顧 建，王志亮，梁學(xué)鋒

（國網(wǎng)浙江省電力公司紹興供電公司，浙江 紹興 312000）

利用光數(shù)字測試儀實現(xiàn)智能變電站測控裝置聯(lián)閉鎖邏輯“離線”驗證

顧 建，王志亮，梁學(xué)鋒

（國網(wǎng)浙江省電力公司紹興供電公司，浙江 紹興 312000）

智能變電站擴建及改造工作中最繁瑣和最具風(fēng)險的工作之一是驗證測控裝置的聯(lián)閉鎖邏輯，常規(guī)方法存在安全風(fēng)險大及費時等弊端。利用GOOSE報文的相關(guān)特點及光數(shù)字測試儀，能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)閉鎖邏輯的“離線”驗證，具有安全風(fēng)險小及省時等優(yōu)點，通過應(yīng)用案例體現(xiàn)出“離線”驗證方法的優(yōu)越性。

智能變電站；測控裝置；光數(shù)字測試儀；聯(lián)閉鎖邏輯；離線；GOOSE

智能變電站是目前變電站技術(shù)的主流發(fā)展方向，也是國家電網(wǎng)公司重點推廣的變電站模式。隨著時間的推移，已建成運行的智能變電站面臨著擴建和改造工作，在擴建和改造工作中，最繁瑣和最具安全風(fēng)險的工作之一是驗證測控裝置的聯(lián)閉鎖邏輯。如何安全、可靠、高效地進行測控裝置聯(lián)閉鎖邏輯驗證，是今后智能變電站擴建和改造工作中廠站自動化專業(yè)面臨的主要難題。

1 測控裝置聯(lián)閉鎖邏輯驗證的常規(guī)方法

在220 kV及以上電壓等級的變電站中，測控裝置的間隔層聯(lián)閉鎖與站控層五防閉鎖及過程層一次設(shè)備電氣閉鎖構(gòu)成變電站3層聯(lián)閉鎖，這3層聯(lián)閉鎖相互獨立，任意一層聯(lián)閉鎖故障不影響其他層。測控裝置配置的間隔層聯(lián)閉鎖包括本間隔以及跨間隔的聯(lián)閉鎖邏輯，本間隔聯(lián)閉鎖主要指本間隔的斷路器、隔離開關(guān)（簡稱閘刀）、接地隔離開關(guān)（簡稱地刀）等一次設(shè)備相互閉鎖的邏輯，跨間隔聯(lián)閉鎖主要指非本間隔一次設(shè)備如母線間隔閘刀、地刀等與本間隔設(shè)備相互閉鎖的邏輯。變電站中進行測控裝置的改造和擴建時，驗證聯(lián)閉鎖邏輯的方法通常為：通過在本間隔及相關(guān)間隔的端子排上拆、接一次設(shè)備的位置遙信電纜，模擬一次設(shè)備的分合位置狀態(tài)，檢查相關(guān)閉鎖接點狀態(tài)是否滿足聯(lián)閉鎖邏輯。這種方法有誤動、誤碰相關(guān)間隔一、二次設(shè)備（如母線地刀）的風(fēng)險，且驗證耗時較長。因此有必要找出一種安全風(fēng)險小、耗費時間少的聯(lián)閉鎖邏輯驗證方法。

2 智能變電站測控裝置聯(lián)閉鎖邏輯“離線”驗證

2.1 智能變電站聯(lián)閉鎖邏輯工作方式

智能變電站聯(lián)閉鎖邏輯配置在測控裝置中，測控裝置之間利用GOOSE報文傳送聯(lián)閉鎖所需的相關(guān)一次設(shè)備的位置信號。GOOSE報文的發(fā)送按圖1所示的方式執(zhí)行，其中T0是心跳時間，裝置每隔T0時間發(fā)送一次當(dāng)前狀態(tài)，此時的報文稱為心跳報文。當(dāng)GOOSE數(shù)據(jù)集中任何一個成員的數(shù)據(jù)值發(fā)生變化，裝置會馬上發(fā)送該數(shù)據(jù)集的所有數(shù)據(jù)，然后間隔T1發(fā)送第2幀及第3幀，間隔T2發(fā)送第4幀，間隔T3發(fā)送第5幀，后續(xù)報文的發(fā)送時間間隔逐漸增加，直到最后報文間隔恢復(fù)為心跳時間。

圖1GOOSE報文發(fā)送過程

GOOSE報文采用組播方式發(fā)送，在工程應(yīng)用中，跨間隔的一次設(shè)備位置信號由相關(guān)間隔的測控裝置通過間隔層（站控層）交換機傳送，本間隔的一次設(shè)備位置信號則由智能終端通過過程層交換機傳送。測控裝置接收到一次設(shè)備的位置信號后通過配置在裝置中的聯(lián)閉鎖邏輯進行運算，對本間隔智能終端發(fā)出閘刀、地刀閉鎖（開放）操作的GOOSE報文，智能終端收到GOOSE報文后閉鎖（開放）相關(guān)控制回路。從聯(lián)閉鎖邏輯的工作方式可以看出，測控裝置是聯(lián)閉鎖邏輯的“大腦”，智能終端是“四肢”，在聯(lián)閉鎖邏輯虛端子連線正確無誤的情況下，只要“大腦”工作正確，則“四肢”執(zhí)行正確。聯(lián)閉鎖邏輯虛端子連線比較簡單，通過閱讀SCD文件以及IED的配置文件能夠輕易確認其正確性。表1為某220 kV線路間隔閉鎖（開放）GOOSE虛端子連線。

表1 閉鎖（開放）GOOSE虛端子連線

2.2 測控裝置聯(lián)閉鎖邏輯“離線”驗證方法

2.2.1 “離線”驗證步驟

智能變電站測控裝置利用GOOSE報文傳送一次設(shè)備位置信號可實現(xiàn)聯(lián)閉鎖邏輯，如果能夠利用數(shù)字測試儀模擬GOOSE報文，則可以實現(xiàn)“離線”驗證測控裝置的閉鎖邏輯。所謂“離線”驗證，是指待驗證聯(lián)閉鎖邏輯的測控裝置獨立運行，不與變電站內(nèi)的其他運行設(shè)備有任何信息交換，具有安全風(fēng)險小，耗費時間少等優(yōu)點，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示，具體方法如下：

（1）閱讀SCD文件及相關(guān)IED的配置文件，確認聯(lián)閉鎖邏輯虛端子連線正確。

（2）將配置完成且已核對完本間隔遙測、遙信和遙控信息的測控裝置從間隔層（站控層）以及過程層交換機上脫離開來，實現(xiàn)“離線”運行。

（3）將待驗證聯(lián)閉鎖邏輯的測控裝置用網(wǎng)線和光纖接入新的、獨立運行的、設(shè)置了VLAN的、包含光口和電口的交換機，在設(shè)置好VLAN的任意一個端口進行GOOSE報文抓取，確認交換機VLAN設(shè)置正確。

（4）將導(dǎo)入本站SCD文件的數(shù)字測試儀1用光纖接入交換機光口，通過數(shù)字測試儀1模擬相關(guān)測控裝置和智能終端，用來改變參與間隔聯(lián)閉鎖邏輯的相關(guān)閘刀的位置狀態(tài)。

（5）將導(dǎo)入本站SCD文件的數(shù)字測試儀2接入交換機的另外一個光口，用來抓取測控裝置的閉鎖（開放）操作GOOSE報文，檢查GOOSE報文聯(lián)閉鎖數(shù)據(jù)集中開出狀態(tài)的值是否正確。

（6）與運行人員一起驗收測控裝置的間隔聯(lián)閉鎖邏輯，通過數(shù)字測試儀2查看測控裝置發(fā)出的閉鎖（開放）操作GOOSE報文，對照五防邏輯表，確認測控裝置間隔聯(lián)閉鎖邏輯完備、正確。

圖2 聯(lián)閉鎖邏輯“離線”驗證網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.2.2 工程應(yīng)用中注意事項

在實際工程中，改造和擴建工作涉及到SCD文件的修改、測控裝置及智能終端等IED配置文件（CID及私有文件）的導(dǎo)出、修改和下裝，同時由于工作環(huán)境復(fù)雜，在實際工程中有必要確認以下幾點：

（1）與本間隔測控裝置聯(lián)閉鎖邏輯相關(guān)的跨間隔測控裝置是否正確發(fā)出了位置信號GOOSE報文。

（2）本間隔智能終端是否正確發(fā)出了位置信號GOOSE報文以及正確接收了本間隔測控裝置發(fā)出的閉鎖（開放）操作GOOSE報文。

（3）本間隔測控裝置是否正確接收了位置信號GOOSE報文以及正確發(fā)出了閉鎖（開放）操作GOOSE報文。

對上述3點，可以通過截取相關(guān)GOOSE報文來確認：對于通過過程層交換機傳輸?shù)腉OOSE報文，可以采用在IED所連接光纖跳線的末端用數(shù)字測試儀抓取報文；對于通過間隔層（站控層）交換機傳輸?shù)腉OOSE報文，可以通過安裝了MMS Ethereal等報文截取和分析軟件的筆記本電腦在間隔層（站控層）交換機上本間隔測控裝置所連端口抓取GOOSE報文；通過比照SCD文件中GOOSE控制塊的APPID、組播地址、索引、信息描述等信息，確認相關(guān)GOOSE報文的正確性。

3 測控裝置聯(lián)閉鎖邏輯“離線”驗證案例

根據(jù)調(diào)控中心聯(lián)系單以及某公司關(guān)于浙江WXH-811B升級情況的說明，某220 kV智能變電站將對8條110 kV線路保護測控合一裝置進行程序升級。由于本次程序升級涉及到聯(lián)閉鎖邏輯，需在升級完成后進行聯(lián)閉鎖邏輯的驗證。本次聯(lián)閉鎖邏輯驗證如果采用常規(guī)方法存在以下2點風(fēng)險：

（1）跨間隔的母線地刀為分閘狀態(tài)，對母線地刀進行位置信號模擬取反時有誤合母線地刀的可能，有可能釀成母線接地的重大事故。

（2）匯控柜上的智能終端母線地刀信號電纜所處的位置不利于拆、接。

考慮到上述風(fēng)險和困難，本次閉鎖邏輯驗證采用“離線”方法。驗證時由于保護測控合一裝置完全與站內(nèi)運行設(shè)備“脫離”，不影響任何運行設(shè)備，將安全風(fēng)險降到了最低，在變電站實際測試中，一個間隔的邏輯驗證和驗收時間可以控制在20 min內(nèi)，而采用傳統(tǒng)方法則需要1～1.5 h，大大節(jié)省了時間。

4 結(jié)語

鑒于智能變電站采用GOOSE報文傳送聯(lián)閉鎖邏輯所需的一次設(shè)備位置信號，因此可利用GOOSE報文的相關(guān)特點和光數(shù)字測試儀，實現(xiàn)測控裝置聯(lián)閉鎖邏輯“離線”驗證?！半x線”驗證能夠規(guī)避常規(guī)驗證方法帶來的安全風(fēng)險，同時大大節(jié)省時間。本文提出的“離線”驗證方法已多次應(yīng)用于智能變電站擴建及改造工作中，可為智能變電站二次專業(yè)工作者提供借鑒。

[1]顧建，王志亮，等.智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)的測試與聯(lián)調(diào)[J].浙江電力，2014，33（9）∶62-64.

[2]何祥文，馮正偉，汪銘峰，等.500 kV智能變電站智能終端更換方案探討[J].浙江電力，2015，34（4）∶22-25.

[3]龔世敏，劉朝輝，唐斌，等.智能變電站高壓測控裝置的應(yīng)用解決方案[J].電力自動化設(shè)備，2011，31（12）∶92-96.

（本文編輯：趙曉明）

"Offline"Verification of Interlock Logic in Monitoring and Measuring Device in Smart Substation with Optical Digital Test Device

GU Jian，WANG Zhiliang，LIANG Xuefeng
（State Gird Shaoxing Power Supply Company，Shaoxing Zhejiang 312000，China）

One of the most risky and fussiest work in the smart substation extension and reconstruction is verification of interlock logic in monitoring and measuring device.The traditional verification methods are highly risky and time-consuming.With the help of an optical digital test device as well as the features of GOOSE（generic object oriented substation events）messaging,"offline"verification of interlock logic can be implemented,which is not risky but time-saving.Through an application case，the superiority of the"offline"verification method is reflected.

smart substation；monitoring and measuring device；optical digital test device；interlock logic; offline；GOOSE

TM762

：B

：1007-1881（2016）05-0016-03

2016-02-18

顧 建（1984），男，工程師，從事電網(wǎng)調(diào)度自動化廠站端調(diào)試檢修工作。