500kV智能变电站继电保护标准化作业流程的研究

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摘 要：500kv变电站作为山东电网的主网架，其智能化的转变给继电保护工作人员对设备的调试、维护提出了新的挑战和要求。本文结合500kV岱宗智能变电站500kV#1母线停电检修的机会，从常规变电站标准化作业流程入手，分析两者的差异，探索性的开展“500kV智能变电站继电保护标准化作业流程的研究，作为下一步继电保护检修维护标准化作业流程的依据。

关键词：智能变电站；标准化作业流程；逢停必检

一、智能变电站继电保护标准化作业的研究背景

继电保护工作无论对于常规变电站还是智能变电站都担负着电网安全稳定运行第一道防线的重任。智能变电站技术的应用对继电保护工作提出了更高的要求。近年来，随着我国智能变电站建设步伐的不断加快，智能变电站投运数量不断增加，继电保护作业方式正在发生根本性的变化，二次回路由直观具像的二次接线转变为不直观的抽象网络数据流，其继电保护检修作业安全风险与常规变电站有较大差异。因此，继电保护二次系统检修、维护时的安全性也越来越受到重视。加强智能变电站二次设备新技术的学习、培训以及智能变电站继电保护标准化作业流程的制定，对保障大电网安全稳定运行和适应大电网发展需要具有重要意义。

二、 常规变电站继电保护标准化作业流程的分析

常规变电站继电保护的作业流程（以常规变电站500kV母线停电为例）可以大致分为3个阶段：作业前期准备工作、作业过程中的标准化流程、作业后期工作。

1、继电保护前期准备工作。保护专业的前期准备工作包括作业工器具、作业耗材等准备工作（材料清单如表1所示），待作业间隔及设备的图纸准备工作、待作业间隔保护两卡（作业控制卡、工序质量卡）、逢停必检卡、安全措施票的准备工作。

（1）作业工器具、耗材准备情况

在500kV母线停电中，检修作业设备包括母线保护检验、开关保护检验，检修设备点多面广，所需要材料也较多，通过上述表格不仅可以做到提示备忘作用，还可以作为材料回库的清单，保证作业材料不遗漏、不丢失。

（2）待作业间隔及设备的图纸准备工作

待作业继电保护设备的图纸准备包括：母线保护、开关保护的保护原理图、保护接线图、控制回路图、保护联络图、信号回路图以及停电开关的开关机构原理图、接线图。通过对这些图纸的准备，保证在停电检修作业过程中做到有备无患。

（3）待作业间隔保护两卡、逢停必检卡、安全措施票的准备

保护两卡：工序质量卡、作业控制卡作业负责人应在停电检修作业前编制完成，并履行好班组审核、车间专工审核以及分管主任三级审核签字手续，确保两卡的编制符合现场实际，保证两卡确能起到指导、规范作用。

逢停必检卡：按照省调控中心要求在全网开展继电保护和安全自动装置及其二次回路“逢停必检”工作。220千伏及以上电压等级的一次设备，计划停电时间2天及以上的，应结合停电开展继电保护相关检验，检验重点是二次回路部分，检验项目至少包括带开关传动、二次回路检查等。

安全措施票：安全措施票的准备需要提前到现场进行现场勘查，根据现场实际接线制定，内容包括：电流电压回路、失灵联跳回路、信号回路、空开位置及压板投退情况。（安全措施票模板如表2所示）

2、作业过程中的标准化流程

3、作业后期工作

作业后期工作主要包括资料归档、工器具入库、出具校验报告、在时间节点内上传相关资料等。

三、智能变电站与常规变电站继电保护区别分析

由于智能变电站二次设备和网络结构与常规变电站有较大区别，因此，在保护作业流程上肯定有所差异。智能变电站采用“三层两网”的结构体系（如图1示），分为站控层、间隔层、过程层，站控层与间隔层

之间为站控层网络，间隔层和过程层之间为过程层网络。常规变电站继电保护采用以装置为中心的组态模式，而智能变电站则基于过程层网络实现了跨间隔信息共享。其主要区别可归为以下两点：

1、保护装置组成结构不同

（1）常规保护装置采用模块化设计，其主要模拟量输入接口、A＼D转换、保护逻辑处理、开关量输入输出接口、人机对话五大模块组成。

（2）智能变电站保护由合并单元、保护装置、智能终端三大模块组成。合并单元负责电压、电流模拟量的采集，并转送给保护、测控及其他装置。保护装置仅负责保护动作的逻辑运算处理。智能终端作为一、二次设备的接口，实现间隔内断路器、隔离开关的控制及状态信息的采集。

2、设备间的网络结构不同

设备间的网络结构不同也就是二次回路的结构不同（如图2所示）。

（1）常规变电站的保护装置通过二次电缆与其他一二次设备构成各种复杂的二次回路，同时各保护屏柜之间的联系也通过端子排之间的二次电缆实现。

（2）智能变电站中采用光纤或网络取代了传统的二次电缆，代替了原来二次回路的功能。

四、智能变电站作业流程探讨

我们通过这两种变电站情况的差异分析制定相应的作业流程变化。相同部分延用常规变电站成熟的作业经验，不同部分我们探索性的去摸索其好的作业流程以指导我们的工作，保证工作顺利开展。

所以智能变电站继电保护的作业（以智能变电站500kV母线停电为例）也可以大致分为3个阶段：作业前期准备工作、作业过程中的标准化流程、作业后期工作。

继电保护前期准备工作。前期准备工作包括作业工器具、作业耗材等准备工作（材料清单如表3所示），待作业间隔及设备的图纸准备工作、待作业间隔保护两卡（作业控制卡、工序质量卡）、逢停必检卡、安全措施票的准备工作。

（1）作业工器具、耗材准备情况。由于智能站保护与常规站的变化，所用材料相应也发生变化（材料清单如表3所示）。

（2）待作业间隔及设备的图纸准备工作

待作业继电保护设备的图纸准备包括：母线保护、开关保护的保护原理图、保护光缆联系图、电流电压回路图、过程层GOOSE信息流图、信号回路图、组网示意图以及停电开关的开关机构原理图、接线图。

（3）待作业间隔保护两卡、逢停必检卡、安全措施票的准备

保护两卡和逢停必检卡的要求和常规变电站要求相同，不再重复赘述。

安全措施票：安全措施票的准备需要提前到现场进行现场勘查，根据智能柜实际接线和光纤联系制定，内容包括：电流电压回路、失灵联跳回路、信号回路、空开位置及压板投退情况。由于一个停电间隔内要在智能控制柜和保护处分别要做安全措施，所以应该相应增加措施票的份数（安全措施票模板如表所示）。另外由于联跳其他运行设备或有可能将电流电压输送到运行设备的回路上导致运行设备误跳闸的，我们设计了一个软压板对照表，核对软压板的投退保证与运行设备联系上完全断开（如表6示）。

1、作业过程中的标准化流程

根据作业步骤，智能站保护检修的标准化流程图如图示：

2.1、在智能装置单体调试中包含通用测试项目、保护功能测试、合并单元测试、智能终端功能测试和其它装置检测五个项目。

通用测试项目包括：（1）通讯一致性检测（通讯端口行为与配置一致性检测）；（2）CT、PT设置变比及SV采样值检测。（3）SV异常报警、闭锁功能检测（SV丢帧、SV乱序、SV无效等异常现象）；（4）GOOSE发送报文测试（心跳报文及重传机制）；（5）GOOSE断链告警功能测试；（5）检修压板功能测试（检查发送报文检修位）；（6）GOOSE检修机制逻辑测试；（7）SV检修机制逻辑测试；（8）GOOSE软压板测试（接收、发送软压板测试）；（9）SV软压板测试（接收、发送软压板测试）；（10）通信接口光功率检测。

保护功能测试包括：（1）保护定值及逻辑测试；（2）SV双A/D采样闭锁功能测试；（3）SV通讯中断闭锁功能测试（通讯中断、SV无效，相应保护闭锁）；（4）SV接收软压板退出功能测试（相应保护不闭锁）。

合并单元功能测试包括：（1）合并单元对时精度测试；（2）合并单元守时精度及失步告警功能测试；（3）异常情况报文测试（电源电压及通讯等异常时，合并单元不误输出采样值）；（4）合并单元电压切换、并列功能测试；（5）SV报文离散度测试；（6）额定延时检测。

智能终端功能测试包括：（1）GOOSE报文响应延时测试；（2）SOE分辨率测试。

2.2、在分系统调试中包括SV分系统调试和GOOSE分系统调试两项内容。

SV分系统调试包括：（1）停电间隔SV虚连接测试。按照SCD虚连接配置，检测SV接收端装置是否能够可靠、正确接收SV采样值。

（2）间隔同步性测试。同时输入同步电流、电压（角度差为零），检查各SV接收端装置内各路SV采样是否同步（角度差是否为零）。

GOOSE分系统调试包括：GOOSE虚连接测试。按照SCD虚连接配置，检测GOOSE接收端装置是否能够可靠、正确接收GOOSE信号。

3、作业后期工作

作业后期工作和常规变电站作业流程相同，主要包括资料归档、工器具入库、出具校验报告、在时间节点内上传相关资料等。

作者简介：刘汝明（1984），性别，男，技师，主要从事继电保护工作；

赵东森（1987），性别，男，助理工程师，主要从事继电保护工作；

常志伟（1986），性别，男，技师，主要从事安全生产管理工作；

宋那（1985），性别，女，技师，主要从事继电保护工作；

刘文凤（1985），性别，女，助理工程师，主要变电检修工作；

王栋（1970），性别，男，高级技师，主要从事变电检修工作。