黃少瑞，朱婷婷

(國網(wǎng)吳忠供電公司，寧夏回族自治區(qū) 吳忠 751100)

0 引言

在常規(guī)變電站中檢修一次或二次設(shè)備時(shí)，為了不影響后臺(tái)及調(diào)度正常的信息采集，在保護(hù)裝置中專門設(shè)置了檢修連接片。這樣在保護(hù)傳動(dòng)調(diào)試過程中，裝置就不會(huì)向后臺(tái)發(fā)送任何因檢修時(shí)發(fā)送的保護(hù)信號，這就不會(huì)影響本站后臺(tái)或者各級調(diào)度正常的監(jiān)視工作，但是這樣的檢修功能比較單一。隨著智能化變電站的日益發(fā)展，具有邏輯判斷能力的設(shè)備數(shù)量越來越多，設(shè)備之間的配合關(guān)系越來越復(fù)雜。為了避免在檢修過程中由于人為原因造成保護(hù)裝置誤動(dòng)作，需要一種新的檢修機(jī)制來適應(yīng)變電站的發(fā)展和維護(hù)需求。

1 檢修機(jī)制的概念及應(yīng)用

因IEC61850規(guī)范的出現(xiàn)，在智能變電站中具有邏輯判斷能力的設(shè)備越來越多，這為新的檢修機(jī)制的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。設(shè)備檢修調(diào)試過程中的配合關(guān)系，即同一個(gè)間隔不同設(shè)備之間或者公用系統(tǒng)與某個(gè)間隔或者某一個(gè)設(shè)備之間置檢修后的相互配合。這種配合關(guān)系，目的是為了在檢修過程中避免設(shè)備發(fā)生誤動(dòng)作而造成事故。檢修機(jī)制就是在保證任何保護(hù)裝置不會(huì)誤動(dòng)作、測控裝置不會(huì)誤發(fā)信、開關(guān)不會(huì)誤跳的前提下，保證調(diào)試、檢修可以順利進(jìn)行［1］。

1.1 品質(zhì)

智能化變電站中各智能電子設(shè)備是通過數(shù)字信號相互聯(lián)系的，數(shù)字信號在傳輸?shù)倪^程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)丟幀、時(shí)間不準(zhǔn)、信號衰耗嚴(yán)重、信號源弱等問題。發(fā)送方發(fā)送數(shù)字信號給接收方，接收方必須判定其發(fā)送過來的數(shù)據(jù)是否有效、完整。品質(zhì)屬性帶有不同的品質(zhì)標(biāo)示符，其中包括:1.validity(有效性);2.detailquality(細(xì)化 品質(zhì));3.source(源);4.test(測試);5.blocked by operator操作員閉鎖。其中test測試標(biāo)示符可以為檢修機(jī)制所用。測試就是檢修，即運(yùn)行時(shí)不能投入檢修壓板。

1.2 檢修機(jī)制的應(yīng)用

智能變電站中，GOOSE的檢修品質(zhì)位標(biāo)注為 test，具體為870100，當(dāng)投入檢修連接片后，GOOSE報(bào)文中 test由0變?yōu)?。SV的檢修品質(zhì)位為0800，在報(bào)文中看不到test的具體標(biāo)注。根據(jù)IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)對檢修的定義以及運(yùn)行維護(hù)的要求，把檢修機(jī)制分為兩個(gè)部分:第一個(gè)部分是保護(hù)裝置與合并單元的檢修機(jī)制。第二個(gè)部分是保護(hù)裝置與智能終端的檢修機(jī)制。

2 保護(hù)裝置與合并單元、智能終端之間的檢修機(jī)制

2.1 保護(hù)裝置與合并單元的檢修機(jī)制

當(dāng)某條線路間隔互感器檢修或合并單元檢修，或者兩者同時(shí)檢修時(shí)，為了不影響保護(hù)裝置邏輯判斷，避免出現(xiàn)誤動(dòng)作等問題，應(yīng)進(jìn)行如下操作。

(1)當(dāng)保護(hù)裝置檢修投入、合并單元檢修投入時(shí)，此時(shí)裝置能進(jìn)行采樣計(jì)算，保護(hù)裝置能正確執(zhí)行邏輯功能。此種檢修機(jī)制為:當(dāng)保護(hù)裝置和合并單元都需要檢修時(shí)，不能影響公用設(shè)備的運(yùn)行。如母差保護(hù)裝置接收到檢修間隔的檢修品質(zhì)位后，自動(dòng)將該間隔剔出不進(jìn)行邏輯判斷，母差保護(hù)其它設(shè)備能正常運(yùn)行。

(2)當(dāng)保護(hù)裝置檢修不投、合并單元檢修不投時(shí)，此時(shí)裝置進(jìn)行采樣計(jì)算，保護(hù)裝置能正確進(jìn)行邏輯判斷功能，屬于正常運(yùn)行狀態(tài)。

(3)當(dāng)保護(hù)裝置檢修投入、合并單元檢修不投時(shí);此時(shí)裝置只進(jìn)行采樣，不進(jìn)行邏輯判斷。此種檢修機(jī)制為:當(dāng)對保護(hù)裝置進(jìn)行檢修時(shí)，是不會(huì)影響其對互感器進(jìn)行采樣的，并將檢修品質(zhì)位發(fā)送給公用設(shè)備。

(4)當(dāng)保護(hù)裝置檢修不投、合并單元檢修投入時(shí)，裝置只進(jìn)行采樣，不進(jìn)行邏輯判斷。此種檢修機(jī)制為:當(dāng)對互感器進(jìn)行檢修時(shí)且檢修完畢對其進(jìn)行升流，為了確保采樣回路的正確性而同時(shí)又不造成保護(hù)誤動(dòng)作而設(shè)計(jì)的，并將檢修品質(zhì)位發(fā)送給公用設(shè)備。

2.2 保護(hù)裝置與智能終端的檢修機(jī)制

當(dāng)某條線路間隔斷路器檢修或者保護(hù)裝置檢修，或兩者同時(shí)檢修而不影響保護(hù)邏輯功能，避免出現(xiàn)誤動(dòng)作、誤出口等問題，應(yīng)進(jìn)行如下操作。

(1)當(dāng)保護(hù)裝置檢修投入、智能終端檢修投入。此時(shí)裝置保護(hù)邏輯正常執(zhí)行，保護(hù)正確動(dòng)作。此種檢修機(jī)制為:當(dāng)保護(hù)裝置和斷路器同時(shí)檢修時(shí)，能夠隨意模擬故障并使其出口跳閘。另外會(huì)發(fā)送檢修品質(zhì)位與公用設(shè)備。

(2)當(dāng)保護(hù)裝置檢修不投、智能終端檢修不投;屬于正常運(yùn)行狀態(tài)。

(3)當(dāng)保護(hù)裝置檢修投入、智能終端檢修不投;保護(hù)裝置邏輯正確，但不出口跳閘。此種檢修機(jī)制為:當(dāng)保護(hù)裝置檢修，斷路器運(yùn)行時(shí)，比如220 kV出線間隔，第一套裝置檢修，第二套裝置運(yùn)行時(shí)，可以對第一套保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)邏輯功能驗(yàn)證，而不影響第二套保護(hù)裝置及公用設(shè)備。

(4)當(dāng)保護(hù)裝置檢修不投、智能終端檢修投入時(shí)，保護(hù)裝置邏輯正確，但不出口跳閘。此種檢修機(jī)制為:為了避免運(yùn)行人員誤操作而專門設(shè)定的。保護(hù)裝置與智能終端的檢修機(jī)制校驗(yàn)，仍然需要通過帶測試位的采樣來實(shí)現(xiàn)，即便不通過合并單元直接對保護(hù)裝置加采樣模擬故障，測試儀也必須將采樣量打上測試標(biāo)志，否則裝置會(huì)因?yàn)闆]有接收到測試位的采樣量而閉鎖相應(yīng)的功能。

3 智能變電站中典型間隔的檢修機(jī)制

以下討論的邏輯主要是從保護(hù)動(dòng)作到出口和遙信、遙測到各級遠(yuǎn)方操作到智能終端執(zhí)行兩個(gè)方向出發(fā):(1)涉及合并單元、保護(hù)裝置、智能終端;(2)涉及合并單元和智能終端、測控裝置、后臺(tái)及遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)。

3.1 線路或母聯(lián)間隔的檢修機(jī)制

對于220 kV以下的線路或母聯(lián)間隔:它所包含的智能電子設(shè)備都是一套合并單元、保護(hù)裝置和智能終端。其局部系統(tǒng)構(gòu)成圖如圖1所示，箭頭表示數(shù)據(jù)流向。當(dāng)線路及測控裝置相關(guān)檢修連接片投入，它們送上后臺(tái)的信號、報(bào)文、遙測量都會(huì)帶上檢修位，而且后臺(tái)及各級調(diào)度也將會(huì)失去對本間隔的遙控功能，這樣就避免因誤操作所引發(fā)的事故。此外，合并單元投檢修后，母差保護(hù)裝置只能收到此線路或母聯(lián)間隔不正?；蛘吒袘?yīng)的電壓、電流量，但也只是進(jìn)行采集，不會(huì)進(jìn)行邏輯判斷。同樣故障錄波及報(bào)文分析裝置接收到此間隔的采樣量也都是帶檢修品質(zhì)位的量。此時(shí)線路或母聯(lián)保護(hù)開入母差的啟動(dòng)失靈跳閘也是帶檢修品質(zhì)位的，因此不會(huì)使母差保護(hù)誤動(dòng)作。

圖1 220 kV以下的線路或母聯(lián)間隔

本典型間隔配置保護(hù)的所有檢修態(tài)的配合，見表1。

表1 線路或母聯(lián)間隔中保護(hù)裝置與智能裝置之間的檢修配合示意圖

因?yàn)?20 kV以上的線路或母聯(lián)間隔所使用的二次設(shè)備都是雙套保護(hù)配置，在這種情況下斷路器不能因?yàn)橐惶妆Ｗo(hù)檢修調(diào)試而誤動(dòng)作。為了最大程度的驗(yàn)證整個(gè)間隔數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性，可以選擇表1中序號3的檢修方式來進(jìn)行調(diào)試［3］。因?yàn)榇藱z修機(jī)制下線路保護(hù)及合并單元給其他公用設(shè)備都可以發(fā)檢修位，而智能終端通過GOOSE網(wǎng)發(fā)給線路或母聯(lián)保護(hù)的狀態(tài)位置是不帶檢修品質(zhì)位的，可以通過在智能終端處抓取報(bào)文來確認(rèn)保護(hù)裝置出口的量是帶檢修品質(zhì)位的。通過GOOSE網(wǎng)上測控裝置發(fā)送給后臺(tái)或各級調(diào)度的所有信號都可以通過此間測控裝置的檢修而帶上檢修品質(zhì)位。

3.2 主變間隔的檢修機(jī)制

圖2為220 kV主變壓器間隔的典型局部系統(tǒng)配置圖。

如果在不考慮電源點(diǎn)的情況下，主變壓器三側(cè)任意一側(cè)都可能檢修調(diào)試。在這種情況下，其檢修機(jī)制的要求任意一側(cè)檢修調(diào)試都不能影響主變保護(hù)邏輯的判斷和正確出口，當(dāng)然主變保護(hù)更不能誤動(dòng)。所以任意一側(cè)合并單元投檢修后，主變只對該側(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集而不參與邏輯判斷。主變?nèi)齻?cè)測控裝置對應(yīng)上傳各側(cè)所對應(yīng)的狀態(tài)量。對各側(cè)母差公用裝置來說，當(dāng)主變一側(cè)檢修，其他側(cè)運(yùn)行的主變保護(hù)裝置還可以向母差開入正常態(tài)的啟動(dòng)失靈跳閘，不過此保護(hù)需要加電流判據(jù)。檢修側(cè)的電流量已帶檢修品質(zhì)位，母線保護(hù)裝置對檢修側(cè)不進(jìn)行邏輯判斷。檢修側(cè)測控裝置會(huì)將帶有檢修品質(zhì)位的量傳送給故障錄波及報(bào)文分析裝置，此時(shí)無論智能終端是否檢修都不可遠(yuǎn)方遙控。

圖2 220 kV主變壓器間隔局部系統(tǒng)配置圖

3.3 公用設(shè)備的檢修機(jī)制

圖3 為母線間隔的系統(tǒng)配置圖。

圖3 母線間隔的系統(tǒng)配置圖

公用設(shè)備檢修調(diào)試時(shí)通常采用表1中序號7的檢修方式，因?yàn)榇朔N檢修方式下合并單元、保護(hù)裝置、智能終端都可以進(jìn)行單裝置檢修調(diào)試。如果必須對保護(hù)邏輯和跳閘出口進(jìn)行調(diào)試，就可以采用表1中序號3的調(diào)試方式，需要對其出口報(bào)文進(jìn)行抓取分析，保證其能正確出口。對于有電壓互感器切換的配置來說，當(dāng)一條母線的電壓互感器檢修時(shí)，可以強(qiáng)制檢修母線的電壓切換到正常母線的電壓［4］。

3.4 線路在聯(lián)調(diào)過程中的檢修機(jī)制

線路在聯(lián)調(diào)過程中的檢修機(jī)制就是要在特定的檢修狀態(tài)下進(jìn)行兩側(cè)線路聯(lián)調(diào)而不影響站內(nèi)其它正常運(yùn)行的間隔。圖4為線路聯(lián)調(diào)過程中的系統(tǒng)配置圖。如圖4所示，當(dāng)線路對側(cè)合并單元置檢修時(shí)，本側(cè)線路保護(hù)裝置通過光纖接收到對側(cè)線路帶檢修品質(zhì)位的保護(hù)電流量，此時(shí)本側(cè)的差動(dòng)保護(hù)功能應(yīng)該退出［5］。兩側(cè)線路保護(hù)的差動(dòng)保護(hù)計(jì)算與兩側(cè)合并單元的檢修狀態(tài)都有關(guān)系，當(dāng)有一側(cè)檢修時(shí)，差動(dòng)邏輯就只是采集量而不能保護(hù)邏輯出口。在光纖傳輸中還有一個(gè)開關(guān)量輸出的遠(yuǎn)跳保護(hù)，該開關(guān)量的品質(zhì)位是由保護(hù)裝置的檢修來決定的。當(dāng)對側(cè)開出一個(gè)遠(yuǎn)跳量的時(shí)候，如果加就地判據(jù)，就會(huì)同時(shí)受本側(cè)合并單元所輸出的電流品質(zhì)位的影響。但是當(dāng)兩側(cè)檢修品質(zhì)位不一致時(shí)，本側(cè)收到對側(cè)的遠(yuǎn)跳保護(hù)信號才能出口。如果不加就地判據(jù)，只需要遠(yuǎn)跳開關(guān)量檢修與本側(cè)保護(hù)一致，本側(cè)收到對側(cè)的遠(yuǎn)跳保護(hù)信號就能出口。

圖4 線路聯(lián)調(diào)過程中的系統(tǒng)配置圖

表2為線路聯(lián)調(diào)中智能裝置之間的檢修配合所產(chǎn)生的現(xiàn)象。

表2 線路聯(lián)調(diào)中各保護(hù)動(dòng)作邏輯現(xiàn)象

由表2所示，線路縱差保護(hù)相關(guān)的設(shè)備有本(對)側(cè)合并單元、本(對)側(cè)保護(hù)裝置，只有這四個(gè)相關(guān)設(shè)備檢修一致時(shí)線路縱差保護(hù)才出口;檢修不一致時(shí)，線路縱差保護(hù)不出口［6］。

4 結(jié)束語

本文闡述了IEC61850標(biāo)準(zhǔn)中檢修品質(zhì)位在智能變電站檢修機(jī)制中的實(shí)現(xiàn)，以工程實(shí)際應(yīng)用為重，針對智能變電站中典型間隔的檢修機(jī)制狀態(tài)組合，進(jìn)行了詳細(xì)的分析說明和實(shí)驗(yàn)論證，為本地區(qū)的智能變電站聯(lián)調(diào)及設(shè)備檢修維護(hù)工作提供參考依據(jù)。

［1］馮軍.智能變電站原理及測試技術(shù)［M］.北京:中國電力出版社，2011.

［2］何彥昊，劉志遠(yuǎn).基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的變電站調(diào)試指導(dǎo)手冊［M］.北京:中國電力出版社，2013.

［3］李鋒，謝俊，蘭金波，等.智能變電站繼電保護(hù)配置的展望和探討［J］.電力自動(dòng)化設(shè)備，2012，32(2):122-125.

［4］夏佳.論數(shù)字化變電站二次系統(tǒng)的狀態(tài)檢修［J］.科技資訊，2012，10(21):105.

［5］李斌，薄志謙.面向智能電網(wǎng)的保護(hù)控制系統(tǒng)［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2009，33(20):7-12.

［6］高翔.數(shù)字化變電站應(yīng)用技術(shù)［M］.北京:中國電力出版社，2008.