劉乃杰 郭宇雋 左 晨
(金華電業(yè)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(guī)范基礎(chǔ)上的智能化變電站,該變電站將一次系統(tǒng)的開關(guān)量就地數(shù)字化,用光纖代替電纜連接,實現(xiàn)過程層設(shè)備與間隔層設(shè)備之間的通信,以代替原有的二次回路。它是目前國內(nèi)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用程度最深,實施范圍最廣,保護數(shù)字化程度最高的500kV 數(shù)字換變電站。隨著浙江電網(wǎng)的不斷發(fā)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(guān)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(guī)變電站擴建時電纜點對點連接方式不同,數(shù)字化變電站擴建過程中,需要根據(jù) IEC 61850 標準,配置修改系統(tǒng)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(dǎo)出CID 文件,重新下裝到全站所有IED 裝置中。
在數(shù)字化變電站中,所有IED 的GOOSE 信息 交互都是通過交換機實現(xiàn)。因此,需考慮擴建設(shè)備合理的組網(wǎng)方式,以適應(yīng)新設(shè)備本身的調(diào)試以及與原設(shè)備的試驗[2]。既要使擴建設(shè)備接入運行的GOOSE 網(wǎng)絡(luò),保證試驗的完整性,又要消除擴建過程中新安裝設(shè)備對運行設(shè)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
圖3 SCD 制作流程圖
SCD 文件配置用于設(shè)置新增IED 設(shè)備的各項參數(shù)及相關(guān)GOOSE 連接,為便于管理,全站SCD文件應(yīng)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(tǒng)接口服務(wù)器、智能輔助系統(tǒng)接口服務(wù)器、錄波器等裝置)的模型文件組態(tài)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(jié)構(gòu)檢查;對全站所有的IED 進行歸類統(tǒng)計,事先規(guī)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(shè)計院處獲得全站的GOOSE 連線及SMV 連線,并了解各IED間的聯(lián)絡(luò)關(guān)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。
傳統(tǒng)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?nèi)∠藗鹘y(tǒng)的二次電纜,采用光纖網(wǎng)絡(luò)。所有IED 設(shè)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(shè)備之間設(shè)置接收和發(fā)送軟壓板。在此種技術(shù)條件下,如何實施安全措施,沒有成熟的經(jīng)驗可以借鑒。按照傳統(tǒng)變電站的模式,在需要執(zhí)行安全措施的相關(guān)回路上必須要有明確的斷開點。然而數(shù)字化變電站保護裝置與外界的所有聯(lián)絡(luò),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(lián)絡(luò)僅通過光纖來實現(xiàn)。顯然,“短電流,斷電壓,拆跳閘”這樣的安全措施已不適合數(shù)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?,F(xiàn)場通過以下兩個方面,來實施安全措施。
芝堰變所有IED 設(shè)備均設(shè)有一塊“裝置檢修”硬壓板?!把b置檢修”壓板的投退狀態(tài)決定了GOOSE報文中Test 位的狀態(tài):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(shè)備只會對與其狀態(tài)一致的GOOSE 報文作出響應(yīng),即當“裝置檢修”硬壓板處于投入狀態(tài)時,只有Test 位為“TRUE”的GOOSE 報文會被識別和響應(yīng)。當裝置處于“裝置檢修”硬壓板處于退出狀態(tài)時,只有Test 位為“FALSE”的GOOSE 報文會被識別和響應(yīng)。這樣,投入擴建設(shè)備的“裝置檢修”硬壓板,可以將擴建設(shè)備與運行設(shè)備通過控制GOOSE 報文進行隔離。
GOOSE“發(fā)送軟壓板”作用于裝置的GOOSE報文發(fā)送環(huán)節(jié)。當“發(fā)送軟壓板”在分位時,保護裝置發(fā)出的GOOSE 報文始終為“0”態(tài)。當取下擴建設(shè)備的GOOSE“發(fā)送軟壓板”,則即使該保護動作跳閘,發(fā)出的GOOSE 數(shù)據(jù)集中的跳閘信息仍然為“0”態(tài),不會對運行設(shè)備造成影響。
GOOSE“接收軟壓板”作用于裝置的GOOSE報文接收環(huán)節(jié)。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(fā)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(shè)備的“發(fā)送軟壓板”和運行設(shè)備的“接收軟壓板”,可以可靠斷開擴建設(shè)備與運行設(shè)備的GOOSE 報文聯(lián)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(shè)備狀態(tài)交接工作,防止造成壓板狀態(tài)與設(shè)備要求的運行狀態(tài)不符的情況。
在以上設(shè)備的安全措施下進行新設(shè)備的調(diào)試,需保證二次試驗的完整性。對于常規(guī)變電站,繼保規(guī)程規(guī)定二次電纜未改動無需進行試驗驗證,而數(shù)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(dǎo)出新的CID文件進行下裝[5]。工作過程中發(fā)生多次人為SCD 文件配置錯誤導(dǎo)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(guān)相關(guān)邏輯試驗,試驗內(nèi)容詳見表1?,F(xiàn)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(guān),來檢查母差保護開出試驗的正確性。以上試驗經(jīng)現(xiàn)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(shù)據(jù)的正確性。
表1 500kVⅡ母差試驗方案
數(shù)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(jīng)驗很少。在芝堰變擴建過程中,我們結(jié)合現(xiàn)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(diào)試方案,解決了數(shù)字化變電站擴建過程中的安全性和完整性,也為今后數(shù)字化變電站的擴建提供了可借鑒的經(jīng)驗。
[1] 張靚,陳翔.數(shù)字化變電站的應(yīng)用研究[J].科技風(fēng),2010(11).
[2] 高翔.數(shù)字化變電站應(yīng)用展望.華東電力,2006(8).
[3] 王德文,朱永利,邸劍,翟學(xué)明.數(shù)字化變電站中的通信網(wǎng)關(guān)[J],電力系統(tǒng)自動化,2009(4): 53-57.
[4] 張興.郭燕娜.淺談數(shù)字化變電站的技術(shù)與發(fā)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(shù)字化與傳統(tǒng)繼電保護的比較[J].電力系統(tǒng)保護與控制,2009,37(24): 172-176.