（广东电网有限责任公司东莞供电局 广东东莞 523000）
摘要：随着计算机通信技术和信息处理技术在电力系统中的应用越来越广泛，数字化变电站成为了技术发展的趋势。常规变电站继电保护装置、安自装置采用电缆跳闸方式，而数字化变电站二次设备之间的连接全部采用光纤网络通信，通过网络实现数据共享。本文对数字化变电站二次设备安全措施技术进行分析，并以实例说明数字化变电站二次设备安全措施技术在实际工作中的应用。
关键词：数字化；二次设备；安全措施
0 引言
在继电保护装置、安自装置二次设备及回路上工作时，必须通过二次设备安全技术措施来防范现场作业造成人身、电网或设备安全事故事件。在常规变电站中，二次设备安全技术措施为物理隔离，使二次回路有明显断开点，通常采取二次回路断开、拆除、绝缘密封等技术措施。数字变电站二次设备实现了网络化，虚回路取代了常规变电站的二次电缆回路，因此，与常规变电站相比，数字化变电站在二次设备安全措施技术方面存在很大的差异。
在分析数字化变电站二次设备安全措施技术之前，我们需要先了解数字化变电站的系统结构，以及掌握虚回路是如何传递电流、电压、开关量等各类信号。
1 数字化变电站的系统结构
数字化变电站由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，将信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化，实现变电站内智能电气设备间的信息共享。
数字化变电站在结构上分为站控层、间隔层、过程层，过程层采用电子式互感器等具有数字化接口的智能一次设备，从合并单元到间隔层设备的采样数据通过SV网络传输，通用面向对象的变电站事件报告则通过GOOSE网络传输。
2 数字化变电站的虚回路
电子式互感器、合并单元、智能终端的应用，实现了采样、控制与跳闸的数字化，从整体上促进了变电站二次回路的网络化。常规变电站的硬接点也变为通过光纤、交换机传递。我们可以通过一系列的SV断链信号及GOOSE断链信号实现了二次回路状态的在线监测。
这些替代了常规变电站二次回路的SV链路及GOOSE链路我们将其形象地称为虚回路。在传统二次回路中传递的电流、电压、开关量以及各类信号，都变成了看不见摸不着的“信息流”在虚回路中传递。
我们以《广东电网公司数字化变电站技术规范》中的220kV线路间隔典型配置为例，分析“信息流”是如何在虚回路中传递的。
如图1所示，220kV线路保护装置按双重化配置，测控装置则按单套配置。电子式互感器、合并单元、智能终端均双重化配置，与双重化保护相配合。
数字化变电站220kV线路的典型组网方式为网采网跳，其中SV网络为双套独立双网方式，GOOSE网络为共享双网方式。
图1 数字化变电站220kV线路间隔典型配置及组网方案
电子式电流互感器就地将电流转为数字信号，电子式电压互感器就地将电压转为数字信号，经光纤输出至合并单元。合并单元将电流、电压数据进行时间相关组合后，送往SV交换机，保护装置、测控装置从SV交换机读取所需的交流采样量。由此可见，在SV网络中，合并单元与保护装置、测控装置的信息流是单向的。
在GOOSE网络中，智能终端与保护装置、测控装置的“信息流”则是双向的：
智能终端→GOOSE交换机→保护装置、测控装置：开关、刀闸等位置信号；
保护装置→GOOSE交换机→智能终端：跳闸命令、保护重合；
测控装置→GOOSE交换机→智能终端：开关、刀闸等控制命令。
和常规变电站一样，母线保护和线路保护之间也存在配合，需要传递失灵启动、远跳、闭锁重合闸等开入开出量。在数字化变电站中，220kV线路保护装置通过GOOSE交换机与220kV母差失灵保护装置实现信息传递，“信息流”如下：
线路保护装置→GOOSE交换机→母差失灵保护装置：线路失灵启动；
母差失灵保护装置→GOOSE交换机→线路保护：闭锁重合闸、远跳。
至此，220kV线路二次设备的虚回路已经分析清楚，下面我们来分析220kV母差失灵保护的虚回路。
图2 220kV数字化母差失灵保护实现方案
如图2所示，220kV母差失灵保护的虚回路“信息流”为：
母线合并单元→SV交换机→母差失灵保护装置：母线电压；
（线路、母联、主变）合并单元→SV交换机→母差失灵保护装置：本间隔电流；
（线路、主变）智能终端→GOOSE交换机→母差失灵保护装置：本间隔母线侧刀闸位置；
母联智能终端→GOOSE交换机→母差失灵保护装置：开关位置；
母差失灵保护装置→GOOSE交换机→智能终端：跳闸命令。
在掌握“信息流”如何在虚回路中传递后，下一步我们对数字化变电站二次设备安全措施技术进行分析。
3 数字化变电站二次设备安全措施技术分析
数字化变电站的保护装置、合并单元、智能终端均设置一块检修状态硬压板。当装置投入检修状态硬压板后，发出的报文会被置于检修状态，该装置并能接收、处理检修状态的报文。因此，只有当发送方与接收方的检修压板状态一致时，装置间的逻辑功能才会实现。在数字化变电站中，保护装置通常需要与智能终端、合并单元进行检修状态的配合，如表1和表2所示：
表1 保护装置与智能终端的检修状态配合
表2 保护装置与合并单元的检修状态配合
数字化保护装置保护功能压板与出口压板采用软压板实现，装置输出信号由保护输出信号和GOOSE发送压板共同决定，装置输入信号由保护接收信号和GOOSE接收压板共同决定，通过改变软压板的状态便可以实现某一路信号的逻辑通断。其中：
GOOSE发送软压板：负责控制本装置向其它智能装置发送GOOSE信号。GOOSE发送软压板退出时，本装置不向其它装置发送相应的保护指令。
GOOSE接收软压板：负责控制本装置接收来自其它智能装置的
GOOSE信号。GOOSE接收软压板退出时，本装置对其它装置发送来的相应GOOSE信号不作逻辑处理。
SV接收软压板：负责控制本装置接收来自合并单元的采样值信息。SV接收软压板退出时，相应采样值不参与本装置的保护逻辑运算。
间隔投入软压板：110kV及以上电压等级的母线保护会配置 “XX间隔投入软压板”。当“XX间隔投入软压板”退出时，该间隔的电流退出母差保护的差流计算，中断本间隔的所有GOOSE 发送和接收，屏蔽本间隔的SV链路报警和GOOSE 链路报警。
值得我们注意的是，当“XX间隔投入软压板”投入时，如果误投该间隔的合并单元“投检修状态”压板，则会闭锁母线保护。
在投入保护装置检修硬压板前，必须确认该保护装置在退出状态，且与之相关的运行保护装置（如母差保护、安全自动装置等）二次回路的GOOSE发送软压板、GOOSE接收软压板（如失灵启动软压板等）已退出。
在投入合并单元检修硬压板前，必须确认相关保护装置在退出状态，且与之相关的运行保护装置（如母差保护、安全自动装置等）二次回路的SV接收软压板及间隔投入软压板已退出。
智能终端检修硬压板是在开关类一次设备或智能终端检修时投入，正常运行时禁止投入，否则会造成保护无法跳闸出口。
4 数字化变电站二次设备安全措施技术应用
在分析了数字化变电站二次设备安全措施技术后，现在我们来探讨二次设备安全措施技术在数字化变电站的实际工作中的应用。
当一次设备停电时，如果保护设备及其二次回路上有工作，我们需要隔离采样、跳闸（包括远跳）、合闸、启失灵等与运行设备相关的联系，保证工作安全技术措施满足现场作业要求，不会影响运行设备的正常运行，此时应按以下顺序进行操作：
（1）一次设备停电操作；
（2）退出相关运行保护装置中该间隔SV接收软压板或间隔投入软压板；
（3）退出相关运行保护装置中该间隔GOOSE接收软压板（如启动失灵等）；
（4）退出该间隔保护装置中跳闸、合闸、启失灵等GOOSE发送软压板；
（5）投入该间隔保护装置、智能终端及合并单元的检修压板。
在数字化保护及其二次回路上工作时，不宜采用拔出装置间光纤的安全措施，因为这样会导致装置间光纤寿命缩减、试验功能不完整的问题。
一次设备送电前，需要将相关保护恢复正常，此时应按以下顺序进行操作：
（1）退出该间隔保护装置、智能终端及合并单元的检修压板；
（2）投入该间隔保护装置跳闸、重合闸、启失灵等GOOSE发送软压板；
（3）投入相关运行保护装置中该间隔GOOSE接收软压板（如失灵启动等）；
（4）投入相关运行保护装置中该间隔SV接收软压板或间隔投入软压板；
（5）一次设备停电操作送电操作。
双重化配置的二次设备仅单套设备检修作业时，对应的一次设备可不停电，但必须防止一次设备无保护运行。接下来我们以220kV某线路的合并单元程序升级为例子，来说明一次设备不停电时的二次设备安全措施技术的操作要求。
由于220kV某线路主一合并单元与主二合并单元可以轮流置于检修状态进行升级，因此220kV某线路不需要停电。当220kV某线路主一合并单元升级时，需要退出线路主一保护及220kV母差失灵主一保护，当220kV某线路主二合并单元升级时，则需要退出线路主二保护及220kV母差失灵主二保护。
根据《广东电网有限责任公司继电保护管理细则》要求，当220kV线路在只有单套纵联保护运行时，为了使本线与相邻线路的后备保护在时间上保证选择性，需要将该220kV线路两套保护都切至“单套纵联保护运行临时定值区”运行（该区定值接地距离II段时延整定为0.4秒，相间距离II段时延整定为0.2秒，其余定值与正式定值单的定值一致）。计划性工作（如定值更改）造成单套纵联保护运行时间在2小时内的，可以不用切区。
因为单个合并单元程序升级需要的时间超过2小时，所以我们需向中调申请将220kV某线路两套保护都切至“单套纵联保护运行临时定值区”。
具体操作流程如下：
需要我们重点关注的是，在合并单元程序升级过程中，220kV某线路智能终端的检修状态硬压板需要保持退出状态。即使置于检修状态的线路保护装置发出GOOSE跳闸报文，智能终端也利用“检修状态不一致”原则，不会处理保护装置发出的GOOSE跳闸报文，防止误跳运行开关。
另外，220kV某线路的主一合并单元程序升级后，必须先退出主一合并单元检修状态硬压板，再投入220kV线路主一保护及220kV母差失灵主一保护，否则保护就会被闭锁。同理，220kV某线路的主二合并单元程序升级后，必须先退出主二合并单元检修状态硬压板，再投入220kV线路主二保护及220kV母差失灵主二保护。
从上述例子可见，数字化变电站二次设备安全措施技术的应用，对数字化变电站的保护定检、消缺工作有着很重要的意义。
5 结束语
电子式互感器、合并单元、智能终端的应用，实现了数字化变电站二次回路的网络化。数字变电站的虚回路取代了常规变电站的二次电缆回路，使得常规变电站的二次设备安全措施技术已经不适用于数字化变电站。只有掌握数字化变电站二次设备安全措施技术，正确进行二次设备的操作，才能确保数字化变电站的运行维护、保护定检及缺陷消缺等工作的顺利开展，保证数字化变电站及电网的安全稳定运行。
参考文献：
[1]广东电网数字化变电站技术规范，2010
[2]广东电网有限责任公司继电保护管理细则，2014
作者简介：
沈彦秋（1985-），男，汉族，本科，工程师，技师，研究方向为电力系统变电运行。
论文作者:沈彦秋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/17
标签：压板论文; 变电站论文; 保护装置论文; 回路论文; 设备论文; 间隔论文; 单元论文; 《电力设备》2018年第32期论文;