220kV智能变电站母线扩建继电保护改造方案研究

220kV智能变电站母线扩建继电保护改造方案研究

詹静波

（国网浙江杭州市萧山区供电有限公司311200）

摘要：智能变电站作为我国电网建设的重心，对于我国电力行业和信息行业的发展有着极为重要的作用，特别是随着国家资金的大量投入，对于智能变电站的规模进行扩大已经成了不可避免的工作，但是由于智能变电站自身的特点所导致，在扩建工作中常常会遇到较为严重的阻碍，所以如何消除扩建工作中遇到的阻碍，成为当前电力行业和信息行业关注的问题。

关键词：220kV；智能变电站；母线扩建；继电保护；改造方案

1运行现状

220kV世纪变智能变电站于2016年5月投运，为地区枢纽变电站，220kV侧母线采用双母线闸刀分段接线，ⅠA/ⅠB母线之间通过隔离开关死连接，按双母线接线方式运行，另配置8回出线和1台主变。本期扩建1台主变，220kV侧不新增出线，新增母联、分段间隔和ⅠB母线PT，接线型式完善为双母线单分段接线，新增一次设备见图中虚线部分。

本站220kV系统保护均为双重化配置，交流电压量及各间隔交流电流量采样通过常规互感器经合并单元（SV）接入保护装置，保护动作后通过智能终端（GOOSE）出口跳闸，保护装置与合并单元、智能终端采用“直采直跳”方式连接，母线保护与其他间隔保护装置之间的联闭锁信号（启动失灵、母联（分段）开关过流保护启动失灵、主变保护动作解除电压闭锁等）采用GOOSE网络传输。

图1变电站主接线图

2母线扩建技术方案与调试需求

2.1电压采样回路改造

在该智能变电站扩建完成主变、母联以及分段间隔过后，对于该变电站的SCDW文件也是需要重新进行配置和调试，传统的SCD文件无法适应已经扩建完毕的智能变电站，对其进行更新是整个扩建过程中必可不少的，也是极为重要的一部分。但是在配置的过程中要注意，部分新增单位是不需要进行配置的：如新增间隔的保护装置的通信参数或者是与新增间隔相关的虚端子连接的配置，总之与新增间隔的相关的信息和设备都不进行改动，主要是针对以下两种已经参与到运行中的设备进行改造。第一种就是电压采样回路改造。该项改造主要是针对新增的母线接入到PT之后电压的合并以及在新增母线合并到单元之后对新增间隔的融入，使新增母线和间隔能够保持单元电压的稳定，避免出现电压问题，影响智能变电站的应用，从而对该地区的电网产生不良的影响。

笔者进行实地考察的智能变电站则是应用的常规互感器加合并单元的交流模式，根据这种模式给最终的扩建工程方案提供一定的便利，对于交流电压的设计采用了以下逻辑。

图2扩建前交流电压采样逻辑图

而该套系统在扩建中具体的执行方案则为。1）将2套母线的电压进行一定程度的合并，将“ⅠA母/Ⅱ母”、“ⅠA母/ⅠB母”、“Ⅱ母/ⅠB母”进行并列排放，并对其的传输把手进行切换，将电力输送输出到IA母、IB母、II母三段母线电压之中。2）由于该站所建立的时间较早，对于IA母/IB母的强制并列逻辑还处于应用过程之中，这是当前智能变电站技术规范中所严厉避免的，已经对该项并列逻辑进行了明确的规定，不能够采用该种并列的方式。所以在对4100智能终端的断路器合闸进行短接接点时，应该要电压的并列把手切换到IA并IB的位置上，确保IB母能够获得良好的输出，保障IB母能够有效的输送二次电压。

在该智能变电站扩建完成以后，对于新增母联4600、分段4100以及IB母PT间隔接入所应用的交流电压应该进行相应的改变，不能够使用传统的交流电压，否则会导致智能变电站无法正常的应用，对电网运行产生影响。对于IA母/IB母电压并列逻辑功能应该给予严格的取消，避免出现当前国家规定所不允许出现的技术，影响变电站的安全性能，杜绝安全事故的发生。各个间隔之间的电压切换也应该完全按照相关的母线运行方式以及间隔刀闸的位置进行转变，可以选择IA母/IB母电压，也可以选择II母电压，都是正确可取的，但是在选择过程中也要根据实际情况的不同进行合理的选择，不能因为两者都可以应用而只选择其中一个，避免出现问题。

两种方式进行对比可以明显的发现，扩建前后的交流电压采样逻辑出现了较为明显的变化，但不需要对该智能变电站进行繁琐的配置修改，减少了其中的一些繁琐和复杂的步骤。特别是所有在运间隔保护装置电压采样回路相关配置不需要进行修改，只需要对母线合并单元的电压并列逻辑进行简单的修改即可，可谓是即节省了时间也节省了精力，一举多得。

由于笔者所研究调查的该智能变电站所应用的时间较早，所以在对SCD文件进行配置的过程中出现了一系列的失误，部分母线合并单元至各在运间隔合并单元的电压SV采样虚端子连接都没有在SCD文件中得到有效的配置，只是简单的通过厂家的私有协议所完成的，对于智能变电站的安全应用带来了极为严重的危害，而根据国家相关技术单位所实际制定的技术要求，所以在扩建完成以后的母线合并单元配置更新，通过应用SCD文件对其进行检测是不可取的，根本无法有效的检测到有可能出现的错误，对配置修改的正确性检测存在严重的误差。这就要求在配置更新完成以后，工作人员应该通过实际的应用试验来进行验证，保证配置更新的正确，防止出现错误漏洞。

2.2扩建间隔接入母线保护

第二种，则是扩建间隔接入母线保护。但是扩建完成之后的配置都需要通过对SCD文件进行修改才能够起到有效的实施，否则只能够纸上谈兵，根本无法应用。而修改SCD文件最为主要的作用就是重新下载和安装保护母线文件CID，使其能够对母线起到一个良好的保护作用。但是上文中也陈述了，由于该变电站应用的时间过早，所以母线的保护版本也过于陈旧，需要通过较为繁琐的手段来重新对CID文件进行更新和配置，要求工作人员手动在SCD文件中导出CID文件，并对其进行信息质量的输入和配置，所以工作人员要想仅仅通过SCD文件比对和检验来对母线保护配置文件的更新进行确定，就毫无实践的价值和意义。需要通过对该智能变电站的设备进行停用，来对母线的保护回路进行相关的检测和验证才能够真正的检测配置信息的正确性。

结论

母线改扩建工程涉及设备繁多，母线合并单元改造影响所有运行保护电压采样，改造施工风险较大，本文分析了220kV智能变电站母线和主变间隔扩建对全站二次设备的影响和调试需求，在一次设备停电影响最小的前提下，提出了扩建工程继电保护改造技术方案、施工方案及各环节的安全措施，避免因扩建工程对地区电网供电造成严重影响。

为避免运行一次设备陪停，减少调试工作量，基建工程SCD文件配置时，母线保护间隔信息宜按照远景配置完整，扩建时通过修改新增间隔保护装置、智能终端装置的CID文件以适应已经运行的母线保护模型，仅需安排模拟试验验证母线保护与新安装保护装置的相关链路是否正确。智能变电站继电保护技术发展较快，早期智能站保护装置功能、文件配置方法及二次回路的设计原则与目前的技术标准相差较大，运维单位应妥善保存相关技术资料，在改扩建工程中应充分考虑当时的技术水平，采取合理技术措施和安全措施确保施工安全。

参考文献：

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