Test 位为“TRUE”的GOOSE 报文会被识别和响应。当装置处于“装置检修”硬压板处于退出状态时，只有Test 位为“FALSE”的GOOSE 报文会被识别和响应。这样，投入扩建设备的“装置检修”硬压板，可以将扩建设备与运行设备通过控制GOOSE 报文进行隔离。

2.2 退出GOOSE 发送、接收软压板

GOOSE“发送软压板”作用于装置的GOOSE报文发送环节。当“发送软压板”在分位时，保护装置发出的GOOSE 报文始终为“0”态。当取下扩建设备的GOOSE“发送软压板”，则即使该保护动作跳闸，发出的GOOSE 数据集中的跳闸信息仍然为“0”态，不会对运行设备造成影响。

GOOSE“接收软压板”作用于装置的GOOSE报文接收环节。例如，当取下母差保护接收扩建间隔启动失灵的“接收软压板”时，即使扩建间隔发出启动失灵的GOOSE 报文，母差保护装置也不会进行任何的处理。

通过退出扩建设备的“发送软压板”和运行设备的“接收软压板”，可以可靠断开扩建设备与运行设备的GOOSE 报文联系。在接口过程中，操作方法简单。但在实施过程中，需与运行人员做好设备状态交接工作，防止造成压板状态与设备要求的运行状态不符的情况。

3 500kVⅡ母母差试验方案

在以上设备的安全措施下进行新设备的调试，需保证二次试验的完整性。对于常规变电站，继保规程规定二次电缆未改动无需进行试验验证，而数字化变电站每个IED 装置ICD 文件的增加或变动，都将重新生成全站SCD 文件，然后导出新的CID文件进行下装[5]。工作过程中发生多次人为SCD 文件配置错误导致开入开出有误的情况，因此在修改母差保护原ICD 时，无法保证原有开入开出的正确性，因此所有的GOOSE 输入输出均需重新验证。

在生成新的CID 文件，并下装到500kVII 母第一套、第二套母差保护装置后，需进行500kVII 母母差与5033、5032、5023、5013 开关相关逻辑试验，试验内容详见表1。现场通过查看500kVII 母母差保护开入信息，来检查母差保护开入试验的正确性；通过母差保护动作传动5032、5033 开关，来检查母差保护开出试验的正确性。以上试验经现场检查均正确。通过以上试验，确保了新下装的母差保护CID数据的正确性。

表1 500kVⅡ母差试验方案

4 结论

数字化变电站的扩建接口工作，在浙江省乃至全国，可借鉴的经验很少。在芝堰变扩建过程中，我们结合现场实际情况，通过对500kVII 母差保护接口方式的探索，分析了保护的调试方案，解决了数字化变电站扩建过程中的安全性和完整性，也为今后数字化变电站的扩建提供了可借鉴的经验。

[1] 张靓,陈翔.数字化变电站的应用研究[J].科技风,2010(11).

[2] 高翔.数字化变电站应用展望.华东电力,2006(8).

[3] 王德文,朱永利,邸剑,翟学明.数字化变电站中的通信网关[J],电力系统自动化,2009(4): 53-57.

[4] 张兴.郭燕娜.浅谈数字化变电站的技术与发展[J].江苏电机工程,2007(26).

[5] 杜浩良,李有春,盛继光.基于IEC 61850 标准数字化与传统继电保护的比较[J].电力系统保护与控制,2009,37(24): 172-176.