基于實時數據監(jiān)測與設備隔離的智能站保護

引言

隨著智能化變電站的不斷推廣,先進、可靠、集成的智能設備得到大量應用,且為了達到信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化的要求,實現自動信息采集、測量、控制、保護、計量和檢測等功能,光纖被大量采用,以替代二次回路中的電纜,簡化二次回路,采樣、開入開出量和跳閘回路等均采用網絡傳輸,即網絡采樣網絡跳閘的模式。

網絡采樣網絡跳閘的模式是sV與G00sE共網傳輸的方式,早期的智能變電站較多使用此類模式。此模式下現有的設備和測試方法主要存在以下問題:

(1)在保護設備狀態(tài)檢驗時,繼電保護裝置配置光纖端口不夠用,特別是單網運行的10kV備自投裝置,使用一對10kVG00sE網絡光纖實現10kV側采樣、開入及跳閘等功能。

(2)在驗證虛端子回路時,保護信息通過光纖到達智能終端進行出口傳動工作時,若未與運行中的過程層交換機隔離,容易導致誤出口。

(3)檢驗時,需要將這對接口與數字化試驗儀相連,來模擬故障和開關量,這就造成了原本與保護裝置相連接的光纖斷開懸空,保護裝置輸出的跳閘命令也只能輸入至試驗儀,不能通過原有光纖到達智能終端。

(4)無法實現保護動作與開關傳動同時完成,不能完整地校驗整個二次回路,只能完成保護單體邏輯功能校驗,定檢工作存在盲點。

因此,很有必要對該模式智能站的保護調試傳動方法進行研究,提高工作效率,保證定檢作業(yè)過程中不會誤跳運行中設備,確保電網設備的安全可靠運行。

1保護調試網絡結構與方法

根據實際工作要求和現場網絡結構(圖1),本文提出了一種基于實時數據轉發(fā)與設備隔離的智能變電站保護檢驗與維護新方法,目標在于提高智能站保護現場工作效率與安全性,確保現場工作又快又好地完成。

一方面,要完成保護功能邏輯與回路的調試,使保護輸出跳閘命令能通過原有光纖到達智能終端,通過新組的網絡實時轉發(fā)數據,完成出口傳動工作,實現保護動作與開關傳動同時完成,從而實現保護邏輯功能與二次回路的完整性校驗[2]。另一方面,利用新組的網絡和設備,可對網絡中的報文進行監(jiān)聽,在不中斷網絡的前提下,核實保護收發(fā)報文的正確性,排查故障原因和故障設備。

210kV備自投調試實例

2.1分段備自投方式

以10kV備自投裝置調試為例,采用本文方法進行現場調試。校驗在分段備自投方式下,模擬10kV1M母線失壓,用10kV500分段備自投傳動#1主變變低501開關且校驗合分段500開關完整邏輯。如圖2所示,500開關為1M、2M分段開關,501開關為#1主變變低開關。

如圖3所示,在執(zhí)行完二次安全措施后,連接相關設備和光纖,將10kV備自投裝置原有組網光纖拔出,使用備用光纖或獨立光纖將備自投裝置、多功能測試裝置、變低501開關智能終端、數字式繼保儀及手持光數字測試儀連接起來,跳開運行中的過程層交換機。連接過程中可使用多功能測試裝置的紅外發(fā)光模塊檢測所接光纖物理上的通斷情況,準確快速判斷每根收發(fā)光纖的兩側是否一一對應。

之后模擬充電狀態(tài),用數字式繼保儀模擬充電的開關量及模擬量狀態(tài),待備自投裝置充電完畢,用數字式繼保儀模擬1M母線三相電壓≤檢母線無壓定值且#1主變變低501無流,延時Tq后裝置啟動,通過組網光纖跳#1主變變低501開關。10kV分段備自投帶501開關傳動后,501開關的位置開入從智能終端上傳回保護裝置,裝置確認失壓母線變低跳開后,合上10kV分段500開關。由于合分段500開關的命令也是組網發(fā)出的,不能通過過程層交換機到達分段開關的智能終端,因此不會實際合分段開關改變運行中設備狀態(tài),可確保運行設備的安全運行。然后,可以用數字化測試儀或手持光數字測試儀接收到裝置的合分段的開出,判斷和校驗保護動作的正確性。至此,備自投完整邏輯校驗完畢。

2.2主變備自投方式

主變備自投方式時,以站內只有兩臺主變壓器為例,若#1主變備用、#2主變主供,10kV500分段開關在合位,變高101和變低501開關在分位時,一旦10kV1M母線失壓,滿足備自投動作條件后,備自投裝置在跳開#2主變變低502開關后,先經短延時合上變高101開關,再經長延時合上變低501開關。

調試流程與分段備自投相同,由于在運行中的間隔無法實際執(zhí)行跳分段500開關的步驟,實際校驗時在備自投動作發(fā)出跳500開關命令后,通過數字式繼保儀或手持式測試儀模擬一個開關分位發(fā)給保護裝置,使得備自投邏輯繼續(xù)執(zhí)行,發(fā)合上101和501開關的命令,實際傳動101和501開關。

3注意事項

對于運行中智能變電站的檢驗調試工作,由于使用的數字化設備多、連接方式多變和不直觀,工作過程中存在較大的安全風險。因此,現場工作開展前要做好以下幾點:

(1)必須充分辨識相關工作可能帶來的安全風險并準備好解決措施:

(2)必須落實好二次安全措施的執(zhí)行,防止因措施不到位而導致其他保護誤動:

(3)必須做好調試工具接入位置的確認,防止誤加量到運行中間隔。

4結語

本文提出了一種既能實時監(jiān)控保護動作過程與動作報文,又能安全隔離運行中設備的保護檢驗調試方法,通過對保護開關量與動作報文的實時轉發(fā)與監(jiān)控,實現對保護邏輯功能和回路的校驗,在確保系統(tǒng)安全的同時,提高了檢驗效率,保障了檢驗工作的安全性和有效性。