謝威，樊芮，孫健

（1.國網(wǎng)湖南省電力有限公司檢修公司；2.國網(wǎng)湖南省電力有限公司供電服務(wù)中心（計量中心）；3. 智能電氣測量與應(yīng)用技術(shù)湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410004）

1 智能變電站光路結(jié)構(gòu)

相比傳統(tǒng)的綜合自動化變電站，智能變電站通過就地化、數(shù)字化的方式采集二次量，常規(guī)二次電纜被傳遞數(shù)字量的光纜所替代，增加了二次過程層設(shè)備。智能變電站二次設(shè)備間采用光纖以及網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與通信，從而取代常規(guī)二次電纜回路。如圖1 典型光回路結(jié)構(gòu)圖所示，現(xiàn)有的智能站大部分采用互感器、合并單元、智能終端模式設(shè)計，兩者已成為智能變電站的重要接口設(shè)備，實現(xiàn)了電模擬量信號與光數(shù)字量信號的轉(zhuǎn)換。智能變電站中的智能終端擁有控制及信號傳輸?shù)墓δ埽韧诖媪顺Ｒ?guī)變電站所具有的操作箱。一方面智能終端將斷路器、隔離刀閘以及接地刀閘等設(shè)備位置接點信息和儲能、壓力等本體硬接點模擬信號轉(zhuǎn)化為光數(shù)字信號（即GOOSE 報文），通過光纖分別上傳至間隔層保護(hù)設(shè)備、后臺監(jiān)控、故障錄波及網(wǎng)絡(luò)分析等應(yīng)用；另一方面，它將來自保護(hù)的跳合閘控制和遙控GOOSE 信號轉(zhuǎn)化成常規(guī)的電控制信號，以硬接點的形式，通過控制電纜實現(xiàn)對一次設(shè)備的測量、監(jiān)視、控制等功能。

生藥智能變電站采用GOOSE 點對點直跳的形式確保開關(guān)在保護(hù)動作時實現(xiàn)可靠動作。間隔層由測控、保護(hù)、錄波、計量等設(shè)備和間隔層通信總線共同組成。間隔層的設(shè)備通過過程層總線，接收設(shè)備的SV、GOOSE 信息，從而實現(xiàn)控制互鎖、互操作過程層設(shè)備的功能。各間隔的保護(hù)設(shè)備之間，通過間隔層交換機(jī)或中心交換機(jī)取得聯(lián)系，完成啟動失靈、解復(fù)壓閉鎖和發(fā)遠(yuǎn)跳令等功能。同時，智能變電站通過站控層交換機(jī)與各保護(hù)測控裝置進(jìn)行聯(lián)系，實現(xiàn)了后臺監(jiān)控、遠(yuǎn)動及高級應(yīng)用等功能。

2 智能站和常規(guī)站的典型二次回路對比分析

在智能站中，除電源回路外，常規(guī)意義上的以二次接線為其表現(xiàn)形式的二次回路已經(jīng)基本不存在。被虛擬化的二次回路給二次系統(tǒng)工作帶來了一定難度，如二次回路的排查、故障分析等，由于沒有具體的二次回路圖紙，增加了一定的工作難度。因此，有必要對智能變電站和常規(guī)站的二次回路進(jìn)行詳細(xì)的對比分析。本節(jié)以生藥智能變電站220kV 側(cè)二次虛回路和常規(guī)站典型二次回路為對比分析對象，主要分析智能站與常規(guī)站二次回路的差異所在。

2.1 電壓電流回路分析

（1）電壓回路。如圖1 所示。常規(guī)站中保護(hù)、測量、計量及零序電壓的采集，由一次側(cè)母線PT4 個繞組經(jīng)電纜接至PT 端子箱，最后接至PT 并列屏，A 套保護(hù)和測量電壓共用1 個繞組，B 套保護(hù)、計量及零序電壓分別單獨用1 個繞組，然后再經(jīng)電纜將I 母及II 母電壓送至保護(hù)及測控裝置使用，計量電壓和零序電壓分別送至對應(yīng)的采集裝置。

圖1 常規(guī)站電壓回路結(jié)構(gòu)示意圖

（2）電流回路。220KV 線路間隔為雙重化配置保護(hù)，在常規(guī)站中，從TA 本體6 個繞組對應(yīng)雙套配置的線路、母線保護(hù)、測量以及計量裝置，通過電纜接入端子箱，再分別送至對應(yīng)的保護(hù)裝置，其交流回路聯(lián)結(jié)關(guān)系為TA 本體接線盒—TA 端子箱—線路、母差保護(hù)、測控以及計量屏。

2.2 保護(hù)回路

智能站和常規(guī)站保護(hù)回路包括跳合閘回路、啟動失靈回路、開入開出回路以及遠(yuǎn)跳回路。智能站與常規(guī)站中保護(hù)裝置的邏輯判斷動作原理相同，區(qū)別在于常規(guī)保護(hù)動作時，各開入接收、開出輸出通過常閉點斷開、常開點閉合導(dǎo)通并將二次回路斷開來實現(xiàn)，而在智能站中，則是將智能終端的跳1、跳2、跳3 開入虛端子與保護(hù)裝置的跳A、跳B、跳C 開出虛端子相連，其接收到跳閘指令后再動作，完成保護(hù)跳閘回路，合閘回路類似。同樣保護(hù)開入由保護(hù)裝置開入虛端子與智能終端開出虛端子連接而實現(xiàn)，智能終端相當(dāng)于回路中的橋梁，能夠承上啟下，保護(hù)裝置與一次設(shè)備電氣量通過它建立聯(lián)系。若將智能終端看作具有簡單邏輯功能的保護(hù)裝置，那么保護(hù)回路與常規(guī)變電站將是完全相同的，包括保護(hù)跳閘回路、重合閘回路、TJR 回路、開關(guān)位置監(jiān)視回路。

2.3 特殊回路

“六統(tǒng)一”常規(guī)站線路保護(hù)裝置有“閉鎖重合閘”和“壓力低閉鎖重合閘”兩個開入點，其中閉鎖重合閘的開入采用“手合接點”、“不啟動重合三跳接點”、“操作箱失電”、“手跳”。壓力低閉鎖重合閘開關(guān)量輸入采用操作箱內(nèi)的斷路器操動機(jī)構(gòu)“壓力低閉鎖重合閘接點”。

220kV 智能站與常規(guī)站最大的區(qū)別在于智能終端雙重化，而常規(guī)站中操作箱只有1 個，因此不僅在重合閘回路中稍有區(qū)別，同時也存在于閉鎖重合閘回路中。因斷路器通常只有1 組合閘線圈，不能與雙重化配置的智能終端一一對應(yīng)，為簡化回路，固定由第1 套智能終端進(jìn)行合閘，第2 套智能終端發(fā)出重合閘出口接點，也接入第1 套智能終端的合閘回路；第2 套智能終端內(nèi)的合閘回路備用，跳位監(jiān)視回路通過接入斷路器常閉輔助接點來解決。

智能站中閉鎖重合閘可以在線路保護(hù)和智能終端上來實現(xiàn)，保護(hù)裝置收到閉鎖重合閘GOOSE 后，重合閘不動作，智能終端在有閉鎖重合閘開入后，重合閘GOOSE 不對應(yīng)，也達(dá)到了閉鎖作用。因此針對雙重化配置智能終端時，應(yīng)具有同時輸出至另一套智能終端的閉重觸點，防止另一套智能終端誤重合。

3 智能變電站在檢修工作上帶來的轉(zhuǎn)變

（1）常規(guī)變電站中，后臺系統(tǒng)的保護(hù)功能是按照“硬壓板”的形式，在后臺界面中所實現(xiàn)，而如今在智能站中轉(zhuǎn)變?yōu)椤败泬喊濉钡男问剑瑑H保留了檢修硬壓板，因此也對檢修工作和安措執(zhí)行帶來了不一樣的方式。

（2）常規(guī)站中一般單裝置異常的影響范圍僅限于本裝置，只需停用本裝置即可。而智能站中的合并單元、智能終端以及交換機(jī)等公用設(shè)備有異常時，影響與之相關(guān)聯(lián)的設(shè)備，尤其是合并單元異常時，可能需要退出與之關(guān)聯(lián)保護(hù)。

（3）常規(guī)站采用短接CT 回路、斷開PT 回路、退出口硬壓板、解除電纜接線等。而智能站二次檢修的安措實施方案一般采用退軟壓板、投檢修壓板、拔光纖的方式。同時，為加強(qiáng)安全性，防止直采斷鏈未閉鎖而導(dǎo)致母差誤跳運行開關(guān)，一般按一拔直跳、二拔組網(wǎng)、三拔直采的順序拔纖，只有在單間隔二次設(shè)備連接的間隔交換機(jī)上，才會采用拔級聯(lián)光纖的方式，以徹底隔斷運行間隔的過程層的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系。

（4）智能設(shè)備檢修硬壓板投入后，設(shè)備會進(jìn)入檢修狀態(tài)，并發(fā)出綁定“TEST 置1”檢修品質(zhì)位的數(shù)據(jù)流，接收到的數(shù)據(jù)流一定要具有相同的檢修品質(zhì)，才會實現(xiàn)對應(yīng)的功能，否則設(shè)備將判別為采樣或開入量“狀態(tài)不一致”，對應(yīng)屏蔽功能。

（5）根據(jù)故障信息，確定故障回路。在現(xiàn)場通過發(fā)現(xiàn)的故障信息，如調(diào)取后臺報文、故障錄波報文、網(wǎng)絡(luò)分析儀報文等信號，根據(jù)該智能站具體的二次回路的具體光回路結(jié)構(gòu)，可以判斷故障出現(xiàn)在具體的哪個回路。

4 結(jié)語

本文主要以220kV 生藥智能變電站和常規(guī)站220kV 側(cè)的二次系統(tǒng)為分析對象，將智能變電站的二次虛回路和常規(guī)站的二次傳統(tǒng)回路進(jìn)行了較為詳細(xì)的對比分析，包括描述了常規(guī)站中主要二次回路構(gòu)成、智能站中電壓回路、電流回路、跳合閘回路、啟動失靈等主要回路中SV、GOOSE 信號發(fā)送和接收實現(xiàn)方式以及虛端子的連接情況。在對比分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)而對智能變電站的二次回路的故障排查給出了幾點建議。本文分析了實際工程中智能站二次回路實現(xiàn)方式的變化，可為后續(xù)智能站的二次回路設(shè)計、故障分析排查以及未來發(fā)展提供一定的參考和借鑒。