一种智能变电站继电保护传动断路器试验方法

朱皓 王银 王磊 黄力 刘志斌 赵圆圆 梁戟 黄松

【关键词】智能变电站;风险分析;断路器;传动实验

【中图分类号】TM63 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2021）05-0040-03

0 序言

随着智能变电站的不断发展，智能变电站设备检验工作不断增加，传统的继电保护检验方法已经不能适应智能变电站的要求。我们必须根据智能变电站的特点，探索出一套行之有效的智能变电站继电保护设备检验方法，从而满足工作的需要。在检验智能变电站内的数字化继电保护设备的过程中，必然要进行断路器传动试验，用以检验电网发生故障时，继电保护设备能否正确隔离故障，避免故障范围扩大。本文对智能变电站继电保护传动断路器试验方法进行简单的分析。

1 风险分析

智能变电站中，无论是“直采网跳”模式（如图1所示）还是“网采网跳”模式（如图2所示），各电压等级母线电压均通过母线合并单元采集，再由母线合并单元将数据传送至过程层网络或级联至各间隔合并单元。继电保护装置、测控装置通过过程层网络或本间隔合并单元采集装置采集所需要的母线电压。

为了保证供电可靠性，在对智能变电站的继电保护设备进行检验时，一般是逐一对其进行停电检验，因此当对某一间隔的保护装置进行检验时，母线合并单元继续运行，为其他运行设备提供二次电压数据。间隔合并单元采集的数据除了提供给本间隔保护装置外，还要提供给母线保护装置、备自投装置等其他二次设备。因此，若我们直接在母线合并单元、间隔合并单元处通入模拟量或数字量时，首先母线合并单元必须退出运行，其次除本间隔保护装置外，其他设备（例如备自投、母差保护装置等）也会采集到通入的交流量，特别是在“网采网跳”模式下，造成运行设备的异常，误传动运行断路器的风险非常高。

保护装置的GOOSE開出，除了发送至本间隔智能终端外，还可能会涉及其他运行间隔，例如主变保护装置除开出至主变三侧断路器外，还可能开出至小电源线路断路器[1]，这也存在很高的误传动运行断路器风险。

2 试验方法

为了规避上述风险，高质量地完成保护装置检验工作，根据智能变电站的特点和数字化继电保护测试仪的优越性，智能变电站数字化保护设备的光纤收发相互独立，数字化继电保护测试仪能够单独地发送和接收GOOSE信号，而且数字化继电保护测试仪能够分别模拟保护设备、合并单元和智能终端，综合考虑这些因素，结合现场实际情况，我们制订了断路器传动试验方案，具体步骤如下。

（1）可通过图形化SCD文件解析软件[2]，对全站SCD配置文件进行全面检查，查看所有接收被测保护装置的GOOSE开出的IED设备配置是否正确，查看过程层交换机的配置，检查其VLAN划分是否正确，在确定其正确性的基础上，这里要特别注意，因为GOOSE信号占用网络带宽并不大，多数智能变电站的建设过程中并不对GOOSE进行VLAN划分，但是GOOSE信号十分重要，直接关系到断路器能否正确动作，所以我们要求在对交换机进行VLAN划分时，必须同步考虑GOOSE信号的VLAN划分，这样可以为GOOSE信号的正确传输提供多一层保障，在此基础上进一步试验。

（2）拔下保护装置连接系统的光纤，确认只有与其有关联的设备发出“GOOSE断链”报警，符合SCD文件解析结果，然后按照图3接线，用数字化继电保护保护测试仪对保护装置进行采样、逻辑试验。试验过程中详细记录保护装置的GOOSE开出，并与SCD文件及虚端子图（列表）进行比较，确保保护装置的GOOSE开出符合保护逻辑，GOOSE开出点符合设计要求，与试验预期一致。通过退出我们不需要的GOOSE出口软压板的方法，屏蔽不需要的GOOSE命令，并用试验验证，这样一来，我们对保护装置的逻辑和出口就进行了全面的验证，确保之后的传动断路器试验不会误出口至其他运行间隔。

（3）拔下间隔智能终端上连接系统的光纤，确认只有与其有关联的设备发有“GOOSE断链”报警，然后按照图4进行接线。用数字化继电保护测试仪模拟保护装置在之前试验中开出的GOOSE跳闸命令，开出GOOSE跳闸、合闸命令，传动断路器，验证智能终端能够根据保护装置发出的跳合闸命令正确动作，检验断路器动作行为正确，因为智能终端与断路器之间的联系仍为传统方式，所以其二次回路的检查与传统方式一致[3]。

（4）在上述试验都正确的前提下，我们可以充分利用保护装置、智能终端收发独立的特点，拔下保护装置连接系统的“收”光纤，按照图5接线。用收发独立的数字化继电保护试验仪模拟母线合并单元、间隔合并单元给保护装置通入交流量，整个过程不会将模拟量信号通入交换机，因此其他IED设备不会感受到试验模拟量，从而避免试验交流量数据发送给其他二次设备，造成运行保护装置误动作，接下来按照传统试验方法进行断路器传动试验。

3 试验方法分析

该方法重点在于：在确保SCD、VLAN划分正确的基础上，将保护装置、智能终端与系统隔离，分别对其发送、接受GOOSE命令的正确性进行独立验证，从而确保保护装置的出口命令不会导致其他设备的不正确动作，之后充分利用保护装置、智能终端收发独立的特点，用数字化继电保护测试仪给保护装置提供交流量数据，不干涉保护装置通过过程层网络发送GOOSE命令，从而验证保护装置出口链路的正确性。

整个试验过程，虽然利用数字化继电保护测试仪做了两次试验，但是整个试验过程不会影响其他非检验设备的正常运行，也不必花大量的时间对运行设备进行有效的隔离，智能变电站设备二次安全措施大大简化，同时对保护装置到智能终端的出口链路进行了完整的检查，对出口逻辑的验证非常全面，现场工作的安全性和工作效率都有较大的提升。

4 结语

智能变电站二次设备的检验是一个较新的技术领域，继电保护人员只有对智能变电站技术有着深刻且理性的认识，才能高效、安全地完成工作任务。我们利用上述方法完成了部分智能变电站继电保护设备的定检工作，现场实际应用的效果令人满意，为今后的工作积累了经验。在今后的工作中，我们还需要不断摸索、科学分析，不断完善各种试验方法。

参 考 文 献

[1]赵继维，张礼波，朱皓.智能保护装置对综自设备跳闸方案的改进[J].贵州电力技术，2015（8）：59-60，58.

[2]王磊，黄力，张礼波.智能变电站失灵保护二次回路的可视化数字图纸建模方法[J].机械与电子，2020（4）：28-32.

[3]朱皓，王磊，张礼波.数字化变电站双重化智能终端电气防跳功能完善[J].贵州电力技术，2015（4）：59-60，63.