摘要：本文结合智能变电站二次系统工作原理和多年工作经验，就如何构建适用于智能变电站二次回路的安全措施和继电保护不停电检修技术进行探讨,以期为提高智能变电站运维管理的可靠性和安全性出谋划策。
关键词：智能变电站；二次系统；运维技术；继电保护不停电检修
与传统变电站采用以电缆为主的二次回路不同，智能变电站采用以光纤为主的数据流，这意味着传统变电站采用的以断开硬压板或拆除电缆接线为主的二次回路安全措施已经无法适用于智能变电站, 本文通过分析智能变电站核心SCD的特征，针对二次系统运行维护的关键技术问题，探索“图实相符”的可视化运维技术方案，以便为基于SCD的智能变电站工程应用提供可靠的技术支撑。
1 智能变电站二次系统基本特征
智 能 变 电 站 有 别 于 常 规 变 电站的最大差异在于用变电站配置文件SCD描述变电站二次系统之间的信号关联关系，通过工程配置工具（system configurator）及IED配置工具（IED configurator），完成二次系统信号关联的工程配置，SCD文件涵盖二次系统的虚端子、虚回路信息，通过装置配置工具配置形成每个装置的CID文件，见图1。由此可见，SCD的应用构成了智能变电站运行维护的关键。
2 面向对象的信息描述机制SCD文件基于IEC 61850标准体系
IEC 61850体系极为庞大，架构设计上又极其灵活，其核心思想是面向对象建模。IEC 61850标准采用面向对象的建模机制，信息具有自我描述特征，可实现工程应用的互操作，乃至“互换性”。鉴于不同厂家对标准的应用和理解有差异，需要有满足工程实例化需求的细节要求。国家电网公司2008年起开始组织编写《IEC 61850工程继电保护应用模型》，从继电保护专业领域规范了IED相关模型的应用要求，满足了“互操作”要求。因此，对于IEC 61850标准的实例化要求是推进智能变电站“互操作”及互换性的关键环节。
3 SCD工程应用现状
SCD工程应用现状由于IEC 61850标准主要是从通信机制上体现信号关联性，强调逻辑链路，弱化网络设备。由此，带来了二次系统模型描述机制上的不完整性。二次系统中的物理维护对象和操作对象缺乏有效的模型描述方式，如IEC 61850标准Ed1.0没有交换机模型，也没有连接光缆、软压板等模型。这样，就无法实现基于模型的可视化应用。
4智能变电站二次回路的安全措施
4.1 智能变电站软压板
（1）智能变电站软压板的设计智能变电站软压板的设计要求，需要注意的是，智能变电站软压板在设计时应满足保护基本功能投退和保护功能间交换信号隔离的需求。
（2）GOOSE 软压板在智能变电站的具体应用。一方面GOOSE 接收软压板在智能变电站的具体应用。GOOSE 接收软压板设置在 GOOSE 接收侧，其具体应用为：①当 GOOSE 接收软压板为 0 时，GOOSE 报文的实际内容将不被保护装置所处理，此时根据接收信号的逻辑来自动设置固定值；②当 GOOSE 接收软压板为 1 时，GOOSE 报文的实际内容将被保护装置所处理。另一方面，GOOSE 发送软压板在智能变电站的具体应用。为操作方便，通常智能变电站会将多个 GOOSE 出口软压板组合为一块。装置的开关信息将被 GOOSE 发送软压板所控制，当 GOOSE 发送软压板为退出状态时，此时 GOOSE 报文的开关量为 0，接收装置通过接收 GOOSE 报文信息来实时更新。此外，通过编辑装置GOOSE发送软压板和开出信息的关联关系，GOOSE 投退压板时都不会对对应间隔开出信息产生影响，此种配置方式会给 智能变电站二次系统的运维工作埋下安全隐患。
（3）间隔接收软压板在智能变电站的具体应用按照间隔设置间隔接收软压板，当间隔设置为检修状态时，对应装置GOOSE 软压板置 0，相应的 SV 软压板置 0；当间隔设置为退出状态时，对应间隔模拟量及状态不计入保护逻辑计算，装置内部按此支路退出处理。
4.2 GOOSE 的检修策略
4.2.1 GOOSE 检修策略，为准确确认设备检修状态压板的实际状况，通过站内网络报文分析仪来查看检修设备的SV或GOOSE报文。对于某些厂家的装置，通过设置本侧和对侧的检修状态显示，来对双侧检修位置进行确认，在变电站所有装置重要 GOOSE 链路均设置接收软压板时，如果装置出现异常，那么除投入检修压板外可根据事先编制的顺控程序，自动退出从该装置接收 GOOSE 跳闸、重合闸、启动失灵等重要信号的相邻装置的 GOOSE 接收软压板，从而实现异常装置的有效隔离。
4.2.2 双重化检修策略
实际运行中，由两种不同原理的隔离技术来组成，智能变电站二次回路的安全措施，其中检修状态双确认机制可作为第一重安全措施，带检修装置GOOSE 发送软压板或相邻装置GOOSE 接收软压板可作为第二重安全措施。具体而言，可以分为以下两种检修模式 .
（1）设置于合并单元的保护检修状态硬压板，可以选择采用开入方式的功能投退压板，投入时所有由该装置发出的 SV 报文 TEST 位值为 TRUE。（2）SV 接收压板在智能变电站实际运行中，可以根据一次设备停运状况来采取如下安措：①对应一次设备运行时，单间 隔保护直接退出 SV 接收压板，跨间隔保护需要退出与该 SV 链路相关的保护功能后再退出SV 接收压板；母差保护退出母差功能，变压器保护退出本侧后备保护和差动保护；②对应一次设备停运时，直接退出 SV 接收压板。
4.3 检修策略可视化的分析
智能变电站中信息化程度较高，可以通过主动获取保护回路配置和压板信息的方法，将处理后的多种信息进行图形显示，从而使运维人员能够方便快捷地掌握保护系统的运行和动作状况，切实提高智能变电站的运维水平。
5 二次系统信息流优化方案
5.1 典型配置方案
鉴于现阶段智能变电站技术的实现方案给现场运行、检修及故障判别带来很大困难，运行风险增加，《继电保护设备在线监视与分析提升方案》中明确提出在智能变电站要部署保护设备在线监测与智能诊断装置。保护设备在线监测与智能诊断装置需要接入过程层合并单元、智能终端的信息，及制造报文协议（manufacturing message specification，MMS）的保护装置信息，在过程层信息采集上与网络分析仪、故障录波器一致，在MMS网络的保护装置信息采集上与故障信息系统子站一致。从这个意义上讲，保护设备在线监测与智能诊断装置具备了二次系统信息优化和整合的基础。
5.2 优化配置方案探讨
根据国家电网公司企标Q/ GDW 11361—2014《智能变电站保护设备线监视与诊断技术规范》，保护在线监测与智能诊断设备逻辑结构。
保护在线监测与智能诊断设备分为数据采集单元和数据管理单元两个部分，其中数据采集单元按照网段部署，采集过程层SV、GOOSE信号，在实际工程中需要按照保护小室配置。数据管理单元汇集全站所有数据采集单元的信息，并经MMS网络，汇集保护装置MMS报文。此外，在实现全模型SCD建模后，具备了实时报文与模型的镜像匹配基础。可基于完整应用模型，建立变电站一次设备与保护的关联模型、一次设备与录波通道的关联模型、一次设备电气拓扑模型，在此基础上，电网发生故障时实现面向对象的故障自动分析，并以可视化的方式展示故障诊断结果，为电网事故后的系统快速恢复提供辅助决策支持。
由此可见，保护设备状态监测和诊断装置具备了整合网络报文甄别、在线运行状态监视、异常智能诊断、检修安措可视化、故障自动分析等功能的可能，可实现二次系统配置方案的优化，减少现场维护工作量，提升信息共享和应用的集成度。
6 结语
笔者通过参考多座智能变电站保护改造方面的实践资料，考虑 智能变电站二次系统在运维技术条件发生变化的前提下，从应用角度提出了智能变电站二次回路的安全措施和不停电检修技术，以期提高 智能变电站二次系统的运维管理水平、降低电网运行风险。
参考文献
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[2]蔡增泓．基于 IEC61850 的智能变电站二次系统检修技术 [J].企业技术开发，2015（14）．
[3]谢旭，倪颋．智能变电站二次系统运维管理模式探索与实践 [J].重庆电力高等专科学校学报，2013（2）．
论文作者:尹媛媛,王阳
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/21
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