智能变电站继电保护安全措施规范建设

杨洛林

（国网四川省电力公司绵阳供电公司，四川 绵阳 621000）

智能变电站继电保护安全措施规范建设

杨洛林

（国网四川省电力公司绵阳供电公司，四川 绵阳 621000）

根据国家电网建设的重要部署，智能电网是我国电网未来发展的重要方向，近年来，大量智能变电站投入运行，作为智能电网的核心，智能变电站运行的安全性、可靠性和稳定性尤为重要。在运行维护过程中，涉及继电保护设备的消缺和例检工作，由于智能变电站二次系统整体架构与传统变电站完全不同，因此，如何做好继电保护的安全措施就成了亟待解决的问题。本文对智能变电站继电保护安全措施的现状进行分析，探讨如何实现继电保护安全措施的规范化建设（本文以220kV电压等级设备例检为例，其他电压等级可参照）。

智能变电站；继电保护；安全措施；规范建设

我们国家电力市场庞大，随着大量智能变电站投入运行，智能变电站对电网的安全稳定运行带来的影响已不可忽视。目前，我们实践智能变电站还只是停留在技术层面，关注点仍是各种新设备、新标准的应用，而对变电站的运维检修模式却研究甚少。在运行维护过程中，对继电保护的安全性和可靠性要求最高，我们常规变电站的继电保护安全措施已经不能满足智能变电站需求。因此，开展智能变电站继电保护安全措施的规范化建设已是当务之急，完成智能变电站继电保护安全措施的规范化建设，才能保障其安全、可靠、稳定运行。

一、智能变电站的特征

1.基本结构

智能变电站的基本结构是“三层两网”，其中“三层”分为：站控层、过程层、间隔层；“两网”分为：站控层网络和过程层网络。

过程层网络是智能变电站的核心，跨间隔信息的共享都是在过程层网络实现的，智能变电站内几乎所有的电气量信息都可以从过程层网络中获得。过程层设备（合并单元、智能终端）以及各种智能组件则是组成过程层网络的硬件设备。

2.主要回路

目前，我国的智能变电站主要采用“直采”、“直跳”方式。所谓直采，就是合并单元通过光纤将采样到的模拟量电流、电压信号转换为光信号后直接传递给保护装置（线路保护、主变保护、母差保护）；所谓直跳，就是保护装置的跳合闸命令通过光纤直接传递给对应的智能终端，智能终端再将跳合闸命令的光信号转换为电信号后作用于跳合闸线圈。而其他所有信息则集成到过程层网络中。过程层网络取代了传统变电站复杂的电缆接线，每一台智能设备只需要用一组尾纤连接至过程层网络交换机，便可以采集和传输相关信息。

3.压板

智能变电站的每一台智能设备（主要是指合并单元、智能终端和保护装置）均配有“投检修态”硬压板，其他主要采用软压板形式。这样，保护屏的压板布置更加简单明了，也为智能变电站的“顺序控制”提供了技术上的支持。智能设备的“投检修态”硬压板投入后，装置发送的所有GOOSE报文均带有“检修”标识，使其他所有未投入“投检修态”硬压板的设备不再处理该装置发出的GOOSE报文；同样，该装置也不再处理接收到的不带“检修”标识的报文。“投检修态”硬压板可以将检修设备和运行设备从逻辑上进行隔离，是智能变电站“防三误”最为简洁、有效的手段。

二、智能变电站继电保护安全措施的具体方法

现阶段继电保护安全措施在实行人工安插施工标识、操作监护、误碰防范措施及防触电等操作变动不大。然而在二次回路上的操作防备事项，由于智能变电站二次系统架构的变化，使其继电保护安全措施也发生了巨大的变化。

1.线路保护装置

线路保护装置例检时，待一次设备停电后，首先应退出相应母线保护装置中该间隔SV接收软压板和GOOSE（包括跳合闸信号和开入量信号）接收软压板。退出该间隔SV接收软压板是为了使母线保护装置在进行差流计算时不把该间隔电流计算在内，以避免检修人员在对合并单元加入电流模拟量时引起差流不平衡而导致母差误动；退出该间隔GOOSE接收软压板是为了使母差保护装置不接收线路保护装置发出的启动失灵GOOSE信号，以避免检修人员在对线路保护装置进行逻辑校验时误启动母线保护装置的失灵保护。然后将该间隔所有的智能设备：智能终端、合并单元和保护装置的“投检修态”硬压板投入。

2.主变保护装置例检的安全措施

主变保护装置例检时，与线路保护装置一样，应首先将所有母差保护装置中涉及主变间隔的SV接收软压板和GOOSE（包括跳合闸信号和开入量信号）接收软压板退出。然后将主变间隔的所有智能设备的“投检修态”硬压板投入。这里需要特别注意的是：很多继电保护装置厂商生产的主变保护装置都只提供了4对直跳光纤接口，而在我们的大多数220kV变电站中，除了主变三侧的断路器外，一般情况下高、中、低三侧可能还有分段或母联断路器，这样就必然导致部分断路器不能由主变保护装置“直跳”，而只能通过GOOSE网络进行“网跳”。这种情况下，最妥善的做法是拔掉主变保护装置的组网尾纤，使主变保护装置从物理上与GOOSE网络隔离，从而确保不误跳运行设备。

3.母差保护装置例检时的安全措施

母差保护装置进行例检时，通常情况下，一次设备均处于运行状态。因此，在做安全措施时，一定要理清楚顺序，否则就会导致母差保护装置误动。首先，应将母差保护装置的“投检修态”硬压板投入；其次应将保护装置的功能软压板（差动保护、失灵保护）全部退出；最后按直跳、组网和直采的顺序拔掉母差保护装置的所有尾纤。与线路保护装置和主变保护装置不同，检修人员在对母差保护进行逻辑校验时，只能通过继电保护试验仪向母差保护装置加入电流、电压量和开入量（断路器和隔离开关位置）信号；由于不能进行带开关整租试验，要验证母差保护动作的正确性，也只能通过继电保护试验仪采集保护装置的直跳开出量。因此，需要拔掉母差保护装置的所有尾纤。

三、对智能变电站继电保护安全措施规范化的建议

1.“投检修态”硬压板

在智能变电站安全措施中“投检修态”硬压板非常重要，它是实现检修设备与运行设备逻辑隔离的有效手段。但是，在我们的实际检修过程中，很多检修人员为了方便，都是采用直接拔出光纤的方法来做安全措施。这种方法虽然是最简洁、有效的，但同时也有很多弊端（下文将详细说明）。另一个原因是，部分厂家的继电保护试验仪设置检修态的操作过程烦琐，导致检修人员对使用这种方法非常抵触。我们希望继电保护试验仪的生产厂家改善程序，尤其是对于检修态的设置，最好是在主界面设置一个明确的检修态选项，且不需要重复设置。当检修人员选定为检修态时，使得每一次从SCD文件中导出的任何CID文件都自动带有检修态标识。这样，才能使“投检修态”硬压板真正发挥其重要作用。

2.拔除光纤

在智能变电站中，由于GOOSE网络的建立，使得我们如果不拔出光纤，就不能实现检修设备和运行设备的物理隔离。而为了使安全措施更加可靠，我们必然会频繁拔出和插入光纤。由于尾纤接头和设备光口十分脆弱，反复的插拔光纤必然会增大光衰甚至使光回路中断，给设备的安全稳定运行带来巨大隐患。所以，如非必要就尽量不要使用这种方法。

3.各软压板的投退

投退各项软压板能够为检修设备和运行设备之间提供逻辑断开点。到目前为止，各软压板的功能、定义和命名还没有统一的规范，不同厂家的设备在软压板的设置上差异很大，而且大多数软压板的命名笼统，导致检修人员和运维人员操作极为不便。由于不能准确掌握每一个软压板的功能和作用而导致事故的情况时有发生。去年，某220kV变电站220kV母差保护装置在例检完成后，投入软压板的过程中，由于运维人员操作不当而导致母差误动。在此，我们建议各厂家将软压板的名称及功能进行统一规范，尤其是重要的软压板要特别标注，从而防止检修人员和运维人员在操作过程中因个人理解的偏差而导致事故的发生。

结语

综上所述，目前智能变电站的运维和检修主要存在以下问题：（1）不同厂家的设备对软压板命各不相同，导致运维人员和检修人员操作困难；（2）运维和检修智能变电站的技术力量较为薄弱。针对以上问题，我们建议在设计、制造、施工及运维、检修方面统一标准，从而形成标准的安全措施作业规范。只有标准的作业规范形成后，才能从根本上提升检修和运维人员的技术水平。同时，这也是保证智能变电站运维和检修工作安全，推进智能技术快速发展的有效措施。智能变电站是电网改造的大势所趋，其继电保护的安全措施尤为重要，我们必须排除一切障碍，使其不断完善，从而推动智能变电站技术不断向前发展。

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