国网鸡西供电公司 黑龙江鸡西市 158100
摘要：自改革开放以来，我国的综合国力得到了迅速的提升。而近年来，为了进一步地提升供电水平，避免继电保护校验过程中的非计划停电情况，需要在当今科技技术的支持下，采取更为合理的不停电校验措施。本文以变电站的实例分析为基础，对智能变电站的不停电电力系统进行了了解，并深入探讨了对不停电电力系统进行继电保护校验的相关技术内容，为我国供电水平的进一步提升带来了较为深远的帮助。
关键词：智能变电站；不停电电力系统；继电保护校验技术；安全措施；校验
多年来，国家电网公司采用二次设备伴随一次设备停电的传统方法进行电力系统继电保护校验，但随着变电一次设备在线监测技术的应用及带电监测手段的丰富完善，目前国家电网公司正逐步推广以在线监测和带电监测为主的继电保护不停电校验，即不影响供电可靠性和不停用一次设备基础上，通过轮流停用单套保护进行保护校验。同时，国家电网公司进一步完善同业对标指标，在原设施可靠性基础上增加了以供电回路作为考核的供电可靠性指标。由于一次设备停电机会显著减少，这对二次设备伴随一次设备停电进行保护校验的传统方法提出了挑战。因此，亟待研究继电保护不停电检修技术。为充分发挥智能变电站的优势，减少保护系统引起的非计划停电、提高供电可靠性和同业对标水平，杭州电力局充分利用智能变电站技术，积极探索继电保护系统不停电校验的新方法，并在云会全智能变电站（简称云会变）实现了我国智能变电站继电保护不停电校验。
一、智能变电站不停电电力系统保护装置简介
该智能变电站通过应用GOOSE技术以及其他的现代网络科技技术，组成了一个较为系统、完善的不停电电力系统，为继电保护校验工作水平的提高打下了基础。在该变电站的不停电电力系统中，采用的是直采直跳的继电保护模式，在保护装置中，GOOSE组网起到了十分核心的作用，在完成闭闸、远跳、启动等动作时均具有重要作用。在系统工作过程中，图一中的保护装置部分会将罗氏线圈上的采样值进行计算处理，并将信息通过直连光纤传送到智能终端，通过智能终端采取最终的处理措施。而通常继电保护校验工作所包括的最主要的内容则包括多个方面。首先，需进行TA二次回路开路、中性线开路、多点接地以及短路等交流回路状态的检查；其次，需要对直流回路的状态进行检查，特别是回路接触不良以及寄生回路的现象；再次，需要对整个回路的绝缘情况进行检查，确保回路绝缘的良好；最后，需要对断路器的工作情况进行检验，查看断路器的跳闸以及合闸能力是否正常。而为了满足人们的用电需求，保持继电保护校验中的不停电状态，则可以根据该智能变电站的现有系统优势，在采取常规继电保护校验的基础上进行优化处理。
二、继电保护校验技术
继电保护校验主要分为装置、二次回路两部分，主要包括装置外观及接线检查、绝缘测试、开入开出、模拟量测试、保护逻辑、整组联动等，重点检查内容为：①检查交流回路正确性，包括ＴＡ二次回路开路、短路、多点接地及ＴＶ二次回路短路、中性线开路等；②检查直流回路正确性，消除回路接触不良及寄生回路，包括校验无法有效监视的部分直流逻辑回路；③检查回路绝缘；④通过整组联动检验断路器跳、合闸回路的可靠性。重点检验其逆变电源、交流采集回路、开入/开出回路，检查装置定值、软件版本与整定单一致性。目前，装置校验需要人工逐项测试，工作效率低。微机型保护装置可充分利用其自检功能对检验项目进行优化，重点检查继电保护二次回路。常规变电站一般停用一次设备进行继电保护校验，500kV保护校验时间约为5d，220kV保护校验时间约为2～3d。
三、不停电继电保护校验技术分析
供电事业作为与国民生活息息相关的行业，在供电设施建设、电力维护人员培养以及供电服务水平等方面均得到很大程度的提高。智能变电站中对不停电电力系统的继电保护校验工作成为近年来研究的重点，力求在继电保护校验时能够维持电力的供应，减少意外停电情况的出现。
3.1技术实现基础
在完成不停电继电保护校验工作的过程中，需要智能变电站中多项技术体系的支持，才能够获得更加良好的技术实现基础。首先，在继电保护校验中，应用了新型的采样值光纤网络技术，使得原有的交流回路被采样值光纤网络代替，让TA二次回路开路、多点接地以及短路等问题得到更好的解决，并避免了在交流回路断线情况下保护装置产生错误动作的现象。其次，GOOSE光纤网络技术让直流控制回路的绝缘性能以及抗干扰性能更强，避免了寄生回路的出现。再次，GOOSE心跳报文技术的应用使得对电力系统以及保护装置的工作监测更为及时准确，在系统发生故障时能够第一时间作出警报处理。最后，保测一体化线路保护装置技术的进一步完善，使得系统具有了进行不停电继电保护校验的良好基础，特别是完全双重化设计的实现，将GOOSE网以及SMV网之间进行了隔断，更方便实现继电保护检验中的不停电目标。
3.2继电保护不停电校验技术支撑体系
（１）采样值光纤网络技术。电子式互感器及合并单元技术的应用，由采样值光纤网络取代原有的交流回路，不仅解决了TA二次回路开路、短路、多点接地和TV二次回路短路、中心线开路问题，而且通过采样值网络断线闭锁保护 技 术解决了交流回路断线造成的保护误动。
（２）GOOSE光 纤 网 络技 术。由GOOSE光纤网络代替传统的直流控制回路，消除了寄生回路，回路绝缘好、抗干扰能力强，防止因接线松动接触不良造成的回路问题。
（３）GOOSE心 跳 报 文 技 术。原 继 电 保 护 至智能终端及其他保护的逻辑联系通过GOOSE机制实现，所有 逻 辑 联 系 均 可 借 助GOOSE 心 跳 报文技术实现在线实时状态监测。云会变GOOSE报文心跳间隔时间设置成5s；报文允许生存时间为10s，超过10s未收到报文 即 判 报 文 丢 失；在接收报文的允许生存时间的2倍时间内未收到下一帧GOOSE报文 即 判 断 为 中 断，判 出 中 断 后 装置发出GOOSE断链报警。
（４）双重化的保测一体化线路保护装置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆不停电校验虽然无法进行整组联动，但可通过日常运行过程中断路器分合闸操作验证智能操作箱与断路器本体部分跳合闸回路的正确性。考虑到云会变采用了双重化的保测一体化线路保护装置，可分别通过第一、二套保测一体化装置对断路器进行遥控操作，从而完整地校验2个跳闸线圈及1个合闸线圈。
（５）双套保护实现完全双重化设计。双重化
智能保 护 之 间GOOSE网、SMV 网 物 理 上 隔 离，两套智能终端之间仅存在重合闸出口、重合闸闭锁、装置闭锁、装置告警回路。综上所述，智能变电站技术的发展为 继 电 保护不停电校验奠定了基础。
3.3GOOSE出口安措技术分析
在常规变电站开出回路的安措实施一直遵守“明显电气断点”的基本理念，即认为在跳合闸、遥控、启失灵等开出回路必须分别串入硬压板。智能变电站技术最核心的技术革新在于使用工业以太网技术 代 替 传 统 二 次 接 线 传 递 数 字 和 模 拟 信号，原有相互解耦、具象的二次接线将由相互高度耦合、抽象的网络数据流代替，因此在安措技术方面与传统变电站技术相比存在很大的差异。具体为：①装置间的光纤。从物理上将保护与保护间或保护与智能终端之间的光纤隔断是最直接的隔离手段。②保护装置本体上的GOOSE软 压 板。智能 保 护 装 置（包 括 保 测 一 体 装 置）均 设 置 有GOOSE软 压 板，在 退 出 相 应 压 板 后，相 应 的GOOSE链 路 将 中 断，不 再 发 送 相 应 的 GOOSE报文（包 括 心 跳 报 文）。③ 智 能 终 端 的 出 口 硬 压板。智能终端的出口压板是设置串在智能终端与一次设备的控制回路中，作为一个明显断点隔离。④检修压板。智能化保护装置及智能终端均设置了一块“保护检修状态”硬压板，该压板属于采用开入方式的功能投退压板。当保护装置与智能终端之 间 检 修 压 板 状 态 不 一 致 时，不 处 理 该GOOSE报文。
3.4GOOSE出口安措原则探讨
在该智能变电站的GOOSE出口安措技术的支持下，进行出口安措需要遵循几点较为重要的原则。第一，在显著电气断点的电气回路中，通常可采用单重安措方式处理，以便于优化操作流程。第二，需注意对两道及两道以上安措的处理，如GOOSE虚回路的不同装置上便不可只设置一道安措。第三，注意对纵联保护状态的转换，通常需要将纵联保护保持为信号状态。第四，通常对安措以外的操作进行既有接线模式运行，如非特殊情况不做相应改动。第五，注意光线插拔不要过多，从而避免出现一系列非必要的困扰。
3.5继电保护校验的安措细节
以云会变220kV典 型 间 隔 仁 会4Q50线 线路保护更换后不停电在线校验为例，给出不停电继电保护校验的安措。在线路保护更换后，需检查线路保护与母线保护之间的起动失灵、闭锁重合闸及远跳回路，因此需陪停母差保护。为保证待更换线路保护与母线保护之间的安全隔离，需完成如下工作：①母差保护、线路保护和线路保护直连的智能终端均投入检修压板，作为第一安措与运行设备隔离；②母差保护投入检修压板后，其他运行间隔的线路GOOSE发送、主变失灵联跳、主变GOOSE发送 等 软 压 板 需 退 出，作 为 第 二 安措与运行设 备 隔 离；③220kV线路对侧线路纵联（差动）保护改信号状态，作为第一安措防止测试过程中误跳合开关；④光纤差动保护通道断开，作为第二安措防止测试过程中误跳合开关。⑤线路保护直连的智能终端的保护跳合闸出口硬压板退出；⑥线路保护背板SV输入光纤取下，以便接入保护测试仪的光纤；⑦第一套线路保护智能终端操作电源不能断，否则会导致第二套线路保护失去重合闸功能。⑧双重化智能终端之间的相互关联，主要包括闭锁重合闸、装置告警、装置闭锁三个电联系，需要对第一套保护闭锁第二套保护重合闸信号及第二套保护闭锁第一套保护重合闸信号进行隔离。
3.6智能变电站不停电保护校验的工程实践
针对某智能变电站2012年6月9～10日，利用云会变全站停电扩建的有利时机，在站内一、二次设备均处于正常运行的情况下，分别设置母差保护更换、线路保护更换、主变保护更换及母联保护更换四种场景进行了不停电检验预演，预演结果良好，有效地验证了不停电检验方案的正确性。尽管本次预演模拟了站内的设备运行状态，但与实际运行系统还存在 一定差异，尤其是系统负荷及潮流对不停电检验的影响，需在实际运行环境进行验证。为进一步验证云会变继电保护不停电校验方案，于2012年7月10日 对 云 会 变220kV典 型 间 隔 仁 会4Q50线开展了实际保护不停电在线校验。实 际在线校验有效地验证了智能化变电站继电保护不停电在线校验安措技术的可靠性。
结语
充分利用智能变电站的多项新技术特性，克服了传统变电站难以解决的关键难题，如完整的二次回路在线监测、完全双重化保护配置等，运用安全可靠的安措技术实现了继电保护不停电校验。智能变电站继电保护不停电校验是电力系统检修技术的一项突破，为国网公司系统深入开展装置整体更换及工厂化检修奠定了技术基础。
参考文献
[1]宋延辉.对智能变电站二次系统检修维护的思考[J].投资与合作，2014，（10）：305-305.
[2]陈乐.继电保护智能化测试系统分析[J].中国高新技术企业，2014，（5）：49-50.
[3]陈晓刚，胡余根，叶刚进等.智能变电站不停电保护校验技术[C].//中国电机工程学会第十二届青年学术会议论文集.2012：1-5.
[4]童洁，陈晓刚，侯伟宏.智能变电站不停电电力系统继电保护校验技术[J].水电能源科学，2013（7）：218-221.
[5]徐红瑞.智能变电站不停电电力系统的继电保护校验技术[J].中国科技纵横，2015（7）：163-163.
[6]周春霞，李明，张维，等．针 对５００ｋＶ 数 字 化 变 电 站过程层采样的动模试验及若干问题探讨［Ｊ］．电网技术，２０１１（１）：３９－４３．
论文作者:车秀云,郭鹏飞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/26
标签：回路论文; 变电站论文; 智能论文; 继电保护论文; 技术论文; 终端论文; 压板论文; 《建筑学研究前沿》2018年第32期论文;