华东电力调度新大楼继电保护机房建设方案

徐 磊

(华东电力设计院，上海 200063)

华东电力调度新大楼继电保护机房建设方案

徐 磊

(华东电力设计院，上海 200063)

继电保护专业是电网调度控制中心的重要组成，通过在华东电力调度新大楼内建设继电保护机房，力求为调度控制中心继电保护专业的运行和研究搭建一个技术平台，解决实际运行中产生的问题，更好地服务于调度生产和电网安全。本文对继电保护机房的建设方案进行了全面的介绍，内容涉及机房基础设施、机房设备配置和试验方案搭建等，为调度控制中心类似继电保护专业机房的建设提供了设计方案的参考和借鉴。

继电保护；机房；试验方案。

1 项目概况

继电保护专业是国家电网华东调度控制分中心生产运行的重要组成部分，为了适应电网新技术的发展，实现对电网继电保护运行设备更加科学有序地管理，对系统故障实现更细致准确的分析和模拟，使继电保护的运行管理水平有更大的提高，同时随着电网继电保护的相关技术的发展，为适应智能电网发展对继电保护技术提出的新的要求，帮助继电保护专业人员熟悉入网保护设备，对入网保护设备实施准确的保护逻辑和整定值校验，为此在华东电力调度新大楼开展了继电保护机房的项目建设，机房随华东电力调度新大楼同步建设，并于2013年5月正式建成。

本文从华东电力调度新大楼继电保护机房基础设施环境、机房继电保护设备配置、继电保护设备功能试验实现方案等方面全面介绍机房的建设方案，为同类型的调度大楼继电保护机房建设提供参考。

2 机房基础设施及环境

华东电力调度大楼电力调度中心继电保护机房位于大楼的五层，位于调度中心办公室隔壁，面积110 m2，机房按照调度大楼机房工艺要求建设，相关环境及工艺要求参照电子设备及信息系统机房建设的相关标准和技术规范，涉及范围包括：地面及净空要求、环境要求、照明要求、空调系统、接地系统、消防报警系统及布线系统。

标准继电保护屏柜高度一般为2260 mm,考虑到架空活动地板及空气流通，保护机房净空高度设计为3.1 m，不同于变电站电缆夹层的敷设方式，机房采用架空活动地板用于电缆敷设，地板采用防静电处理，机房地板承重满足保护机柜重量的要求。

保护机房温、湿度，防尘，防静电，照明，消防等要求按照电子设备机房的规范要求设计，机房采用大楼整体空调系统以实现温、湿度的控制，消防系统采用烟火报警，气体灭火的方式。

电气、电子设备等在正常或故障状态下，其金属外壳可能会带电，对人与物产生电击的危险，因此电气、电子设备外壳必须接地，继电保护机房按综合接地考虑，接地极利用新大楼电缆竖井内的共同接地体，接地极通过铜缆与继电保护机房的接地环母铜排可靠相连，继电保护机房的四周配置铜排环形接地母线，环形接地母线通过专用接地体与接地极可靠相连，保护机柜通过保护接地线就近接入至环形接地母线，参照变电站保护屏柜的接地要求，环形接地母线采用截面不小于100 mm2铜排，各设备或机柜的接地线采用截面不小于25 mm2的铜缆。

保护机柜间有控制电缆、光缆、数据网线的联系，同时与大楼自动化系统、通信系统、供配电系统也有缆线的联系，为了便于施工布线及检修，根据相关规程，机房布置抗静电活动地板，并在活动地板下设置走线槽，进行各种线缆的敷设，总体上强电、弱电的走线槽应分开布置，并设置一定的间距，且尽量避免交叉，地板架高度应满足地板下敷设电缆的空间要求，并保留一定的裕度，地板下强电走线槽位于屏柜后下方，敷设市电、UPS、直流电源及接地线缆等，弱电走线槽位于屏柜前下方，敷设光缆、数据线、网线等。

3 机房设备配置及技术要求

为了实现继电保护机房的保护设备相关培训、系统功能验证、保护通道测试以及保护及故障信息管理系统维护等的功能定位，机房建设包含了保护及相关辅助设备的配置，继电保护的类型选择主要选取近年来在华东电网500 kV电压等级中广泛采用的保护设备，同时配备了保证继电保护设备工作运转的辅助设备。基于现有机房的场所面积，同时为了容纳华东电网运行的主流保护设备，保护设备的安装组屏方式进行了的设计和优化，组屏方式也兼顾了方便对保护设备进行功能性试验的实现。

3.1 线路保护

线路保护选用目前常用的分相电流差动保护，包含完整的后备保护功能，保护装置具备双光口，可分别组织专用光纤通道和复用2 Mbit/s光传输设备通道，每套分相电流差动保护按一取一配置远方跳闸就地判别装置，保护装置具有2个MMS光网口，可以实现保护设备与故障信息管理系统的信息通信。

线路保护类型包括：PCS－931、CSC－103A、WXH－803A、PSL603UW线路保护装置，每两套线路保护装置与配套远方跳闸就地判别装置同组一面屏，四种类型线路保护共安装4面屏，将2套线路保护装置安装于1面屏，可方便实现同一类型线路保护装置之间的光纤通道对调试验。

各线路保护装置配置用于复用2 Mbit/s光传输设备通道的光电接口装置，共8套光电接口装置安装于1面线路保护通信接口屏。

3.2 断路器保护

断路器保护选用1 1/2断路器主接线方式的保护型式，包含重合闸功能和失灵保护功能，保护装置具有2个MMS光网口，可以实现保护设备与故障信息管理系统的信息通信。

断路器保护类型包括：PCS－921、PSL632U、CSC－121A断路器保护装置，三套断路器保护装置组在一面屏，在功能试验中，3套断路器保护可模拟对应1 1/2断路器主接线方式中一个完整串的3只断路器的保护。

3.3 变压器保护

变压器保护选用500 kV变压器的主保护，包含差动保护及后备保护功能。

变压器保护类型包括：PCS－978、PST1200U变压器保护装置，两套变压器保护装置组在一面屏。

3.4 母线保护

母线保护选用1 1/2断路器主接线方式的母线保护型式，包含母线差动保护功能。

母线保护类型包括：PCS－915、BP－2C母线保护装置，两套母线保护装置组在一面屏。

3.5 故障录波器

配置故障录波器供线路保护、断路器保护、主变保护、母线保护等事件记录，共配置3套故障录波装置，包括：银山故障录波器、天正明日故障录波器和中元华电故障录波器，每台录波器容量均按64路模拟量和128路开关量配置，分别安装于两面屏内。

3.6 智能化保护

为适应智能化变电站的建设发展，机房内选配了部分智能化保护设备，包括智能化线路保护和智能化断路器保护，其中2套智能化线路保护PCS－931GMM和常规互感器采样合并单元安装于1面屏内，1套智能化断路器保护PCS－921－ETB和常规互感器采样合并单元、智能终端及网络交换机安装于1面屏内，同时配置1套网络报文与暂态故障记录分析装置，作为智能化保护的数据记录单元，用于信号采集分析，以及SV、GOOSE及MMS报文的采集，智能化保护、智能终端、合并单元以及数据记录单元通过交换机组网。

3.7 配套通信、网络设备

机房内配置了1套光端机及用于复用2M接口数据线连接的数字配线架，保护机房至大楼通信机房及自动化机房均敷设了光缆，光缆进入机房后引入光纤配线架，继电保护故障信息系统主站服务器布置于自动化机房，通过网线连接至保护机房网络交换机实现继电保护故障信息系统工作站的延伸应用，另外保护机房也布置了调度控制、调度管理专网的信息点位，光端机、数字配线架、光配架及网络交换机安装于通信及网络设备屏柜内。

3.8 配套电源设备

根据保护机房内设备供电的需求，配置了UPS配电屏、通信－48 V直流配电屏以及交直流配电屏，其中UPS配电屏、通信－48 V直流配电屏由大楼UPS系统及通信电源系统分别提供2路进线，经分配屏分路开关提供相关设备供电，UPS电源提供故障录波器管理单元、继电保护故障信息系统工作站等供电，通信－48 V电源提供光端机、线路保护的2 M光电接口装置等供电，交直流配电屏由大楼提供1路三相交流进线，并配置了高频开关电源，通过整流模块转换为110 V直流为所有保护装置供电。

4 机房试验系统搭建及功能性试验方案

此次保护机房建设通过对上述机房内配置的保护设备有机的搭配组合及回路设计，构建出与实际保护配合回路相类似的运行工况，从而使各类型保护设备的功能性试验能很方便的开展，在方案设计中充分利用机房现有的空间条件，构造出尽可能多的试验方案。

4.1 保护设备的功能性试验方案

机房内保护设备的选型基本覆盖了华东电网500 kV电压等级常用的各种类型的保护，为模拟电网中最普遍的1 1/2断路器主接线的保护配置，将3套断路器保护装置组在1面柜中，模拟一个完整串内的3只断路器，4套线路保护和2套主变压器保护分别配对，构成类似线路－变压器串的保护配置，2套母线保护则模拟1 1/2断路器主接线两组母线的母线保护，这样基本形成完整的1 1/2断路器主接线的保护配置框架，而且不同型号的保护设备都能相互配合进行试验。

(1)线路保护与断路器保护

每套线路保护与断路器保护柜中定义为边断路器保护和中间断路器保护的2套装置进行回路配合接线，回路包括线路保护对边断路器保护的失灵起动、重合闸闭锁及失灵起动远方跳闸，远跳装置对边断路器保护的失灵起动、重合闸闭锁，线路保护和中断路器保护也有同样的回路配合。

(2)主变压器保护与断路器保护

每套主变压器保护与断路器保护柜中定义为边断路器保护和中间断路器保护的2套装置进行回路配合接线，回路包括主变压器保护对边断路器保护的失灵起动、重合闸闭锁及失灵起动联跳主变保护出口，主变压器保护和中断路器保护也有同样的回路配合。

(3)母线保护与断路器保护

2套母线保护分别与断路器保护柜中定义为边断路器保护的2套装置进行回路配合接线，回路包括母线保护对边断路器保护的失灵起动、重合闸闭锁及失灵保护动作联跳母线保护出口。

保护配合试验方案框图参见图1。

4.2 线路光纤纵差保护的通道试验方案

机房内配置的光通信设备为线路光纤纵差保护提供了多种方式的通道试验方案：

(1)专用光纤通道方式

每面线路保护屏将2套同型号的光纤纵差保护组在同一面屏内，直接将2套线路保护装置用尾纤在屏内对接即可进行通道测试对调。

(2)复用2M光纤通道方式

将同型号的线路保护装置用尾纤接至配套的2M光电转换接口装置，再将2M光电接口装置之间用2M同轴电缆数据线对接即可进行通道测试对调。

(3)通过光传输设备的通道试验

将线路保护装置用尾纤接至配套的2 M光电转换接口装置，光电接口装置经转换后通过2 M电口接入机房内配置的光端机，经通信网管通道组织可以与华东电网变电站内的复用光传输设备的光纤差动保护装置实现通道测试对调，可以模拟进行诸如光纤迂回通道时延、信号衰耗对传输光纤差动保护信号所产生影响的测试研究等。

保护通道试验方案框图参见图2。

图1 保护设备功能性试验框图

图2 线路光纤纵差保护通道试验框图

4.3 故障录波器的试验方案

机房配置的各种保护装置的录波信号均同时接入3台故障录波器的输入端，当同一保护装置动作后输出录波信号同时触发3台故障录波器起动录波，通过这种方式可以对各故障录波器的录波精度、灵敏度、录波效果等进行对比测试。

4.4 智能化保护的试验方案

机房内配置的智能化线路保护、断路器保护、合并单元、智能终端均通过交换机组网连接，同时配置网络报文与暂态故障记录分析装置，可对智能化保护、合并单元、智能终端进行SV、GOOSE及MMS报文分析测试等试验。

智能化保护试验方案参见图3。

图3 智能化保护功能性试验框图

4.5 保护的试验信号源

机房内保护装置的试验用交流电流、交流电压信号利用继电保护测试仪产生，为方便试验时的接线，已将相同类型保护装置的电流、电压回路利用控制电缆串联或并联固定连接好，试验时只需通过屏后试验端子短接或空开投退来控制所需连接接入的试验保护装置的交流电流、交流电压回路。

上述各试验方案的回路配合接线均通过控制电缆、光纤、数据线固定连接，试验时只要装置上电即可进行回路配合试验。

5 方案总结

本文介绍的华东电力调度新大楼继电保护机房的建设方案，因地制宜，最大限度地利用了现有机房的场地条件，并充分利用了大楼建设时各相关通信、自动化系统在机房的延伸，通过保护装置灵活合理的配置，构造出多种保护及配套设备的试验方案，为在调度大楼内进行继电保护机房建设提供了有益的借鉴和参考。

[1]中国电力工程顾问集团公司华东电力设计院．华东电力调度大楼继电保护机房项目工程初步设计[Z]．上海：中国电力工程顾问集团公司华东电力设计院，2011．

[2]华东电网有限公司．华东电网500 kV继电保护应用技术原则[Z]．上海：华东电网有限公司，2008．

[3]GB/T 14285—2006，继电保护和安全自动装置技术规程[S]．

[4]GB 50174—2008，电子信息系统机房设计规范[S]．

[5]DL/T 364—2010，光纤通道传输保护信息通用技术条件[S]．

The Scheme of Relay Protection Room in New Power Dispatch BuildingEastern China

XYU Lei
(East China Electric Power Design Institute, Shanghai 200063, China)

Relay protection is one of the important parts of the Grid Dispatch and Control Center. With the constructing of new East China Power Dispatch Building, the Relay Protection Room is included in it. The function of Relay Protection Room is to be the technical platform for operation and research of relay protection in grid control center. In the room, the problem encountered in operation can be solved, and best service for grid operation and safety can be provided. This paper introduces the scheme of the Relay Protection Room, including the elementary environment and facility of room, relay protection equipment and various test schemes offered. The scheme can be helpful for constructing similar relay protection room in dispatch and control center.

relay protection; room; test scheme.

TM77

B

1671-9913(2017)04-0060-05

2015-11-11

徐磊(1969- )，男，安徽无为人，硕士，教授级高级工程师，主要从事电力系统继电保护的设计和研究。