智能变电站继电保护装置的运行问题课件.pptx

第一部分第一部分智能变电站继电保护装置的智能变电站继电保护装置的运行问题运行问题智能变电站的运行一、智能变电站继电保护运行问题产生的背景：智能变电站继电保护装置与常规继电保护装置的异同：智能变电站继电保护装置智能变电站继电保护装置常规继电保护装置常规继电保护装置MMI、CPUMMI、CPU光口扩展模件（点对点或组网）DO、DITRIP二次操作回路AC交流采样模件检修压板为硬开入压板检修压板为硬开入压板保护功能压板为软压板出口压板为软压板接收开入压板为软压板保护功能压板为硬开入压板或软硬相与压板出口压板为硬开入压板接收开入压板为硬开入压板从表格中可以看出，智能变电站的保护装置只保留了与常规保护相同的逻辑处理CPU和人机交互通讯模件MMI。取消了AC交流模件（由MU合并单元取代）；取消了DO，DI，TRIP操作回路（由智能终端取代）。从而使保护装置二次回路简单化，保护装置与合并单元间采用光纤数据传输。MU合并单元与保护装置间采用IEC 9-2报文格式的SV数据传输；保护装置与智能终端间采用IEC GOOSE报文格式的GOOSE数据传输。常规站继电保护像智能站继电保护演变过程可由下图动态仿真：智能变电站的运行智能终端MU传统微机保护交流输入组件A/D 转换组件保护逻辑(CPU)开入开出组件人机对话模件端子箱二次设备和一次设备功能重新定位：ECT一次设备智能化 IED数字化保护SMV光纤GOOSE光纤一次设备的智能化改变了传统变电站继电保护设备的结构：1、AD变换没有了，代之以高速数据接口。2、开关量输出DO、输入DI移入智能化开关，保护装置发布命令，由一次设备的执行器来执行操作。电缆电缆传统变电站到智能变电站的演变智能变电站的运行二、智能变电站继电保护运行问题分析：由于智能变电站继电保护装置为了取消或简化实际的保护装置二次回路，取消了AC交流模件、取消了DO、DI、TRIP模件。原先的交流模件形成了新的IED设备“合并单元”，属于过程层智能一次互感器范畴；原先的DI、DO、TRIP形成了新的IED设备“智能终端”，属于过程层智能一次开关范畴。由此可以分析得出智能站简化二次回路是“局部的简化”。只是将间隔层保护装置的二次回路取消，但实际的回路依然存在，只是就地存在于合并单元和智能终端。智能变电站的运行二、智能变电站继电保护运行问题分析：同时保护装置和合并单元间的SV数据通讯以及保护装置与智能终端间的GOOSE数据通讯都是常规变电站所没有的。可以说对于运行和检修而言，智能站所谓的简化二次回路实际上非但没有简化反而工作量加大了，在常规站基础上增加了过程层与间隔层设备间光纤数据传输通讯可靠性，正确性，及异常问题分析处理的新的要求。智能站保护采用软压板方式，除检修压板采用硬压板外，均取消屏柜下方的功能硬压板和出口硬压板。这些对运行人员，检修人员的技术要求提出了更高的要求。同时要求改变现有的运行模式和思维模式以适应智能站的新的要求。智能变电站的运行三、智能变电站继电保护运行问题处理：对于运行人员而言，智能站继电保护所需关注的重点可总结为三大类：1、运行指示灯的含义 2、常见装置异常告警报文分析处理 3、压板功能含义及投退方式 智能变电站的运行三、智能变电站继电保护运行问题处理：现以SGB 750母差保护装置为例做说明：（PSL603U线路保护，PST1200U主变保护实现方式类似。）1、运行指示灯的含义 1)装置正常运行时，应该仅运行监视灯亮（绿色）。2)当保护动作时，相应的跳闸信号灯（红色）应该点亮：a.母差保护动作跳母线时，“母差动作”信号灯点亮；b.母差跳母联、母联充电或失灵保护跳母联时，“母联保护”信号灯点亮；c.主变、断路器失灵保护动作时，“失灵动作”信号灯点亮；d.母联失灵保护动作时，“母联保护”信号灯点亮；智能变电站的运行三、智能变电站继电保护运行问题处理：3)当装置报警时，相应的报警灯（黄色）、异常灯（红色）应该点亮：a.当SV数字采样接收异常时，“告警”灯点亮；b.当装置电流满足CT断线条件时，“CT断线”和“告警”灯点亮；c当装置电压满足PT断线条件时，“PT断线”和“告警”灯点亮；d.当发生刀闸位置变化时，“刀闸变位”灯点亮；e.当发生刀闸位置变位异常、自检异常时，“位置报警”灯为点亮；f支路隔刀同时跨接I、II母时，“互联状态”灯点亮；g.当装置自身硬件异常时，“装置异常”灯点亮。智能变电站的运行三、智能变电站继电保护运行问题处理：2、常见装置异常告警报文分析处理保护装置发“装置异常”信号，点“装置异常”灯，表示保护装置出现严重故障，闭锁装置。应立即退出保护，通知继电人员处理。电流互感器二次断线，母差保护接收支路MU发送的SV采样数据为三相不平衡电流，母差报“CT断线”信号，达到CT断线告警定值，母差报“CT断线告警”信号，不闭锁母差保护；当达到CT断线闭锁定值，母差报“CT断线闭锁”信号，闭锁母差保护。应立即退出保护，通知继电人员检查CT二次回路。电压互感器二次断线，发“断线报警”信号，支路CT断线时，装置报“CT断线”，闭锁母差保护。应立即退出保护，通知继电人员检查CT二次回路。智能变电站的运行三、智能变电站继电保护运行问题处理：支路MU合并单元和母差保护装置光纤通道链路中断时，母差保护发“支路电流数据采样异常”信号，闭锁差动保护和对应支路的后备保护。应通知继电人员检查支路MU和保护间的通讯状态。母线PT合并单元和母差保护装置光纤通道链路中断时，母差保护发“I母、II母电压数据采样异常”信号，逻辑做PT断线处理，不闭锁保护。通知继电人员检查。检查MU和保护间的通讯状态。刀闸位置变位与实际不符，隔刀在分位时支路有流等发“支路刀闸位置异常”信号，不闭锁保护。运行人员应检查刀闸辅助触点是否正常，智能终端和母差保护装置的GOOSE通讯链接是否正常。当刀闸位置发生异常时，应通知继电人员检查母差保护与智能终端间的光纤GOOSE数据传输正确性。运行人员也可通过实际需要在装置侧强制刀闸变位，待智能终端与母差保护通信链路恢复后取消强制。智能变电站的运行三、智能变电站继电保护运行问题处理：3、压板功能含义及投退方式智能变电站母差保护装置保护功能压板、GOOSE出口压板，失灵开入GOOSE接收压板，采样SV接收压板均采用软压板方式。硬压板仅有保护检修状态、远方操作（国网新六统一增加）两种。远方修改定值软压板、远方切换定值区软压板、远方控制软压板（国网三压板）为功能性压板，仅可在装置侧投退，不可远方遥控。此三压板为智能站所提出的要求。远方修改定值软压板:投入后监控、远动可修改装置定值；远方控制软压板:投入后监控、远动可遥控所有软压板；远方切换定值区软压板:投入后监控、远动可对定值区进行切换；功能软压板、SV、GOOSE软压板可在装置压板投退菜单进行投退，也可在后台进行压板遥控操作投退。装置采用就地最大化原则，无论装置是否处于远方状态，均可在装置侧操作压板和修改定值。只有在远方状态，后台才可进行压板遥控和定值修改。智能变电站的运行菜单结构图第二部分第二部分智能变电站继电保护装置的智能变电站继电保护装置的检修问题检修问题智能变电站的检修检修压板：智能变电站装置检修态通过投入检修压板来实现。检修压板为硬压板。检修压板投入时，装置应通过LED灯、液晶显示、报文或动作节点提醒运行、检修人员注意装置处于检修状态。装置检修的分类：分为合并单元检修、智能终端检修、保护装置检修、测控装置检修等。检修的影响：置于检修状态后的装置发出的报文置检修态，并能处理接收到的检修状态报文。2023/6/3,Slide 16智能变电站的检修一、智能变电站继电保护检修问题产生的背景：智能站保护与常规站保护的检修压板定义的异同：智能变电站继电保护装置检修常规继电保护装置检修检修压板不只是涉及到站控层通讯，还涉及到过程层检修。检修压板打上后站控层报文，过程层报文均至检修。检修压板只涉及站控层通讯，检修压板打上后，装置上送监控及远动报文至检修位。智能站存在保护设备，合并单元智能终端间的过程层光纤数据交互。智能站的二次回路除了与常规站相同的电缆回路，二次回路增加了新的内容和含义：SV，GOOSE通讯（SV，GOOSE虚端子连线及验证）也在智能站的二次回路范畴。检修压板打上不涉及出口及采样回路的检修。由于常规站二次回路为继电器及电缆组成的回路，回路的检修通过短接或断开对应电缆回路实现。智能变电站的检修一、智能变电站继电保护检修问题产生的背景：智能站检修的重点与难点：1.常规站的电缆二次回路为检修人员熟悉，相应检修规范成熟详细，检修人员经验丰富构成了常规战检修良好的体系结构。2.智能站为近年来刚刚普及推广的新技术，在变电站体系结构上发生了很大变化，智能站“三层两网”和下一代智能站“两层一网”概念的提出充斥我们的大脑。智能站的二次回路已在电缆二次回路的基础上增加了过程层虚端子的虚拟二次回路。3.近年来相应智能站的检修规范标准细则没有制定详细，很多地区依然使用常规站的检修规范在操作，这样导致规范与变电站实际不符合，存在隐患。智能变电站的检修一、智能变电站继电保护检修问题产生的背景：智能站检修的重点与难点：4.由于没有规范细则的出台，目前的智能站二次回路检修的光纤通讯部分依然过度依靠厂家完成。多数地区检修人员不清楚整个智能站的二次回路光纤分布回路图，不清楚虚端子的含义，不清楚光纤数据就近传递了哪些数据信号，认为光纤部分是通讯部分，按照传统综自站的思维模式应该由厂家完成。熟不知智能站的二次回路已悄然有实转虚，智能站大量的虚拟二次回路等着检修人员维护和定检。完全依靠厂家的思路需要改变。5.智能站已有重点科技项目转向规模化投产，运行、检修人员需要加强培训（包括自我培训和厂家培训等）。智能变电站的检修一、智能变电站继电保护检修问题产生的背景：智能站检修的重点与难点：6.由于没有国网标准细则的约束，我们只能依据国网QGDW 441 智能变电站继电保护技术规范和QGDW 396 IEC 61850工程继电保护应用模型中对智能站保护的要求进行验收和定检。国网也在制定针对智能站的设计规范和检修规范。相信不久细则就会出台。在细则没出台的过度时期各地区检修部门会依据各地实际情况要求厂家给与相应的技术支持，帮助完善检修细则。智能变电站的检修二、智能变电站继电保护检修的内容：物理层面检修1.检修装置的二次回路与常规站检修方式基本一致，只是检修范围更为广泛。包括合并单元、保护装置、测控装置、智能终端。2.检修光纤回路的光纤功率衰耗检修连接设备间的光纤功率衰耗是否在正常范围内检修装置对外发送和接收的光口功率衰耗是否在正常范围内使用光功率测试仪，或支持测试光功率衰耗的便携式测试仪测试。序号名称接口参数1光纤种类多模，波长820nm或者1300nm2光纤接口ST3发送功率-23dbm-14dbm4接收灵敏功率-33dBm5传输距离1.5km6光接收器饱和光功率-14dBm过程层通讯用接口参数：智能变电站的检修智能变电站的检修二、智能变电站继电保护检修的内容：数据链路层装置检修：1.点对点光口，组网光口一致性检测检测保护装置、合并单元、智能终端点对点每一个光口发送SV,GOOSE数据是具有一致性，GOOSE报文变位，SV数据发送信息是否具有一致性。可将多个端口接入网络分析仪，检测端口发送的数据各个参数的一致性，触发一致性，时间一致性。2.模型及配置一致性检测：规范版本校验，配置校验，确保SCD文件与下装装置的CID文件，SV配置文件，GOOSE配置文件的一致性检测；静态一致性检测，装置导出的CID文件版本号与SCD文件一致性，具有可追溯性；动态一致性检测，通过数字测试仪或SV、GOOSE网络分析仪检测装置发送和接收的数据是否与SCD文件建立的SV、GOOSE虚端子连线保持一致。智能变电站的检修一、智能变电站继电保护检修的内容：逻辑检修：保护装置、MU合并单元、智能终端的检修判别机制 状态合并单元不检修合并单元检修保护装置不检修正常判别检修异常，闭锁保护保护装置检修检修异常，闭锁保护正常判别状态智能终端不检修智能终端检修保护装置不检修正常出口检修异常，闭锁出口保护装置检修检修异常，闭锁出口正常出口互感器合并单元智能单元测控装置保护装置SMV 9-2GOOSEGOOSESMV 9-2检修压板投入单保护装置检修保护装置GOOSESMV 9-2计算机光数字测试仪网口联机光纤互感器合并单元智能单元测控装置保护装置SMV 9-2GOOSEGOOSESMV 9-2检修压板投入检修压板投入检修压板投入单间隔检修保护装置SMV 9-2合并单元常规测试仪电缆GOOSE智能终端电缆针对智能站各保护装置不停电检修的流程方案：智能变电站的检修智能变电站各保护装置、合并单元、智能终端间存大量SV，GOOSE虚端子数据连接，如何保证在不停电前提下进行单间隔装置的检修是一个重点难点。由于存在大量的虚端子连接，这些数据是虚拟的通讯报文，而不是常规站的实际开入开出节点，检修人员的调试手段由万用表调试模式转变为通讯报文的监听与检测模式，如何将微观虚拟报文转变为宏观数据是检修人员的迫切需求。于是一批光数字便携测试仪（光数字万用表）产生。通过SCD文件的虚端子配置表格可以在宏观层面确定装置间相互交互的光纤数据，明确虚端子网络体系结构。通过网络分析仪或数字便携测试仪等可以验证SCD虚端子配置和装置实际配置是否一致。从而成功的实现“光纤数字报文可视化”。明确了虚端子间数据联系后，我们根据各个装置间的联系，结合过程层检修逻辑判据，来制定出适合智能变电站不停电检修的顺序流程。针对智能站各保护装置不停电检修的流程方案：智能变电站的检修序号执 行安 全 措 施 内 容恢 复1检查线路保护装置及各侧合并单元，各侧智能单元正常无告警信息2退出母差保护所对应该支路的SV接收软压板3退出母差保护所对应该支路的GOOSE接收软压板4退出母差保护所对应该支路的GOOSE出口软压板5退出线路保护启动失灵GOOSE出口软压板6断开母差保护与该支路线路保护装置、合并单元、智能终端的光纤链路7MU线路合并单元检修硬压板投入8线路保护检修硬压板投入9线路智能终端检修硬压板投入一、线路间隔检修流程：针对智能站各保护装置不停电检修的流程方案：智能变电站的检修一、线路间隔检修流程：10该线路进入检修操作过程11检修操作完后退出保护功能软压板12退出GOOSE发送软压板13退出GOOSE接收软压板14MU合并单元检修硬压板15退出线路保护检修硬压板16退出智能终端检修硬压板17投入SV接收压板至投运状态18检查线路保护装置SV接收通讯状态恢复，采样幅值零漂正确19投入线路保护功能软压板至投运状态针对智能站各保护装置不停电检修的流程方案：智能变电站的检修一、线路间隔检修流程：20检查线路保护装置运行正常21投入GOOSE出口压板至投运状态22验证GOOSE发送报文正确无异常变位信息23投入GOOSE接收压板至投运状态24验证GOOSE接收光纤GOOSE报文与检修前一致，无异常变位报文25连接线路保护和母差保护的光纤26连接线路智能终端和母差保护的光纤27连接母差保护与合并单元的光纤28投入母差保护所对应该支路的SV接收软压板29投入母差保护所对应该支路的GOOSE接收软压板30投入母差保护所对应该支路的GOOSE出口软压板31检查母差保护装置各侧无差流，无告警信息序号执 行安 全 措 施 内 容恢 复1检查主变保护装置及各侧合并单元，各侧智能单元正常无告警信息2主变保护退出保护功能压板3退出各侧SV接收软压板4退出GOOSE出口压板5断开主变保护和母联智能单元及其他保护直连光纤6断开主变保护的组网光纤7退出母差保护主变支路SV接收软压板和接收主变失灵GOOSE软压板8断开母差保护和主变保护的光纤9断开主变合并单元和母差保护的光纤二、主变间隔检修流程：智能变电站的检修二、主变保护装置检修流程：智能变电站的检修10断开主变各侧智能终端和母差保护的光纤11投入各侧合并单元检修硬压板12投入主变保护检修硬压板13投入各侧智能单元检修硬压板14主变进入检修操作模式15检修操作完成后退出主变保护功能压板16退出SV接收压板17退出GOOSE出口压板18退出GOOSE接收压板19退出各侧MU检修硬压板20退出主变保护检修硬压板二、主变保护装置检修流程：智能变电站的检修21退出各侧智能终端检修硬压板22投入主变保护各侧SV接收软压板23检查主变保护装置各侧采样通道正常，采样幅值零漂正常24投入保护功能软压板，验证采样无差流25投入GOOSE出口软压板验证无异常GOOSE变位26投入GOOSE接收软压板27检测GOOSE接收光纤GOOSE动作信息与检修前一致，无异常变位28恢复主变保护的组网光纤29恢复主变保护和母联智能单元及其他保护直连光纤30恢复主变各侧MU和母差的光纤31恢复主变各智能终端和母差的光纤32投入母差保护主变支路投入压板和接收主变失灵压板33检查保护装置及各合并单元，智能单元是否恢复检修前状态序号执 行安 全 措 施 内 容 恢 复1检查母差保护装置及各侧合并单元，各侧智能单元正常无告警信息2投入母差保护检修硬压板3退出保护功能软压板4退出母差保护各支路SV接收软压板5退出GOOSE出口软压板6退出GOOSE接收软压板7拔掉母差保护的所有外部连接光纤（SV和GOOSE）8母差保护验证验证9验证完毕后退出母差保护功能压板三、母差保护装置检修流程：智能变电站的检修三、母差保护装置检修流程：智能变电站的检修10退出母差保护各支路SV接收软压板11退出GOOSE出口压板12退出检修硬压板13投入支路SV接收压板14所有SV接收光纤恢复，检查各个支路采样通道是否恢复，幅值零漂是否稳定15投入保护功能软压板至投运状态16投入GOOSE出口压板17投入GOOSE接收压板18验证各个GOOSE出口光口报文，确认GOOSE发送报文无异常变位19验证各个GOOSE接收光纤报文，确认GOOSE接收报文无异常变位20所有GOOSE光纤恢复至投运状态21检查母差保护装置及各侧合并单元，应与检修前状态一致三、母差保护装置检修流程：智能变电站的检修27投入GOOSE出口软压板28恢复主变保护的组网光纤29恢复主变保护和母联智能单元及其他保护直连光纤30投入母差保护主变支路投入压板和接收主变失灵压板31检查保护装置及各合并单元，智能单元是否恢复检修前状态第第三三部分部分运行与检修中的误操作案例运行与检修中的误操作案例分析及安全措施分析及安全措施母线合并单元误投检修的影响母线合并单元误投检修的影响对本合并单元的影响发送的报文为检修态，只处理检修态报文对间隔合并单元的影响级联后的电压值为检修态对线路保护装置的影响线路保护按PT断线处理，闭锁纵联和距离保护，开放复压闭锁对母差保护的影响母差保护按PT断线处理，开放两段母线电压复压闭锁对主变保护的影响主变保护按本侧PT断线处理间隔合并单元误投检修的影响 对本合并单元的影响发送的报文为检修态，只处理检修态报文对母线合并单元的影响将收到的正常母线电压置检修位对线路保护装置的影响闭锁线路保护所有保护功能对母差保护的影响闭锁母差差动保护思考：此时能否退出母差装置该间隔SV接收软压板？跨间隔保护装置，一次设备停运后后，才可退出对应SV接收软压板间隔智能终端误投检修的影响对本智能终端的影响发送的报文为检修态，只处理检修态报文对间隔合并单元的影响保持PT切换状态对线路保护装置的影响线路保护装置收到的位置信息保持为检修前状态，线路保护逻辑正常动作，但不能跳开断路器对母差保护的影响母差保护装置收到的位置信息保持为检修前状态，保护逻辑正常动作，但不能跳开该间隔断路器线路保护误投检修的影响对线路保护影响不能接收到正常的采样报文，闭锁所有的保护，发送的报文置检修态对智能终端的影响智能终端不能处理线路保护的GOOSE报文，仍可处理母差保护装置的报文对母差保护的影响不能处理线路保护的GOOSE报文母差保护误投检修的影响对母差保护的影响不能接收到正常的采样报文，闭锁所有的保护，发送的报文置检修对线路保护影响不能处理母差保护的GOOSE报文对智能终端的影响智能终端不能处理母差保护的GOOSE报文，仍可处理线路保护装置的报文不停电母线合并单元检修安措母线合并单元检修，该套对应所有保护相当于失压运行，根据情况选择是否投退该套和电压相关保护不停电间隔智能终端检修安措退出该智能终端所有出口硬压板退出该套线路保护所有GOOSE出口软压板、母差保护所有GOOSE出口软压板退出该套线路保护所有保护功能软压板、母差保护所有保护功能软压板投入该套母线保护、线路保护检修硬压板投入智能终端检修压板，对该智能终端进行检修试验 试验结束后，依次倒序恢复不停电间隔合并单元检修安措退出该套母线保护所有GOOSE发送软压板、功能软压板退出该套线路保护所有GOOSE发送软压板、功能软压板投入该套母线保护、线路保护检修硬压板投入间隔合并单元检修硬压板，对该合并单元进行试验。试验结束后，依次倒序恢复不停电线路保护检修安措退出线路保护所有GOOSE跳闸出口软压板、GOOSE接收软压板退出线路保护所有功能软压板退出线路保护SV接收软压板退出母差保护该间隔 GOOSE接收软压板投线路保护装置检修硬压板，对该装置进行检修试验 试验结束后，依次倒序恢复不停电母差保护检修安措退出母差保护所有GOOSE跳闸出口软压板、GOOSE接收软压板退出母差保护所有功能软压板退出母差保护所有SV接收软压板退出线路保护、主变保护来自母差的 GOOSE开入软压板投母差保护装置检修硬压板，对该装置进行检修试验 试验结束后，依次倒序恢复间隔合并单元检修，一次陪停安措退出该套母线保护此MU的SV接收软压板，该间隔GOOSE开入软压板投入间隔合并单元检修硬压板，对该合并单元进行试验。思考：某智能变电站220kV母差保护配置按现运行配置，现新增一个线路间隔。母差保护需要的安措和完成的工作？安措：退出母差保护所有GOOSE跳闸出口软压板、GOOSE接收软压板、SV接收软压板退出母差保护所有功能软压板退出线路保护、主变保护来自母差的 GOOSE开入软压板投母差保护装置检修硬压板母差保护相关工作结束后退出检修压板，并按要求恢复各软压板新增间隔压板按实际要求投退思考：某智能变电站220kV母差保护配置按现运行配置，现新增一个线路间隔。母差保护需要的安措和完成的工作？工作（检修状态下）：更新母差保护装置配置投入该支路SV接收压板，在该支路合并单元加相应电流，核对母线保护装置显示的电流幅值和相位信息；投入相应出口软压板开出传动，验证跳闸回路、启线路远跳回路的正确性；投入失灵开入接收软压板，核对GOOSE信息输入的正确性；保护功能逻辑验证，各间隔均需验证