智能变电站扩建线路不停电接入母差保护应用研究

刘兴勇 卢卓群 吕昕昕 薛超 李阔 刘丹

摘 要： 针对智能变电站扩建线路工程，新增线路接入母差保护需要停电的问题，本文利用智能变电站光纤网络及保护双重化配置的特点，提出智能变电站扩建线路不停电接入母差保护的策略，介绍了线路不停电接入母差的实施方案及相关安全措施。并以500kV利州变新增220kV利榆1、2号线扩建工程为例，验证了扩建线路不停电接入母差策略的有效性和可靠性。

关键词： 智能变电站；不停电；母差保护

中图分类号：TP273 文献标志码：B

1引 言

随着智能电网建设的快速推进，智能变电站面临大量的检修任务，同时也面临智能变电站扩建及改造的需求。在智能变电站扩建、改造过程中，涉及到站内装置配置文件的变化，导致相关二次设备和虚拟回路受到影响，设备影响范围的确定和回路工作验证困难，大大増加了检修、扩建和改造工作的实施难度。目前，新增线路接入母差保护的方法为一次设备停电然后进行施工和调试。但该方法不适用于枢纽变电站和重要负荷变电站。

针对上述问题，本文利用智能变电站光纤网络及保护双重化配置的特点，提出不停电的扩建策略，并通过500kV利州智能变电站新建220kV利榆1、2号线间隔为例，探讨了智能变电站扩建线路间隔二次回路接入运行回路时的实施方法、验证方法和二次安全管控方法。

2 扩建线路不停电接入母差保护实施方案

该扩建方案实施以一次设备不停电，第一套、第二套保护轮停方式进行。轮停母线两套保护，更改CID配置文件及调试。调试工作重点在于VLAN划分及母线保护配置修改及接入，后台、远动、录波器、信息子站及计量等工作基本与常规站相同。重点调试验收扩建后的新SCD文件及新VLAN划分不影响原有运行间隔，即除220kV母线保护配置及VLAN需要改动外，其余间隔设备的SCD文件及CID文件不能有任何改动。

（1）SCD文件、VLAN变更及比对校验

a、SCD文件变更：增加扩建间隔的通讯地址，包括MAC地址、APPID、VLAN、IP地址、优先级等。虚端子连接，包括扩建间隔的MU、智能终端、保护装置、测控装置及220kV母线保护间的虚端子连接。

b、VLAN划分：按交换机端口划分VLAN，包括新增交换机VLAN划分，级联交换机VLAN修改，确保与原有VLAN不冲突，VLAN地址的唯一性。

c、SCD文件比对校验

新增间隔的二次部分接入系统时，SCD文件需要发生变动，变动部分包括SCD文件的通讯地址部分（新增间隔的MU、智能终端、保护装置、测控装置）。此项工作不需要任何措施，可利用比对软件进行比对校验，亦可人工比对校验。

（2）线路保护调试

线路保护为直采直跳方式，MU、智能终端、保护装置通过光纤直连后，按智能变电站220kV线路保护标准化作业指导书进行调试，包括与对端保护联调。

（3）网分、录波器、PMU及信息子站调试

网分、录波器、PMU、信息子站新增220kV线路配置，检验各间隔接收信息是否正确，包括原有间隔。原有间隔可采用运行信息检验。

（4）站内信息联调

过程层组网调试、监控系统数据库及接线图绘制完成后，对新增间隔进行站内信息联调，包括遥测、遥信、遥控功能调试。

（5）远动信息联调

新增信息点表获批后，逐台修改远动机配置，保证站内信息不失去调控监控。与省调、分调对新增间隔进行信息联调，工作前要开具自动化检修票。

（6）过程层组网、220kV母线保护配置修改及调试

过程层组网时，需要将级联光缆接入预定中心交换机，220kV母线保护中新增线路的直采直跳光缆需要接入，录波器光缆接入，完成物理链路组网。扩建间隔装置及交换机接入过程层交换机网络，同时对新增交换机和级联交换机VLAN进行划分，交换机更改VLAN需重新上电。为确保不影响运行设备，逐网划分VLAN。VLAN修改时B网先实施，无异常后再修改A网VLAN。

3扩建线路不停电接入母差保护技术在利州变电站中的应用

利州500kV变电站为智能变电站，二次系统采用三层两网结构，220kV母线保护及各间隔保护采用直采直跳方式。本期扩建220kV出线2回，分别为220kV利榆1线和220kV利榆2线，为榆州220kV新一代智能变电站供电。

500kV利州变电站各220kV间隔保护、合并单元、智能终端均采用双重化配置。220kV母线保护双重化配置，具备母差、失灵、母联失灵、和母联充电等保护功能。母線保护对母线上所有220kV线路采取SV直接采样，GOOSE直接跳闸模式，母线保护与其他保护装置之间的联闭锁信号（启动失灵、母联分段断路器过流保护启动失灵、主变保护动作解除电压闭锁等）采用GOOSE网络传输。

新扩建220kV线路，220kV母线保护需要重新修改装置的CID文件（装置的IED实例配置文件），修改配置文件需要利用比对软件进行新旧文件的比对，确保只增加了新建间隔相关回路，不改变原文件的程序和保护功能。确保其它运行间隔的配置保持不变，母线保护装置的检修机制不变，母线保护出口跳闸回路与GOOSE出口软压板对应关系保持不变。新间隔接入母差保护可以采用轮停母线保护修改CID配置文件，单机调试母线保护，不停电进行母差保护的运行间隔验证的方式进行。其他涉及到母线保护配置更改的工作如线路保护换型等也需要进行以上试验验证。

3.1母线保护的CID文件更改及单机调试

（1）抄录运行数据：母线保护停用之前记录运行数据，与CID文件修改后的运行状态比对保持一致。如：保护装置软件版本及校验码，保护装置交流采样各支路分相电流、母线电压，保护定值清单。

（2）操作停用母线保护：投入母线保护检修硬压板，退出母差保护所有的GOOSE出口跳闸软压板，GOOSE启失灵软压板，SV间隔投入压板，母差失灵保护功能软压板。

（3）母线保护单机调试的安全措施：除检修机制和软压板这两重安全措施之外，本次工作为保证调试的安全性还增加了第三重安全防范措施断开相关光纤链路。拔掉母线保护所有的出口跳闸直连TX光纤（此时母差保护会依次发各间隔GOOSE断链告警信号），拔掉GOOSE组网TX、RX光纤（各间隔保护会发GOOSE断链告警信号，不闭锁保护），拔掉SV直采RX光纤（母差保护会发SV断链信号）。

（4）母線保护CID文件更改：母线保护停用并做好相关调试安全措施后，进行原文件的上传、修改、下载及保护装置断电重启，保证在母差保护CID文件中仅仅增加新建间隔内容，由相关软件自动完成程序解析下载，不允许人为手动修改，不更改原文件中其他内容。为确保文件更改的正确性，需利用解析工具及画面截取的方法比对新文件与原文件，确定新文件中除增加新建间隔内容外无其他任何改变。

（5）母线保护单机调试：检查母线保护逻辑功能（母线差动保护、母联死区保护、母联失灵保护、母联充电保护、母联过流保护、线路失灵保护、PT断线等功能）。按照新的CID文件的配置及虚端子检查所有的SV输入、GOOSE输入输出动作行为、相关联压板的对应性，检修机制等。

3.2 220kV母差保护CID配置文件修改后新建间隔的母线保护相关回路试验

新建220kV线路间隔，二次设备增加双套线路保护、合并单元、智能终端，单套测控等。按照相关技术规范及调试规范进行新增合并单元、智能终端、保护测控等设备的单体功能调试及分系统调试。最后在申请轮停母线保护后，修改母线保护CID文件仅增加新建部分内容。做好相关安全措施，将新建智能电子设备置于“检修”状态与母线保护“检修”状态保持一致，断开新增二次回路到运行设备的SV、GOOSE发送、订阅软压板联系，为保证可以断开到运行设备之间光纤链路的物理联系。在智能控制柜合并单元端子上通入交流模拟量，在智能终端端子上模拟开关量信号进行新建间隔的智能电子设备与母差保护之间的分系统调试及带断路器的跳合闸试验。

此次500kV利州变电站220kV间隔扩建的工程实践，采取仅轮停母线保护修改CID文件进行比对，基于智能变电站双重化配置，相互独立的优越性，不影响一次设备的正常运行，仅轮停运行间隔进行联调母线保护的试验方式。在进行单机调试及分系通联调试时都采取了至少3～4条安全措施：检修机制；SV、GOOSE软压板的控制；断开与运行设备有联系的光纤链路；断开与运行设备的电缆联系。

4 结 论

本文介绍了扩建线路不停电接入母差保护技术在智能变电站中的应用。以常规采样、GOOSE跳闸模式的智能变电站为例，分析了智能变电站220kV母差保护不停电扩建的方案。并以500kV利州变新增220kV利榆1、2号线扩建工程为例，验证220kV扩建线路不停电接入母差保护策略的正确性和相关安全措施的可靠性。

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