張勇，廖麗萍，范幸

（國網(wǎng)湖南省電力公司株洲供電公司，湖南株洲412000)

新一代智能變電站技術(shù)淺析

張勇，廖麗萍，范幸

（國網(wǎng)湖南省電力公司株洲供電公司，湖南株洲412000)

從主要技術(shù)優(yōu)勢、智能化一次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化二次系統(tǒng)、防誤操作邏輯以及調(diào)試過程易出現(xiàn)問題等主要方面分析了新一代智能變電站典型設(shè)備及技術(shù)，系統(tǒng)地介紹了新一代智能變電站調(diào)試及運(yùn)行維護(hù)技術(shù)，對(duì)智能變電站建設(shè)、改造工程及運(yùn)行維護(hù)等方面具有較大的參考價(jià)值。

智能變電站；一次設(shè)備；二次回路；調(diào)試；運(yùn)行維護(hù)

2009年5月，國家電網(wǎng)公司智能變電站試點(diǎn)工程建設(shè)正式啟動(dòng)。在不同電壓等級(jí)、不同地段選取了47座新建變電站作為試點(diǎn)工程。截止2011年底，已成功投運(yùn)41座，在原理研究、設(shè)備研制、設(shè)計(jì)優(yōu)化、標(biāo)準(zhǔn)制定等方面取得了許多創(chuàng)新成果〔1－5〕。2015年12月31日，國網(wǎng)最新一代(第二代)智能變電站220 kV杉樹智能變電站和110 kV君山智能變電站在湖南省株洲市送電成功，由此拉開了數(shù)字化變電站新的序幕。

新一代智能變電站采用低功率、緊湊型、數(shù)字化的新型電流和電壓互感器；將高電壓、大電流直接變換為低電平信號(hào)或數(shù)字信號(hào)，利用高速以太網(wǎng)構(gòu)成變電站數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一信息建模，并采用智能斷路器控制等技術(shù)，變電站自動(dòng)化技術(shù)在常規(guī)變電站自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了巨大跨越〔6－9〕。

現(xiàn)就新一代智能變電站主要技術(shù)優(yōu)勢、智能化一次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化二次系統(tǒng)、防誤操作邏輯，以及調(diào)試等主要方面詳述其技術(shù)及應(yīng)用特征。

1 主要技術(shù)優(yōu)勢

智能變電站通過使用智能設(shè)備、統(tǒng)一的通信規(guī)范、三層兩網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、一體化的信息平臺(tái)，與常規(guī)變電站相比，能夠?qū)ψ冸娬具M(jìn)行綜合的數(shù)據(jù)分析，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的優(yōu)化和安全運(yùn)行。

新一代智能站以 “系統(tǒng)高度集成、結(jié)構(gòu)布局合理、裝備先進(jìn)適用、經(jīng)濟(jì)節(jié)能環(huán)保、支撐調(diào)控一體”為目標(biāo)，采用更智能的設(shè)備，進(jìn)一步在線監(jiān)測裝置，特別是二次設(shè)備在線監(jiān)測，強(qiáng)化一體化平臺(tái)的智能告警、故障分析等高級(jí)應(yīng)用，使系統(tǒng)更加集成可靠。

新一代智能站與常規(guī)變電站的相比，主要技術(shù)優(yōu)勢表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):

1)數(shù)據(jù)采集數(shù)字化。電流、電壓的采集環(huán)節(jié)采用非常規(guī)互感器，如光電式互感器或電子式互感器，實(shí)現(xiàn)了電氣量數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)的數(shù)字化應(yīng)用。

2)系統(tǒng)分層分布化。根據(jù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的描述，變電站的一、二次設(shè)備可分為:站控層(變電站層)、間隔層和過程層。過程層通常又稱為設(shè)備層，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要指間隔層和站控層。

3)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。緊湊型組合電器將斷路器、隔離開關(guān)和接地刀閘、TA和TV等組合在一個(gè)SF6絕緣的密封殼體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了變電站布置的緊湊化。

4)系統(tǒng)建模標(biāo)準(zhǔn)化。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為變電站自動(dòng)化系統(tǒng)定義了統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化信息和信息交換模型。

5)信息交互網(wǎng)絡(luò)化。新一代智能變電站內(nèi)設(shè)備之間連接全部采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信，二次設(shè)備不再出現(xiàn)常規(guī)功能裝置重復(fù)的I/O現(xiàn)場接口，通過網(wǎng)絡(luò)真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源共享，常規(guī)的功能裝置變成了邏輯的功能模塊。

2 智能化一次設(shè)備

2.1 智能式隔離斷路器

由傳統(tǒng)變電站斷路器兩側(cè)設(shè)置隔離開關(guān)，改為將隔離功能集成到斷路器中，取消了線路側(cè)隔離開關(guān)的斷路器，稱之為智能式隔離斷路器(DCB)。

采用智能式隔離斷路器可以大大簡化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和接線方式、優(yōu)化檢修策略，具有減少設(shè)備用量、減小變電站占地面積以及節(jié)約成本等諸多優(yōu)勢。

隔離智能式斷路器的閉鎖系統(tǒng)包括機(jī)械閉鎖系統(tǒng)和電氣閉鎖系統(tǒng)。

2.1.1 機(jī)械閉鎖系統(tǒng)

機(jī)械閉鎖包括斷路器分閘狀態(tài)閉鎖機(jī)構(gòu)和斷路器合閘狀態(tài)時(shí)接地開關(guān)的閉鎖，具體流程如圖1所示。

圖1 隔離斷路器機(jī)械閉鎖流程

2.1.2 電氣閉鎖系統(tǒng)

電氣閉鎖實(shí)現(xiàn)原則:1)當(dāng)隔離斷路器合閘時(shí)，閉鎖裝置和接地開關(guān)都被鎖在分閘位置；2)當(dāng)隔離斷路器分閘、閉鎖裝置未啟動(dòng)時(shí)，隔離斷路器和閉鎖裝置均可以操作，但接地開關(guān)操作被限制；3)隔離斷路器分閘、閉鎖裝置啟動(dòng)時(shí)，接地開關(guān)可以操作，隔離斷路器被鎖在分閘位置；4)接地開關(guān)合閘時(shí)，閉鎖裝置和隔離斷路器均不能操作；5)接地開關(guān)分閘、閉鎖裝置未啟動(dòng)時(shí)，斷路器可以操作，接地開關(guān)操作被限制；6)接地開關(guān)分閘、閉鎖裝置啟動(dòng)時(shí)，斷路器被鎖在分閘位置，接地開關(guān)可以操作。

因此斷路器轉(zhuǎn)檢修操作順序?yàn)?先拉開斷路器，再拉開母線側(cè)刀閘，后合上三相電氣閉鎖裝置，而后再操作DCB的地刀或者母線側(cè)地刀，如圖2所示。

圖2 隔離斷路器轉(zhuǎn)檢修順序

2.2 電子式互感器

2.2.1 有源電子式電壓互感器

最新一代智能變電站常用的電壓互感器為電子式電容分壓電壓互感器(EVT)。

電子式電容分壓電壓互感器每一相只含有一個(gè)電容分壓傳感元件，傳感元件下接兩個(gè)遠(yuǎn)端模塊。兩個(gè)模塊各自分別經(jīng)過兩路AD電路將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，再通過光電轉(zhuǎn)換器輸出給兩套母線TV智能柜合并單元(MU1和MU2)，每個(gè)模塊各自需要一路直流220 V電源。因此，對(duì)于EVT每一相均需配置四根鎧裝電纜(共四路AD電路)，兩根電源線(兩路220 V直流電源)，兩根出線光纖(接Ⅰ，Ⅱ母TV柜合并單元、每根光纖均有四根芯)。

對(duì)于EVT的A，B兩相而言，接往Ⅰ母合并單元的遠(yuǎn)端模塊上的光纖里的四根芯只插接了2根，1根運(yùn)行，1根熱備用，剩余2根冷備用；接往Ⅱ母合并單元的遠(yuǎn)端模塊上的光纖里的4根芯插接了2根，1根運(yùn)行，1根熱備用，剩余2根1根冷備用，1根沒用；C相接往Ⅰ母合并單元的光纖插接情況與A，B相相同，接往Ⅱ母合并單元的遠(yuǎn)端模塊上的光纖里的4根芯插接了2根，1根運(yùn)行，1根熱備用，剩余2根都沒用。

2.2.2 無源電子式電流互感器

全光纖無源電子式電流互感器(FOCT)為智能變電站中典型設(shè)備。FOCT的敏感環(huán)安裝于隔離斷路器上下套管連接法蘭處，電氣單元安裝于智能匯控柜內(nèi)。支柱套管包埋光纖，將光纖螺旋式纏繞在環(huán)氧芯棒外壁，再進(jìn)行套管硅橡膠傘群澆筑，如圖3所示。

圖3 FOCT光纖纏繞圖

斷路器底部出口光纖與電氣單元光纖之間經(jīng)現(xiàn)場熔接后通過鎧裝保偏光纜進(jìn)行連接。光纖熔接盒安裝于DCB每相底部支架上，整體方案如圖4所示。

圖4 FOCT光纖整體連接圖

在FOCT安裝時(shí)需要注意，智能站DCB的每一相均配置3個(gè)光纖敏感環(huán)，其中一個(gè)備用。每個(gè)光纖敏感環(huán)含有2個(gè)面，每個(gè)面熔接光纖的1根芯。這樣就有總共6根芯通過軟管下接到斷路器底部白色的光纖熔接盒，然后分兩根鎧裝光纜分別接往A，B套智能匯控柜。每根鎧裝光纜均含3根芯，它們?cè)谥悄芄窭锏暮谏饫w熔接盒中熔接兩根芯留1根備用。這2根芯分別下接到全光纖電流互感器采集器的采樣板(A1，A2，B1，B2，C1，C2)中，實(shí)際上代表測得的每相兩組電流值。其中采集器的輸入為偏振光，輸出為調(diào)理后的光源且為FT3私有規(guī)約，經(jīng)過合并單元的延時(shí)補(bǔ)償?shù)裙δ芎蟀l(fā)散至各個(gè)保護(hù)、測控、計(jì)量等裝置。

2.3 斷路器在線監(jiān)測裝置

智能站各個(gè)間隔DCB的在線監(jiān)測裝置一般存在于自身的智能匯控柜里，在線監(jiān)測裝置的采樣輸入有合閘電流、主分閘電流、副分閘電流、儲(chǔ)能電流(通過智能柜下部的采集盒內(nèi)穿心TA采樣，將信息通過串口通訊至在線監(jiān)測裝置背板)，斷路器內(nèi)分合閘速度(速度傳感器輸出直接接至在線監(jiān)測裝置背板)，SF6密度數(shù)值(密度繼電器接至8RD端子排，后配至在線監(jiān)測裝置背板)。不同間隔的在線監(jiān)測信息通過場地尾纜直接從背板接至Ⅰ母智能匯控柜內(nèi)的在線監(jiān)測交換機(jī)組網(wǎng)，交換機(jī)將此信息通過鎧裝光纜傳送至站控層交換機(jī)，從而長傳至后臺(tái)。

2.4 二次設(shè)備預(yù)制艙

預(yù)制艙式二次組合設(shè)備:由預(yù)制艙艙體、二次設(shè)備屏柜(或機(jī)架)、艙體輔助設(shè)施等組成，在工廠內(nèi)完成相關(guān)配線、調(diào)試等工作，并作為一個(gè)整體運(yùn)輸至工程現(xiàn)場。

由二次設(shè)備屏柜(或機(jī)架)及具備承載機(jī)柜、行線、收納線纜、接地等的一體化框架組成，以模塊為單位，在工廠內(nèi)完成集成和調(diào)試后，整體運(yùn)至現(xiàn)場，大幅減少現(xiàn)場工作量。

將就地布置的保護(hù)、測控、計(jì)量和智能組件等設(shè)備按間隔與一次設(shè)備本體一體化設(shè)計(jì)、一體化安裝，實(shí)現(xiàn)一、二次設(shè)備的高度集成。至一次設(shè)備本體采用預(yù)制電纜，至二次設(shè)備室采用預(yù)制光纜，實(shí)現(xiàn)智能控制柜 “即插即用”，現(xiàn)場無接線。

3 網(wǎng)絡(luò)化二次系統(tǒng)

智能變電站采用光纖作為傳輸介質(zhì)取代傳統(tǒng)的金屬電纜，包括站控層、間隔層、過程層三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

3.1 單間隔網(wǎng)絡(luò)

220 kV過程層為雙網(wǎng)配置，相互之間沒有耦合，預(yù)置艙內(nèi)兩個(gè)光纖轉(zhuǎn)接架和兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)一一對(duì)應(yīng)，220 kV除主變外3個(gè)間隔，每個(gè)間隔的兩套保護(hù)和測控單獨(dú)組屏，每個(gè)間隔的過程層交換機(jī)位于屏內(nèi)，以A網(wǎng)交換機(jī)為例，輸入有A套合并單元組網(wǎng)口、A套智能終端組網(wǎng)口；輸出有測控組網(wǎng)A、保護(hù)A組網(wǎng)口、計(jì)量A組網(wǎng)口、一組去中心交換機(jī)A。

而母線TV組網(wǎng)直接到過程層中心交換機(jī):母線保護(hù)裝置組網(wǎng)、Ⅰ母合并單元組網(wǎng)、Ⅰ母智能終端組網(wǎng)、母線測控組網(wǎng)A及其他間隔的4個(gè)交換機(jī)級(jí)聯(lián)、主變故障錄波、220 kV故障錄波、預(yù)置艙內(nèi)網(wǎng)分。

3.2 主變網(wǎng)絡(luò)

主變保護(hù)屏位于220 kV預(yù)置艙，保護(hù)屏內(nèi)有220 kV主變間隔交換機(jī)、110 kV間隔交換機(jī)。其中高壓側(cè)和本體一起組屏，也一起組網(wǎng)；中低壓側(cè)一起組屏，也一起組網(wǎng)。

主變保護(hù)A柜內(nèi)的220 kV組網(wǎng)交換機(jī)有主變高壓側(cè)A套合并單元組網(wǎng)、主變高壓側(cè)A套智能終端組網(wǎng)、主變保護(hù)A組網(wǎng)、主變高壓側(cè)測控A組網(wǎng)、本體測控組網(wǎng)、本體合并單元A組網(wǎng)、本體智能終端組網(wǎng)、主變高壓側(cè)關(guān)口計(jì)量組網(wǎng)、220 kV母線中心交換機(jī)A級(jí)聯(lián)。

主變保護(hù)A柜內(nèi)的110 kV組網(wǎng)交換機(jī)有主變中壓側(cè)A套合并單元組網(wǎng)、主變中壓側(cè)A套智能終端組網(wǎng)、主變保護(hù)A組網(wǎng)、主變中壓側(cè)測控A組網(wǎng)、主變低壓側(cè)測控組網(wǎng)A、主變低壓側(cè)合并單元A組網(wǎng)、主變低壓側(cè)智能終端A組網(wǎng)、110 kV母線中心交換機(jī)A級(jí)聯(lián)。

主變保護(hù)B組網(wǎng)與A類似。

3.3 故障錄波網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

全站故障錄波分為3個(gè)部分，220 kV預(yù)置艙內(nèi)線路故障錄波及主變故障錄波各兩套且單獨(dú)組屏，110 kV單套故障錄波組屏。

220 kV線路故障只需從220 kV過程層中心交換機(jī)A，B各拉1根4芯尾纜即可實(shí)現(xiàn)A，B套獨(dú)立錄波功能。

主變故障錄波稍顯麻煩，每個(gè)故障錄波裝置數(shù)據(jù)分別來自相對(duì)應(yīng)的220 kV過程層中心交換機(jī)和110 kV過程層中心交換機(jī)，因此主變保護(hù)AB屏的110 kV過程層交換機(jī)需要級(jí)聯(lián)到對(duì)應(yīng)的110 kV預(yù)置艙內(nèi)的110 kV過程層中心交換機(jī)，再由中心交換機(jī)回到220 kV預(yù)置艙內(nèi)的主變故錄裝置。

110 kV故錄裝置只有一個(gè)，卻分2個(gè)網(wǎng)口通過光纖收發(fā)器將數(shù)據(jù)配送至220 kV線路故障錄波裝置。

3.4 網(wǎng)絡(luò)分析儀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

220 kV預(yù)置艙內(nèi)設(shè)計(jì)為雙套，其中每一套包含一個(gè)網(wǎng)分交換機(jī)、記錄單元、采集單元；網(wǎng)分交換機(jī)將對(duì)應(yīng)的過程層中心交換機(jī)的業(yè)務(wù)送到采集單元，采集單元再將220 kV數(shù)據(jù)包及110 kV B套業(yè)務(wù)(以B網(wǎng)為例)一起送到記錄單元裝置，由記錄單元以網(wǎng)線輸出經(jīng)HUB轉(zhuǎn)換完后，直接送至網(wǎng)分管理屏(位于保護(hù)室)，而110 kV只有一個(gè)網(wǎng)分裝置，它是聚集了110 kV A套的數(shù)據(jù)打包，送至網(wǎng)分管理機(jī)屏，網(wǎng)分管理機(jī)屏首先利用光電轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為網(wǎng)線，由管理機(jī)完成管理過程層信息，而間隔層的MMS信息通過敷設(shè)至站控層交換機(jī)網(wǎng)線完成采集。

3.5 站域保護(hù)

3.5.1 簡易母差保護(hù)

簡易母差保護(hù)位于站域保護(hù)的變低冗余后備保護(hù)中，其輸入為低壓側(cè)的電流和電壓(電壓是作為復(fù)壓閉鎖元件)，電流是作為過流保護(hù)元件；輸出為跳主變低壓側(cè)和主變低壓側(cè)分段的GOOSE命令，輸入是通過光纖背板到光纖預(yù)制插頭，再到220 kV預(yù)置艙內(nèi)的A套配線架，再到主變A套下的110 kV過程層A網(wǎng)交換機(jī)，而110 kV過程層A網(wǎng)交換機(jī)級(jí)聯(lián)到110 kV過程層中心交換機(jī)，再通過尾纜從110 kV過程層中心交換機(jī)放到站域保護(hù)背板，輸出是通過35 kV過程層中心交換機(jī)實(shí)現(xiàn)跳主變低壓側(cè)和主變低壓側(cè)分段，35 kV高壓室為尾纜連接。簡易母差的原理即在復(fù)壓元件開放的情況下，主變低壓側(cè)過流定值達(dá)到且在定值時(shí)限內(nèi)沒有收到三條線路間隔的保護(hù)過流(這個(gè)過流是大于動(dòng)作值)閉鎖信號(hào)(MMS報(bào)文)，簡易母差出口，通過網(wǎng)絡(luò)出口主變低壓側(cè)和主變低壓側(cè)分段。低周的原理為采220 kV第一套母線電壓，進(jìn)行低周判斷，跳閘命令(只跳線路)是通過MMS報(bào)文發(fā)出給保護(hù)裝置。

3.5.2 低周低壓保護(hù)

低周低壓保護(hù)位于站域保護(hù)裝置的安全自動(dòng)控制中，在裝置參數(shù)中有選擇Ⅰ，Ⅱ母電壓的控制字，兩個(gè)均為1，則默認(rèn)Ⅰ母電壓，只有0和1才選擇Ⅱ母電壓，兩個(gè)都不選則無電壓采樣，這個(gè)邏輯和傳統(tǒng)的無區(qū)別，低壓是判正序電壓(有一個(gè)下降的過程，如果直接下降到15 V以下，則閉鎖保護(hù))，分三輪，每一輪均可設(shè)置出口矩陣；而低頻保護(hù)也是分三輪，每一輪均可設(shè)置出口矩陣，這個(gè)也受變化率閉鎖的(變化大于2 Hz/s則閉鎖保護(hù))。低周的出口在線路保護(hù)裝置上是顯示GOOSE出口跳閘的，不同于自身的保護(hù)出口，且低周的出口不需要線路保護(hù)裝置設(shè)置 “GOOSE出口軟壓板”(正常情況下，可將此壓板設(shè)置為0)。

3.6 測控裝置配置

3.6.1 遙測的配置

從SCD文件中可以看出，對(duì)于雙套配置的過程層網(wǎng)絡(luò)，無論是合并單元A套還是合并單元B套，均配置了測控裝置的電流電壓采樣，因此測控裝置是有雙網(wǎng)絡(luò)的，也就是說在正常情況下，遙測顯示的合并單元A套的量，而在合并單元A套斷鏈或A套SV異常的情況下，遙測馬上切換到合并單元B套。

這里有幾個(gè)特殊情況:母線測控顯示的永遠(yuǎn)是第1套電壓合并單元的Ⅰ母電壓和第2套電壓合并單元的Ⅱ母電壓；對(duì)于母聯(lián)測控來說，顯示界面為4個(gè)量，Ⅰ母電壓和判同期的Ⅱ母A相電壓，依舊是類似于線路，雙網(wǎng)配置，只有在A網(wǎng)異常的情況下，馬上切換為B網(wǎng)絡(luò)。

3.6.2 遙控的配置

遙測是雙網(wǎng)絡(luò)，但是遙控不是，因?yàn)檫b控本身是很重要的，配置多反而不安全。對(duì)于雙網(wǎng)絡(luò)而言，遙控只配置到A套，包括間隔層的五防邏輯結(jié)點(diǎn)，這也就是為什么在拔掉智能終端A套組網(wǎng)之后(拔掉后，五防結(jié)點(diǎn)不會(huì)導(dǎo)通)，不論B套完好與否，測控把手手合斷路器是合不上的(斷路器本身是沒有五防邏輯結(jié)點(diǎn)的，但是手跳手合是類似于遙跳遙合的，走組網(wǎng)A)，刀閘就地合也是合不上的(具備五防邏輯結(jié)點(diǎn))；當(dāng)然這里手合手跳也是走A套網(wǎng)絡(luò)，與B套是沒有關(guān)系的。

3.6.3 遙信的配置

對(duì)于遙信配置來說，兩套并不是完全對(duì)稱。首先對(duì)于斷路器、刀閘、地刀等雙點(diǎn)位置遙信來說，兩套完全對(duì)稱。對(duì)于比較重要的單點(diǎn)遙信，如SF6低氣壓閉鎖(彈簧未儲(chǔ)能)、彈簧未儲(chǔ)能、非全相而言是對(duì)稱，但是如SF6報(bào)警、斷路器和刀閘內(nèi)部的機(jī)構(gòu)信號(hào)只配置了A套，2套的空調(diào)及在線監(jiān)測信號(hào)、空調(diào)溫濕度數(shù)值只配置了B套。

4 防止誤操作邏輯

相比于傳統(tǒng)五防，智能變電站的五防系統(tǒng)由站控層五防、間隔層五防，間隔五防是指測控裝置五防和機(jī)械五防鎖具(過程層五防)。

4.1 站控層五防

站控層五防能夠校驗(yàn)遠(yuǎn)方控制命令行為邏輯，判斷一次設(shè)備操作順序的正確性，控制遙控命令的發(fā)送，與五防機(jī)械鎖具配合實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場一次設(shè)備及操作機(jī)構(gòu)箱門的閉鎖。站控層五防還可以配合實(shí)現(xiàn)順序控制，順序控制就是一鍵操作，計(jì)算機(jī)自動(dòng)執(zhí)行準(zhǔn)確的一系列操作指令。這里主要討論下間隔層五防。

4.2 間隔層五防

間隔層五防的邏輯存儲(chǔ)在測控裝置中，從圖中可以看出，測控裝置通過過程層網(wǎng)絡(luò)獲得一次設(shè)備的位置狀態(tài)信息(智能終端上傳的GOOSE信號(hào))，并做出邏輯判斷，得到每個(gè)操作回路的分合結(jié)果，并將閉鎖邏輯的判斷結(jié)果傳送給智能終端和監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)(分別經(jīng)過過程層交換機(jī)和站控層交換機(jī))，不僅能控制監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)遙控命令的發(fā)送，實(shí)現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)方操作閉鎖，而且能夠開合操作設(shè)備的電氣控制回路，實(shí)現(xiàn)就地閉鎖，并且只需要一個(gè)接點(diǎn)，便能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯。

因此，只需要用一對(duì)接點(diǎn)，便可實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備操作回路的閉鎖，極大地簡化了設(shè)備操作回路的二次接線?？玳g隔的五防邏輯實(shí)現(xiàn)，只需測控裝置在間隔層中采集其他相關(guān)間隔數(shù)據(jù)即可，無需將過多的輔助節(jié)點(diǎn)引入防誤主設(shè)備的控制回路。

4.3 過程層五防

過程層五防，主要是指開關(guān)柜、地樁、網(wǎng)口等設(shè)備上的機(jī)械鎖或電氣編碼鎖，用來防止操作人員誤操作、誤入間隔。隨著智能終端的普及，一方面可采集并上傳刀閘位置、開關(guān)狀態(tài)等遙信量，另一方面可接收來自測控裝置的指令，并通過其在斷路器、隔離開關(guān)、可遙控電源空氣開關(guān)等電氣一次設(shè)備的控制回路■中串入的閉鎖節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)過程層的防誤；為防止智能終端與上層通信中斷，在智能終端上設(shè)置萬能鑰匙，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制解鎖，允許運(yùn)行人員進(jìn)行緊急就地操作。

5 調(diào)試問題總結(jié)

5.1 TV并列與升壓

220 kV和110 kV雖然運(yùn)行方式不同，但TV并列是一樣的。下面以220 kV并列和升壓為例，首先明確并列的2個(gè)概念:Ⅰ母強(qiáng)制Ⅱ母為?、蚰鸽妷?；Ⅱ母強(qiáng)制Ⅰ母為?、衲鸽妷骸?/p>

2套TV匯控柜雖然叫Ⅰ母、Ⅱ母匯控柜，但本身是相互完善，只不過第一代智能站是通過電纜完善，新一代是通過光纜完善，沒有本質(zhì)區(qū)別，因此Ⅰ母、Ⅱ母匯控柜也叫A套保護(hù)B套保護(hù)電壓匯控柜，這也就不難解釋110 kVⅡ母匯控柜內(nèi)只有主變B級(jí)聯(lián)電壓和組網(wǎng)B電壓了。

作為智能站2套匯控柜本身只需要設(shè)置一個(gè)并列把手，且并列是在合并單元中數(shù)字實(shí)現(xiàn)，那么把手的結(jié)點(diǎn)就需要通過電纜完善。新一代智能站中并列的把手均設(shè)置在了Ⅱ母匯控柜，因此需要將并列/解列的結(jié)點(diǎn)引至對(duì)方開入給自身的母線電壓合并單元，而母聯(lián)合位是通過網(wǎng)絡(luò)去向母線電壓合并單元。以Ⅰ母強(qiáng)制Ⅱ母為例，Ⅱ母刀閘必須是合位，且匯控柜內(nèi)的母線刀閘位置開入是放電纜實(shí)現(xiàn)，開入給智能終端，再通過網(wǎng)絡(luò)去向合并單元。

因此，將Ⅱ母刀閘并列把手打到Ⅰ母強(qiáng)制Ⅱ母的時(shí)候，首先判斷并列的條件是否滿足，母聯(lián)合位、Ⅱ母刀閘合位有一個(gè)不滿足延時(shí)30 s合并單元報(bào) “告警”。

升壓試驗(yàn)和并列試驗(yàn)是一起做，利用380 V直接加在電子式互感器上，能看出很明顯的0.1 V (220 kV)，非零漂。

5.2 閉鎖重合閘

220 kV重合閘邏輯不同于110 kV，保護(hù)啟動(dòng)重合閘是邏輯，區(qū)別在于偷跳啟動(dòng)重合閘。

1)220 kV的不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)重合是由保護(hù)裝置發(fā)出重合令的，判斷的基準(zhǔn)在于斷路器TWJ的變位(雖然保護(hù)有雙開入，但真正有用的還是TWJ)，然后又沒有閉鎖重合閘的開入，且重合閘之前已經(jīng)充滿電，則啟動(dòng)不對(duì)應(yīng)重合。

其中閉鎖重合閘的合成有手跳、手合、遙跳、遙合、永跳，另一套智能終端閉鎖重合閘合成信號(hào)及本套智能終端裝置上電。

2)110 kV 3條線路的不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)重合閘的邏輯區(qū)別在于，保護(hù)裝置中有KKJ的開入(合后位置)，只有KKJ為1的情況下，重合閘才會(huì)充滿電，在KKJ為1的情況下，斷路器位置發(fā)生了變位，則啟動(dòng)重合閘，當(dāng)然裝置也有閉鎖重合閘和低氣壓閉鎖重合閘(彈簧未儲(chǔ)能)的開入(實(shí)際上只有低氣壓閉鎖重合閘)。

實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果智能終端的遙信電源(開入電源)斷電，則KKJ開入為0，與此同時(shí)閉鎖重合閘為1，因此也沒有重合的問題，當(dāng)然，拉開操作電源的話，KKJ不會(huì)變位。

6 結(jié)語

從隔離斷路器閉鎖、電子式互感器、站域保護(hù)、在線監(jiān)測技術(shù)、二次回路組網(wǎng)、五防邏輯、調(diào)試等方面詳細(xì)闡述了第二代智能變電站的典型技術(shù)，為智能變電站設(shè)計(jì)建設(shè)施工提供參考。

〔1〕國家電網(wǎng)公司.智能變電站試點(diǎn)工程評(píng)價(jià)報(bào)告 〔R〕.2011.

〔2〕國家電網(wǎng)公司.智能變電站技術(shù)導(dǎo)則:Q/GDW383—2009〔S〕.北京:中國電力出版社，2009.

〔3〕國家電網(wǎng)公司.高壓設(shè)備智能化技術(shù)導(dǎo)則:Q/GDW Z 410—2010〔S〕.北京:中國電力出版社，2010.

〔4〕國家電網(wǎng)公司.智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范:Q/GDW 441—2010〔S〕.北京:中國電力出版社，2010.

〔5〕國家電網(wǎng)公司.國家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)計(jì): 110(66)－750 kV智能變電站部分(2011年版)〔M〕.北京:中國電力出版社，2011.

〔6〕殷志良.數(shù)字化變電站中采樣值同步技術(shù)研究 〔J〕.華東電力，2008，36(7):38-41.

〔7〕苗新，張愷.支撐智能電網(wǎng)的信息通信體系 〔J〕.電網(wǎng)技術(shù)，2009，33(17):8-13.

〔8〕李力，曹榮.以創(chuàng)新精神建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng) 〔J〕.電力需求側(cè)管理，2009，11(5):4-10.

〔9〕林宇鋒.智能電網(wǎng)技術(shù)體系探討 〔J〕.電網(wǎng)技術(shù)，2009，33 (12):8-14.

〔10〕陳文中.數(shù)字化變電站全光纖電流互感器準(zhǔn)確度校驗(yàn) 〔J〕.華東電力，2009，37(12):22-28.

Analysis of Technology in the New Generation Smart Substation

ZHANG Yong，LIAO Liping，F(xiàn)AN Xing
(State Grid Hunan Electric Power Corporation Zhuzhou Power Supply Company，Zhuzhou 412000，China)

This paper analyzes the typical equipment and technology of the second generation smart substation from the main technical features，the intelligent primary equipment，the two circuit network，and the problems in the debugging process.It systematically introduces a new generation of intelligent substation commissioning and operation and maintenance technology.It can give great references for the construction of smart substation，renovation project，operation and maintenance.

smart substation；primary equipment；secondary circuit；debugging；operation and maintenance

TM63

B

1008-0198(2017)04-0028-06

張勇(1989)，男，河南信陽人，碩士，工程師，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)穩(wěn)定分析與控制。

10.3969/j.issn.1008-0198.2017.04.009

2017-02-13 改回日期:2017-03-13

廖麗萍(1978)，女，湖南株洲人，學(xué)士，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)穩(wěn)定分析與控制。

范幸(1991)，女，湖南永州人，碩士，助理工程師，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)穩(wěn)定分析與控制。