摘要:针对智能变电站发展过程中继电保护所面临的挑战,国家电网公司制定了一系列技术标准,引领其快速规范发展。从整体设计、工程管理和现场工作三个层面,对相关技术标准进行分类梳理和解读,揭示了标准制定的背景及用途。通过列举远方操作和智能变电站间隔改扩建两个应用实例,来具体阐述技术标准的实际应用。
关键词:国网公司;智能变电站;继电保护;标准体系;
引言
随着智能电网的发展,传统变电站正逐步向智能变电站发展。以应用 IEC61850标准和电子式互感器为特征的数字化变电站,国内在2006 年就开始了探索尝试。,到2012年,国网公司启动以标准配送式建设为特征的新一代智能变电站,达到节省土地面积和缩短安装调试时间等目的。同时,为提高标准化水平,规范智能变电站的建设和运行,国网公司从2007年起,开展了智能变电站相关标准的制定工作。借助关键技术的突破和标准化工作的推进,截至 2016 年底,已建成投运的智能变电站达 三千余座。
1标准体系介绍
以继电保护在智能变电站中的应用为契机,国网公司坚持“统一规划、统一标准、统一建设”的原则,围绕工程应用中面临的一系列挑战,制定和完善了相关标准,智能变电站继电保护标准体系涵盖了继电保护功能应用模型和技术规范、相关设备技术规范、工程文件及其配置规范和检验测试类规范等内容,对继电保护工程应用中涉及的设计、研制、验收、安装、测试以及检修等方面作了全面和规范的指导。
1.1整体设计类标准
(1)工程应用模型和技术规范类标准。针对模型不完善的现状,在 IEC61850基础上,制定企业标准《IEC 61850工程继电保护应用模型》,对 IEC 61850进行细化和补充,实现各制造厂商设备的互操作性,用于提高智能站设备生产、调试、检修和运行的便利性。
(2)智能电子设备类标准。智能变电站继电保护系统的设备包括继电保护装置、合并单元、智能终端、网络交换机、故障录波和网络分析记录设备等。,国网公司相继制定并发 布了《智能变电站合并单元技术规范》、《智能变电站智能终端技术规范》、《智能变电站网络交换机技术规范》等标准,规范了合并单元、智能终端和网 络交换机相关设备配置原则及技术要求,为智能变电站设备的技术、制造和选型提供了依据。
(3)统一规范类标准。修订现有成熟的技术标准,使其能适用于智能变电站,是智能变电站标准体系建设的一个重要途径,也是技术标准需要不断适应电网发展的体现。
1.2 工程管理类标准
(1)工程文件管理相关标准。由于工程文件是装置功能以及通信关系的载体,早在智能变电站实践初期就已经被关注,国网公司制定并发布了《智能变电站继电保护工程文件技术规范》,进一步规范工程文件管理和应用,并重点提出了CCD文件。CCD文件是指回路实例配置文件,仅从SCD文件中导出,完整包含装置配置的GOOSE和SV发布/订阅信息。使用CCD文件,可以简化工程配置和维护,文件的工程配置流程如图 1所示
图 1 智能变电站继电保护工程配置流程图
(2)设备管理类标准。当前设备种类和数量的剧增,传统的设备管理方法已很难适应新的形势。因此,国网公司制定了标准《继电保护和安全自动 装置用电子标签技术规范》,通过使用电子标签,加强可溯源的继电保护和安全自动装置设备识别及 应用。标签包括了国家电网标识、二维码符号、保护设备识别代码打印区和装置参数打印区四部分。
1.2现场工作类标准
在现场工作层面,全新的工作对象,让智能变电站在检验测试、验收和安全施工等方面都遇到诸多困难。为此,国网公司为确保作业安全、规范作业流程,明确作业标准,提升作业质量,制定了一系列与现场工作相关的标准,包括验收类规范、工作安保规定和检验测试类规范
(1)《智能变电站 110 kV 合并单元智能终端集成装置检测规范》,对智能站中所涉及的保护装置、合并单元和智能终端等二次设备检测试验方法和试验标准,都作了详细规定,有力支撑了设备的检测调试工作;
(2)《智能变电站继电保护和安全自动装置验收规范》,规定了智能变电站继电保护和安全自动装置验收的基本原则、组织管理要求和验收内容及要求;
(3)《智能变电站继电保护和电网安全自动装置现场工作保安规定》,规定了智能变电站继电保护和电网安全自动装置及相关二次回路现场工作应遵循的基本原则和安全技术措施要求,规范了现场工作的安全措施、安全措施票、组织措施和技术措施,明确了人员现场工作的安全责任
2 标准典型应用
智能变电站继电保护标准体系内,每一个标准都有其特定的制定背景和应用场景。本节选取两个典型应用场景来具体说明相关标准的实际应用。
2.1 远方操作远方操作
远方操作远方操作就是在调控主站进行远方投退继电保护和安全自动装置的功能软压板和切换保护装置定值区的操作。国网公司已发文规定,继电保护和安全自动装置远方操作时,至少应有两个指示发生对应变化,且所有这些确定的指示均已同时发生 对应变化,才能确认该设备已操作到位,简称“双确认”原则。《继电保护信息规范》中定义了“保护功能状态”和“保护 功能闭锁状态”,用于表征继电保护功能的状态信 息,反映保护功能是否有效。具体而言,“保护功能状态”则是指保护功能压板和控制字均投入,并且无闭锁信号时输出的状态,“保护功能闭锁状态”反映投入的保护功能失效时产生的信息,包含了主保护和后备保护等功能失效的状态信息,任一投入的保护功能失效,都可以产生闭锁信息。
2.2 智能站间隔改扩建
智能站间隔的改扩建工程,与二次系统相关的工作一般包含三个过程:一是修改SCD文件,二是从SCD中提取IED过程层配置文件并下装,三是验证配置文件变化的IED与各相关设备的联系。对于第三个过程,在当前没有CCD文件的情况下,由于母差保护配置文件变化,需要其余间隔的一次设备陪停来验证其连接关系的正确性。采用CCD文件后,通过验证CCD文件的CRC校验码,自动识别配置更改的间隔,虚回路没有发生变化的间隔无需停电验证,提升了供电的可靠性。
3 结语
智能变电站继电保护技术在近十年内取得了巨大的进步,相关技术标准体系的建立对技术的快速和规范发展起到了良好的总结和引领作用。随着技术和观念的不断进步,智能变电站必将朝着先进、高效、经济和绿色的方向不断发展。
参考文献:
[1]樊陈,倪益民,申洪,等.中欧智能变电站发展的对比分析[J].电力系统自动化,2015,39(16):1-7.
[2]国家电网公司.智能变电站模拟量输入式合并单元、智能终端标准化设计规范:Q/GDW11487—2015[S].
[3]国家电网公司.智能变电站智能终端技术规范:Q/GDW 428—2010[S].北京:中国电力出版社,2010.
论文作者:李艳伟, 陈永霞
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/13
标签:变电站论文; 智能论文; 标准论文; 继电保护论文; 设备论文; 装置论文; 工程论文; 《电力设备》2017年第31期论文;