数字化变电站运行检修方案

高伟伟

摘要：电力系统已成为支撑我国社会经济发展的系统工程，尤其是电力系统中的变电站部分，承担着转换、集中和分配电能电压和电流的重要功能，特别是随着电力系统数字化和智能化水平的不断提高，使变电站具备数字化特征已成为电力系统发展的大趋势，需要得到电力企业和有关部门的高度重视。

关键词：数字化;变电站运行;检修方案

1 智能变电站继电保护系统主要设备

（1）智能变电站继电保护系统主要包括：合并单元、继电保护装置（含故障录波器）、智能终端、过程层网络、跳合闸二次回路、纵联通道及接口设备等。站内还配有网络报文记录分析装置等辅助设备。

（2）合并单元用于接收互感器传变后的电压、电流量，并对其进行相关处理，通过光纤将电压、电流的采样值传输至保护、故障录波、测控等二次设备。

（3）智能终端主要用于接收保护、测控等二次设备发出的跳合闸GOOSE报文指令，解析指令后实现对断路器、隔离开关的分合控制;同时将一次设备的状态量（如断路器位置等）上送保护和测控等二次设备。智能终端与保护、测控采用光纤连接，与一次设备采用电缆连接，可实现常规变电站内断路器操作箱的功能。

（4）智能变电站保护装置与传统站保护的作用相同，由于新增了合并单元和智能终端等智能二次设备，故保护相关回路的实现方式与传统站存在差异。

（5）智能变电站的过程层设备主要有合并单元、智能终端，间隔层设备主要包含保护装置等二次设备。过程层网络（SV网、GOOSE网）由过程层设备、间隔层设备、过程层交换机及光纤构成，实现过程层与间隔层设备之间、间隔层与间隔层设备之间的信息交互。

二、装置运行状态划分及要求1.继电保护装置有投入、退出和信号三种状态。

1.1投入状态是指装置交流采样输入回路及直流回路正常，装置SV软压板投入、主保护及后备保护功能软压板投入，跳闸、启动失灵、重合闸等GOOSE接收及发送软压板投入，检修硬压板退出。

1.2退出状态是指装置交流采样输入回路及直流回路正常，装置SV软压板退出、主保护及后备保护功能软压板退出，跳闸、启动失灵、重合闸等GOOSE接收及发送软压板退出，检修硬压板投入。

1.3信号状态是指装置交流采样输入回路及直流回路正常，装置SV软压板投入、主保护及后备保护功能软压板投入，跳闸、启动失灵、重合闸等GOOSE发送软压板退出，检修硬压板退出。当装置需要进行试运行观察时，一般投信号状态。

2.智能终端有投入和退出两种状态。

2.1投入状态是指装置直流回路正常，跳合闸出口硬压板投入，检修硬压板退出。

2.2退出狀态是指装置直流回路正常，跳合闸出口硬压板退出，检修硬压板投入。

3.合并单元有投入和退出两种状态。3.1投入状态是指装置交流采样、直流回路正常，检修硬压板退出。

3.2退出状态是指装置交流采样、直流回路正常，检修硬压板投入。

4.运行中一般不单独退出合并单元、过程层网络交换机。必要时，根据其影响程度及范围在现场做好相关安全措施后，方可退出。

5.一次设备处于运行状态或热备用状态时，相关合并单元、保护装置、智能终端等设备应处于投入状态;一次设备处于冷备用状态或检修状态时，上述设备均应处于退出状态。一、二次设备运行状态对应情况见表1。

6.一次设备状态发生变化时，调控分中心直调设备应由现场运维人员根据一、二次设备状态对应要求自行投退保护及相关设备;其他调度单位调管设备根据相应规定执行。

7.一次设备状态不变，需单独改变保护装置运行状态时，应经调度许可。

8.保护装置检修时，在做好现场安全措施的情况下，现场可根据工作需要自行改变其状态。工作结束后，现场应将装置恢复至原状态。

三、智能变继电保护系统检修机制智能变电站通过判断保护装置、合并单元、智能终端各自检修硬压板的投退状态一致性，实现特有的检修机制。

检修机制：装置检修硬压板投入时，其发出的SV、GOOSE报文均带有检修品质标识，接收端设备将收到的报文检修品质标识与自身检修硬压板状态进行比较判断，仅在两者检修状态一致或上一级未置检修时，对报文做有效处理。

1.检修机制中SV报文的处理方法1.1当合并单元检修硬压板投入时，发送的SV报文中采样值数据的品质q的“Test位”置“1”。

1.2保护装置将接收的SV报文中的“Test位”与装置自身的检修硬压板状态进行比较，只有两者一致时才将该数据用于保护逻辑，否则不参与逻辑计算。SV检修机制示意见表2。

2.检修机制中GOOSE报文的处理方法2.1当装置检修硬压板投入时，装置发送的GOOSE报文中的“Test位”置“1”。

2.2装置将接收的GOOSE报文中的“Test位”与装置自身的检修硬压板状态进行比较，仅在两者一致时才将信号作为有效报文进行处理。GOOSE检修机制示意见表3。

六、运行操作原则及注意事项1.处于“投入”状态的合并单元、保护装置、智能终端禁止投入检修硬压板。

（1）误投合并单元检修硬压板，保护装置将闭锁相关保护功能;

（2）误投智能终端检修硬压板，保护装置跳合闸命令将无法通过智能终端作用于断路器;

（3）误投保护装置检修硬压板，保护装置将被闭锁。2.合并单元检修硬压板操作原则（1）操作合并单元检修硬压板前，应确认所属一次设备处于检修状态或冷备用状态，且所有相关保护装置的SV软压板已退出，特别是仍继续运行的保护装置。

（2）一次设备不停电情况下进行合并单元检修时，应在对应的所有保护装置处于“退出”状态后，方可投入该合并单元检修硬压板。

3.智能终端检修硬压板操作原则（1）操作智能终端检修硬压板前，应确认所属断路器处于分位，且所有相关保护装置的GOOSE接收软压板已退出，特别是仍继续运行的保护装置。

（2）一次设备不停电情况下进行智能终端检修时，应确认该智能终端跳合闸出口硬压板已退出，且同一设备的两套智能终端之间无电气联系后，方可投入该智能终端检修硬压板。

4.保护装置检修硬壓板操作前，应确认与其相关的在运保护装置所对应的GOOSE接收、GOOSE发送软压板已退出。

5.断路器检修时，应退出在运保护装置中与该断路器相关的SV软压板和GOOSE接收软压板。

6.操作保护装置SV软压板前，应确认对应的一次设备已停电或保护装置GOOSE发送软压板已退出。否则，误退保护装置“SV软压板”，可能引起保护误、拒动。

7.一次设备停电时，智能变电站继电保护系统退出运行宜按以下顺序进行操作：

（1）退出智能终端跳合闸出口硬压板;（2）退出相关保护装置跳闸、启动失灵、重合闸等GOOSE发送软压板;

（3）退出保护装置功能软压板;（4）退出相关保护装置失灵、远传等GOOSE接收软压板;（5）退出与待退出合并单元相关的所有保护装置SV软压板;（6）投入智能终端、保护装置、合并单元检修硬压板。8.一次设备送电时，智能变电站继电保护系统投入运行宜按以下顺序进行操作：

（1）退出合并单元、保护装置、智能终端检修硬压板;（2）投入与待运行合并单元相关的所有保护装置SV软压板;（3）投入相关保护装置失灵、远传等GOOSE接收软压板;（4）投入保护装置功能软压板;（5）投入相关保护装置跳闸、启动失灵、重合闸等GOOSE发送软压板;

（6）投入智能终端跳合闸出口硬压板。

9.当单独退出保护装置的某项保护功能时，操作原则如下：（1）退出该功能独立设置的出口GOOSE发送软压板;（2）无独立设置的出口GOOSE发送软压板时，退出其功能软压板;

（3）不具备单独投退该保护功能的条件时，可退出整装置。

10.保护装置退出时，一般不应断开保护装置及相应合并单元、智能终端、交换机等设备的直流电源。

11.线路纵联保护装置如需停用直流电源，应在两侧纵联保护退出后，再停用直流电源。

12.双重化配置的智能终端，当单套智能终端退出运行时，应避免断开合闸回路直流操作电源。如因工作需要确需断开合闸回路直流操作电源时，应停用该断路器重合闸。

13.一次设备检修时，宜按照如下规则投退压板：

（1）线路间隔检修，退出本间隔线路保护功能压板和GOOSE发送压板，SV接收压板，投入线路保护和测控检修压板，投入合并单元和智能终端检修压板，退出智能终端出口压板;对于母差保护，需经定值退出对应间隔，退出对应间隔GOOSE和SV接收压板。

（2）主变间隔检修，退出主变保护功能压板和GOOSE发送压板，SV接收压板，投入保护和测控检修压板，投入合并单元和智能终端检修压板，退出智能终端出口压板;对于母差保护，需经定值退出对应间隔，退出对应间隔GOOSE和SV接收压板。如果是多侧主变检修某一侧，则退出对应侧的后备保护压板和GOOSE发送压板，SV接收压板，投入对应侧合并单元和智能终端检修压板，退出智能终端出口压板。

14.一次设备正常运行，仅二次设备检修时，宜按照如下规则投退压板：

（1）线路保护检修，双套保护配置时宜按套检修，另一套正常运行。对第一套设备，投入保护检修压板和模拟接收压板，退出保护GOOSE发送压板，退出本套智能终端出口压板，可对保护进行单独校验。

（2）主变保护检修，双套保护配置时宜按套检修，另一套正常运行。对第一套设备，投入保护检修压板和模拟接收压板，退出保护GOOSE发送压板，退出本套智能终端出口压板，可对保护进行单独校验。

（2）母差保护检修，双套保护配置时宜按套检修，另一套正常运行。对第一套设备，投入保护检修压板和模拟接收压板，退出保护GOOSE发送压板，退出本套智能终端出口压板，可对保护进行单独校验。

七、装置告警信息及处理原则1.智能变电站的保护装置、合并单元、智能终端具有较强的自检功能，实时监视自身软硬件及通信的状态。发生异常时，装置指示灯将有相应显示，并报出告警信息。一些异常将造成保护功能闭锁。

2.保护装置、合并单元、智能终端出现异常后，现场应立即检查并记录装置指示灯与告警信息，判断影响范围和故障部位，采取有效防范措施，及时汇报和处理。

3.现场应重视分析和处理运行中反复出现并自行复归的异常告警信息，防止设备缺陷带来的安全隐患。

4.当保护装置出现异常告警信息，应检查和记录装置运行指示灯和告警报文，根据信息内容判断异常情况对保护功能的影响，必要时应退出相应保护功能。

（1）保护装置报出SV异常等相关采样告警信息后，若失去部分或全部保护功能，现场应退出相应保护。同时，检查合并单元运行状态、合并单元至保护装置的光纤链路、保护装置光纤接口等相关部件。

（2）保护装置报出GOOSE异常等相关告警信息后，应先检查告警装置运行状态，判断异常产生的影响，采取相应措施，再检查发送端保护装置、智能终端以及GOOSE链路光纤等相关部件。

（3）保护装置出现软、硬件异常告警时，应检查保护装置指示灯及告警报文，判断装置故障程度，若失去部分或全部保护功能，现场应退出相应保护。

5.合并单元出现异常告警信息后，应检查合并单元指示灯，判断异常对相关保护装置的影响，必要时退出相应保护功能。

（1）出现同步异常时，应重点检查站内对时系统。（2）出现采样异常时，利用网络报文记录分析装置检查合并单元发送采样值是否正常，结合相关保护装置SV告警信息进行综合判断。另外，还应检查上一级级联合并单元运行状态。

（3）出现GOOSE开入量异常告警时，应检查GOOSE链路、相关交换机、GOOSE发送端智能终端等设备。

6.智能终端出现异常告警信息后，应检查智能终端指示灯，判断智能终端能否正常跳、合闸，根据结果采取相应措施。

（1）出现GOOSE断链异常告警时，应检查GOOSE链路、相关交换机、GOOSE发送端保护装置等设备。

（2）“控制回路断线”告警信息由智能终端负责上送监控，运行中出现此信息时，应检查跳、合闸相关二次回路，通知专业人员立即处理。

7.光纖链路异常告警信息由接收端设备发出。光纤链路异常时，应检查告警装置对应光接口通信监视灯，再检查链路相关的合并单元、保护装置、智能终端、交换机、对时装置等设备以及其光接口通信状态，综合判断链路异常的故障位置。

八、简要调试流程

1.设备安装，包括保护测控组屏，智能终端合并单元组屏，电缆铺设与安装，光缆铺设与安装，后台安装。

2.信息集成与装置配置，根据工程实际需求，按照一二次图纸，使用相关组态软件，对保护，测控，智能终端，合并单元进行配置，生成工程配置文件。包括常规功能配置，开入开出配置，采样配置，然后根据配置情况使用集成工具完成不同IED设备间的虚端子连线，生成配置产物下载到各IED设备。

3.链路通讯调试，各IED设备如有接收GOOSE或者SV，则投入对应接收软压板，装置可监视相关接收链路，如链路不通则会有链路断链告警，可使用抓包软件抓包测试，检查光纤连接是否正常，检查配置是否匹配。

4.交换机VLAN配置，根据需求对交换机进行VLAN配置。

5.保护单体调试，可使用数字化试验仪模拟相关SV和GOOSE数据发送给保护，监视保护GOOSE出口，进行保护功能校验。

5.保护和测控功能与虚端子回路校验，可通过合并单元加量，对保护各项功能进行测试，同时监视智能终端出口，对测控功能（包括遥控，遥测，遥信，联锁等）进行测试。

6.后台信号测试，后台监视保护，测控，智能终端，合并单元等设备的信号，可依次进行测试校验。测试后台其他功能，如报告记录，历史事件，故障录波等。

参考文献：

[1]魏振宇.传统变电站检修向数字化变电站状态检修转变[J].山西农经，2016（16）：79-79.