熊威 陳澤華 朱長(zhǎng)東

摘 要：詳細(xì)分析了傳統(tǒng)智能變電站在實(shí)際工程應(yīng)用中暴露的問(wèn)題，以及新一代就地化保護(hù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)?；谀?20kV智能變電站主變就地化保護(hù)掛網(wǎng)試運(yùn)行項(xiàng)目，闡述了該工程中實(shí)際的主變保護(hù)實(shí)現(xiàn)方式以及保護(hù)子機(jī)之間、保護(hù)與通訊管理機(jī)、遠(yuǎn)動(dòng)裝置間的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，為該類(lèi)典型的“多子機(jī)，跨間隔”就地化保護(hù)結(jié)構(gòu)提供了工程參考。

關(guān)鍵詞：智能變電站；跨間隔；就地化保護(hù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.09.147

0 引言

近十年來(lái)，智能變電站取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在變電站總數(shù)中的比例也不斷提高。相比于傳統(tǒng)變電站，智能變電站具有模型統(tǒng)一，設(shè)備智能，低碳環(huán)保等優(yōu)勢(shì)。然而多年的運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)也揭示出許多新的問(wèn)題：

（1）智能站過(guò)程層設(shè)備大量采用就地戶(hù)外柜安裝方式，戶(hù)外柜運(yùn)行環(huán)境差，現(xiàn)有裝置達(dá)不到防護(hù)要求、且光口數(shù)量多、發(fā)熱量大、抗電磁干擾能力差、故障率高。而為改善二次設(shè)備運(yùn)行環(huán)境加裝的戶(hù)外柜空調(diào)等溫控設(shè)備本身可靠性差，增加了運(yùn)維工作量，效果欠佳。

（2）早期過(guò)程層智能設(shè)備硬件不夠成熟，運(yùn)行過(guò)程中新問(wèn)題不斷暴露，執(zhí)行反措升級(jí)及缺陷處理工作任務(wù)繁重。數(shù)據(jù)傳輸依賴(lài)光模塊和交換機(jī)，經(jīng)常出現(xiàn)通信鏈路中斷等問(wèn)題，影響保護(hù)功能正常運(yùn)行。

（3）智能變電站鏈路更為復(fù)雜，技術(shù)難度增加，對(duì)運(yùn)行維護(hù)人員的技術(shù)水平提出了更高的要求。在電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大的同時(shí)，智能變電站處缺工作量增加，而檢修人員人數(shù)基本沒(méi)有增長(zhǎng)，運(yùn)維需求難以滿(mǎn)足。

1 新一代即插即用就地化保護(hù)特點(diǎn)

就地化保護(hù)是一種具有防水、防潮、防腐蝕能力的可貼近一次設(shè)備安裝的新型數(shù)字化保護(hù)裝置，其二次回路簡(jiǎn)單，電纜耗費(fèi)少，跳閘時(shí)間短以及即插即用易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)使之成為下一代智能變電站的重要發(fā)展方向。與傳統(tǒng)智能變電站相比，就地化保護(hù)具有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）保護(hù)運(yùn)行更加穩(wěn)定，保護(hù)動(dòng)作更加靈敏。就地化保護(hù)相比于智能站保護(hù)可減少中間環(huán)節(jié)，保護(hù)動(dòng)作快、單間隔保護(hù)裝置整組動(dòng)作時(shí)間相較目前智能變電站可減少8～10ms。采用電纜直采直跳，防止因鏈路中斷或光電轉(zhuǎn)換模塊故障造成的保護(hù)裝置閉鎖。

（2）運(yùn)行維護(hù)更加方便。就地化保護(hù)裝置采用“工廠(chǎng)化調(diào)試，即插即用式檢修”的運(yùn)維理念，大大減少了現(xiàn)場(chǎng)檢修時(shí)間。由于就地化保護(hù)裝置采用全密封封裝，傳統(tǒng)保護(hù)裝置修理更換插件的處缺方式不再適用，就地化保護(hù)統(tǒng)一采用標(biāo)準(zhǔn)的航空接口，電纜線(xiàn)芯的功能經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)定，在更換保護(hù)裝置時(shí)，裝置的外部回路均保持不變，而保護(hù)功能的校驗(yàn)在檢修工區(qū)進(jìn)行，因此裝置出現(xiàn)故障時(shí)可直接整體更換，現(xiàn)場(chǎng)工作得到簡(jiǎn)化，檢修效率極大提高。

（3）經(jīng)濟(jì)高效、節(jié)能環(huán)保。采用無(wú)防護(hù)就地化保護(hù)可取消戶(hù)外柜空調(diào)、溫濕度控制器等輔助設(shè)備，減少交換機(jī)的使用，降低該類(lèi)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)成本。同時(shí)相比于傳統(tǒng)站保護(hù)，就地化保護(hù)裝置安裝在一次設(shè)備旁，單根電纜長(zhǎng)度可由原主控室至開(kāi)關(guān)場(chǎng)的上百米縮短至十米，大幅減少保護(hù)屏柜數(shù)量以及保護(hù)室面積，而相比于智能站保護(hù)，就地化保護(hù)集成了合并單元與智能終端，本間隔采用電纜直采直跳，因此大量減少了光纜數(shù)量。

2 跨間隔就地化保護(hù)組網(wǎng)方式

單間隔就地化保護(hù)貼近一次設(shè)備安裝，可直接通過(guò)電纜采集模擬量和開(kāi)入并實(shí)現(xiàn)出口跳閘，對(duì)于跨間隔就地化保護(hù)如主變、母差則可通過(guò)多臺(tái)子機(jī)組合的方式進(jìn)行擴(kuò)展，以三圈主變的保護(hù)為例，主變高中低壓側(cè)間隔分別配置一個(gè)保護(hù)子機(jī)，每臺(tái)子機(jī)的電纜、光纜接口配置相同，接口分別為：接口1（電源開(kāi)入接口），共7根電纜纖芯，包括直流電源，2組跳位繼電器和合后繼電器；接口2（開(kāi)出量接口），共17根電纜纖芯，包括2組分相跳閘出口，2組合閘出口，以及裝置故障、裝置異常信號(hào)；接口3（通信接口），共16根纖芯光纜，其中1、2纖為對(duì)時(shí)，3-6纖為MMS及過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)，7-14為保護(hù)環(huán)網(wǎng)，15、16為通信調(diào)試口；接口4（模擬量接口），包括1組電壓、2組電流。

功能上，每臺(tái)子機(jī)可獨(dú)立實(shí)現(xiàn)后備保護(hù)計(jì)算，三臺(tái)子機(jī)通過(guò)HSR保護(hù)環(huán)網(wǎng)連接共享采樣值，實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)計(jì)算，由于采用標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)出接口，每臺(tái)子機(jī)開(kāi)出接點(diǎn)只能控制本側(cè)開(kāi)關(guān)跳閘，跳母聯(lián)等功能通過(guò)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，所有保護(hù)子機(jī)通過(guò)光纖連接交換機(jī)，組成SV/GOOSE/MMS保護(hù)專(zhuān)網(wǎng)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸主變跳母聯(lián)出口命令以及啟動(dòng)失靈命令。交換機(jī)需同時(shí)配有光口和電口，保護(hù)管理機(jī)通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)連接交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置信息的采集以及軟壓板操作，定值更改等，利用保護(hù)管理機(jī)打開(kāi)任一保護(hù)裝置界面則可對(duì)所有子機(jī)進(jìn)行同步操作。遠(yuǎn)動(dòng)裝置同樣通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)連接交換機(jī)MMS網(wǎng)，采集保護(hù)裝置信息并轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)。主變保護(hù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖所示：

3 結(jié)語(yǔ)

就地化保護(hù)裝置兼具傳統(tǒng)電纜回路的高可靠性與智能站光纖網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大信息傳輸能力，同時(shí)裝置本身的高防護(hù)等級(jí)及標(biāo)準(zhǔn)化接口使其更加耐用且易于更換。就地化保護(hù)的推廣，將大幅提高智能變電站的運(yùn)行可靠性，縮短保護(hù)設(shè)備的維護(hù)檢修時(shí)間，目前，基于該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的就地化保護(hù)裝置已成功在宜昌220kV夷陵變電站掛網(wǎng)試運(yùn)行。