CN103346497A - 智能变电站电气虚回路隔离方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电气虚回路隔离方法与系统，根据待测装置不同类型分别执行不同的操作实现不停电检修隔离，对于单台和单套设备，首先均通过调整二次设备到检修状态，之后待测装置的接收侧停止接收GOOSE报文，最后再根据单台和单套设备各自的特点进行进一步处理以实现待测装置中一、二次设备电气虚回路隔离，对于共网全站的设备，首先退出待测装置的出口硬压板，之后将共网下的所有智能操作箱设置到检修状态，这样操作可以避免大量投/退GOOSE软压板，不仅工作量少，同时亦可确保不会误跳运行开关。所以本发明电气虚回路隔离方法与系统可以高效、可靠的将需检修设备中的二次设备隔离，不需关联电力系统一次设备是否停电配合。

Description

智能变电站电气虚回路隔离方法与系统

技术领域

本发明涉及电力电网技术领域，特别是涉及智能变电站电气虚回路隔离方法与系统。

背景技术

在电力系统中的二次设备停电检修工作中，须将被检测设备从运行的二次回路中隔离开，这种做法有两个原因：1、在向被检测设备加入测试信息时，不应影响其它二次设备的运行，如在检修设备的电流回路、电压回路加输入交流量时，不会影响到其它二次设备；2、二次设备测试动作时，除出口至本间隔的停电的一次设备外，不应影响其他关联的运行中的一次设备。在传统的综合自动化变电站，上述的二次回路是电缆连接的可视的回路，可以用断开接线端子中间连片、解开电缆、断开跳闸连接片等方法实现。

通信网络取代了复杂的控制电缆。变电站的一次设备和二次设备间、二次设备之间均釆用计算机通信技术，一条信道可传输多个通道的信息。因此，二次接线将大幅度简化，二次设备不存在传统综合自动化变电站中的二次回路。二次系统结构继承了分层分布式变电站结构的优点，同时，由于高速以太网、新型传感器、智能断路器技术以及IEC 61850的实施，对变电站的体系结构产生了重大的影响。网络采用静态组播技术。站控层与间隔层网络组网方式采用冗余以太网架构；网络采用双星型结构、双网双工方式运行，提高网络冗余度，能实现网络无缝切换；网络主要传输MMS和面向通用对象的变电站事件（Generic Object Oriented Substation Event，GOOSE）两类信号。间隔层与过程层网络组网方式采用冗余以太网架构；网络采用双星型结构、双网双工方式运行，提高网络冗余度，能实现网络无缝切换；220kV电压等级及主变各侧GOOSE和SV分开组网，SV和GOOSE采用独立双套双网。20kV电压等级保护测控装置直接接入MMS网（20kV备自投接入双GOOSE网与双SV2网，20kV分段智能单元接入双GOOSE网）。单台二次设备的信息会在多台其他二次设备上共享，同时，单台二次设备停电检修可能影响多台二次设备的正常运行。

因此，基于可视的电气回路的二次设备的电气回路的隔离方法不适用与于能变电站中。

发明内容

基于此，有必要针对一般电气回路的隔离方法不适用智能变电站的问题，提供一种能够适用智能变电站的电气虚回路隔离方法与系统。

一种电气虚回路隔离方法，包括步骤：

识别当前待测装置的类型，所述待测装置的类型包括单台设备、单套设备和共网全站设备；

若所述待测装置类型为单台设备，则进行步骤：

退出所述待测装置出口硬压板，将二次设备设置到“检修”状态，退出接收所述待测装置GOOSE报文的相关装置的接收软压板，对所述待测装置中的级联交换机和非级联交换机进行单独停电检修；

若所述待测装置类型为单套设备，则进行步骤：

退出所述待测装置出口硬压板，将二次设备设置到“检修”状态，退出接收所述待测装置GOOSE报文的相关装置的接收软压板，退出公用设备的“间隔投入”压板，对所述待测装置中合并单元或者远程模块进行停电检修；

若所述待测装置类型为共网全站设备，则进行步骤：

退出待测装置出口硬压板，将所述待测装置对应的智能操作箱设置到“检修”状态。

一种电气虚回路隔离系统，包括：

待测装置类型识别模块，用于识别当前待测装置的类型，所述待测装置的类型包括单台设备、单套设备和共网全站设备；

单台设备检修处理模块，用于退出所述待测装置出口硬压板，将二次设备设置到“检修”状态，退出接收所述待测装置GOOSE报文的相关装置的接收软压板，对所述待测装置中的级联交换机和非级联交换机进行单独停电检修；

单套设备检修处理模块，用于退出所述待测装置出口硬压板，将二次设备设置到“检修”状态，退出接收所述待测装置GOOSE报文的相关装置的接收软压板，退出公用设备的“间隔投入”压板，对所述待测装置中合并单元或者远程模块进行停电检修；

共网全站设备检修处理模块，用于退出待测装置出口硬压板，将所述待测装置对应的智能操作箱设置到“检修”状态。

一种智能变电站电气虚回路隔离系统，采用如上述的电气虚回路隔离方法或包括上述电气虚回路隔离系统。

本发明电气虚回路隔离方法与系统，根据待测装置不同类型分别执行不同的操作实现不停电检修隔离，对于单台和单套设备，首先均通过调整二次设备到检修状态，之后待测装置的接收侧停止接收GOOSE报文，最后再根据单台和单套设备各自的特点进行进一步处理以实现待测装置中一、二次设备电气虚回路隔离，对于共网全站的设备，首先退出待测装置的出口硬压板，以保护共网全站最后一道控制线，之后将共网下的所有智能操作箱设置到检修状态，这样操作可以避免大量投/退GOOSE软压板，不仅工作量少，同时亦可确保不会误跳运行开关。所以本发明电气虚回路隔离方法与系统可以高效、可靠的将需检修设备中的二次设备隔离出来进行试验，而不需关联电力系统一次设备是否停电配合，整个检修过程中，单台二次设备停电检修不会影响多台二次设备的正常运行，所以本发明电气虚回路隔离方法与系统适用于智能变电站中。

附图说明

图1为本发明电气虚回路隔离方法第一个实施例的流程示意图；

图2为本发明电气虚回路隔离方法第二个实施例的流程示意图；

图3为本发明电气虚回路隔离系统其中一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，一种电气虚回路隔离方法，包括步骤：

S100：识别当前待测装置的类型，所述待测装置的类型包括单台设备、单套设备和共网全站设备。

在实际操作过程中，操作人员利用相关的设备或者根据自身的经验可以非常快速识别出当前待测装置的类型，一般来说在一个智能变电站中需要进行检修测试的对象主要有变电站里面的单台设备（如单台变压器），单套设备（如单套变压装置里面就包括有多台设备），以及整个智能变电站的共网全站设备。

若所述待测装置类型为单台设备，则进行步骤：

S200：退出所述待测装置出口硬压板，将二次设备设置到“检修”状态，退出接收所述待测装置GOOSE报文的相关装置的接收软压板，对所述待测装置中的级联交换机和非级联交换机进行单独停电检修。

当需对单台二次设备进行停电检修且不关联一次设备是否停电时，二次设备的安全隔离措施显得由为重要。继电保护传统硬接线信号可以通过设置硬压板来实现跳闸等信号的投入和退出，退出时有明显的断开点可以检查；投入时回路是否接通也可以通过仪表检查，在将GOOSE应用到继电保护以后，将面临如何实现设备运行检修“隔离”的问题。通常有两个步骤，第一步，采用GOOSE软压板解决检修问题，在检修时退出相关GOOSE的软压板，实现发送方与接收方相互隔离；第二步，由客户端根据上送报文品质的测试位Test判断报文是否为检修报文，并进行相应处理来解决检修问题。

第一步中，若采用传统压板断开信号传输的方式，则存在以下问题：用压板控制GOOSE报文中的全部数据，必须设置更多的GOOSE控制块分信号发送，大大降低了GOOSE的传输效率，同时也增加了组态模型配置难度，如果GOOSE传输的数据为1，退出压板时不发送GOOSE或不接收报文，但接受方的数据仍然为1，压板根本不起作用。第二步中，保护检修时，其检修状态由装置压板开入方式实现，当装置检修压板投入时，将上送报文品质的测试位Test置位，GOOSE接收端装置根据上送报文品质的测试位Test判断报文是否为检修报文并进行相应处理，将接收的GOOSE报文中的测试位Test与装置自身的检修压板状态进行比较，只有两者一致时才认为信号有效而进行处理或动作。该步骤要求保护装置检修时必须将检修压板状态上送客户端。

在实际应用中，为了保证安全措施布置的双保险，本发明电气虚回路隔离方法采取的方案是：

S220：退出所述待测装置出口硬压板。

对于开关智能操作箱或主变本体操作箱等有传统电气硬压板连接的跳闸回路，应首先退出待测装置出口硬压板。由于这是保护出口的最后一道控制线，采用的仍是传统出口压板，是电气量的回路，参照传统变电站的模式进行操作。

S240：将二次设备设置到“检修”状态。

二次设备装置本身置检修状态，即装置中检修位置“test”位置“1”，确保运行设备与待测装置不在同一状态。一般在检修状态压板操作后，会检查保护装置开入变位报文及相关指示灯，防止无效操作。

S260：退出接收所述待测装置GOOSE报文的相关装置的接收软压板。

退出接收本装置GOOSE量的相关装置的接收软压板，确保运行中的二次设备不接收测试中的GOOSE量。

S280：对所述待测装置中的级联交换机和非级联交换机进行单独停电检修。一般来说具体包括：

选取所述待测装置对应网络的母差保护装置，将与所述母差保护装置相联系的网络退出运行，配合对所述级联交换机进行单独停电检修。同一母差保护中的另一套网络可正常运行，无需特殊处理。

:选取所述待测装置对应间隔网络中与主保护相联系的网络，配合对所述非级联交换机进行单独停电检修。对于受影响的设备，还有一套网络可正常运行，无需特殊处理。

若所述待测装置类型为单套设备，则进行步骤：

S300：退出所述待测装置出口硬压板，将二次设备设置到“检修”状态，退出接收所述待测装置GOOSE报文的相关装置的接收软压板，退出公用设备的“间隔投入”压板，对所述待测装置中合并单元或者远程模块进行停电检修。

如单个间隔二次设备定检年限已到（包括保护、合并单元、智能操作箱、远端模块等）,可以不结合一次开关停电，单独对其中一套二次设备进行定期检验。

具体说来步骤S300包括：

S320：退出所述待测装置出口硬压板。

对于开关智能操作箱或主变本体操作箱等有传统电气硬压板连接的跳闸回路，应首先退出装置出口硬压板。因为这是保护出口的最后一道控制线，采用的仍是传统出口压板，是电气量的回路，参照传统变电站的模式进行操作。

S340：将二次设备设置到“检修”状态。

二次设备装置本身置检修状态，即装置中检修位置“test”位置“1”，确保运行设备与待测设备不在同一状态。在一般的操作过程中，检修状态压板操作后，应检查保护装置开入变位报文及相关指示灯，防止无效操作。

S360：退出接收所述待测装置GOOSE报文的相关装置的接收软压板。

退出接收本装置GOOSE量的相关装置的接收软压板，确保运行中的二次设备不接收测试中的GOOSE量。

S370：退出公用设备的“间隔投入”压板。

应在公用部分装置中将该间隔投入运行控制字置“0”，即将待检修设备退出运行，以免影响公用部分设备正常运行。

S380:对所述待测装置中合并单元或者远程模块进行停电检修。

合并单元或远端模块的装置停电检修应等同于电流检修，应同时将对应的母差装置退运配合检修。若故障处理时要求将对应母差保护装置中该间隔投入运行控制字置“0”，则应同时将对应的母差装置退运配合检修，以免母差保护差流越限。

若所述待测装置类型为共网全站设备，则进行步骤：

S400：退出待测装置出口硬压板，将所述待测装置对应的智能操作箱设置到“检修”状态。

结合单台装置的不停电检修隔离原则和双重化配置的单套设备不停电检修原则，提出一种共网全站单套设备不停电检修方法。此方法可验证同一网络中各个量的可靠性和准确性。如单停第一套网络检修，即将第一套网络上的所有保护、交换机、录波投入检修位置进行试验。同时可以保证第二套网络单独运行，不影响一次设备持续供电。当双套网络的设备轮流检修完毕后，再结合一次设备年度停电计划单独进行开关出口传动试验，即可保证整个二次回路的完好性。

这种检修方式所检验的项目全面到位，效率高，安全措施只需参考双重化配置的单套设备不停电检修原则，将本网下的所有智能操作箱置检修状态即可。这样操作可以避免大量投退GOOSE软压板，不仅工作量少，同时亦可确保不会误跳运行开关。

步骤S400具体包括：

S420：退出待测装置出口硬压板。

对于开关智能操作箱或主变本体操作箱等有传统电气硬压板连接的跳闸回路，应首先退出装置出口硬压板。因为这是保护出口的最后一道控制线，采用的仍是传统出口压板，是电气量的回路，参照传统变电站的模式进行操作。

S440：将所述待测装置对应的智能操作箱设置到“检修”状态。

需将本网络内所有设备对应的智能操作箱检修状态，即装置中检修位置“test”位置“1”，确保运行设备与待测设备不在同一状态。

如图2所示，在其中一个实施例中，当待测装置为单台设备时，所述步骤S260之后还有步骤：

S270：利用报文分析装置监测所述待测装置中的GOOSE报文，当所述GOOSE报文逻辑不正确时，终止操作。

如图2所示，在其中一个实施例中，当待测装置为单套设备时，所述步骤S360之后还有步骤：

S362：利用报文分析装置监测所述待测装置中的GOOSE报文，当所述GOOSE报文逻辑不正确时，终止操作。

在上述两个实施例中，运行的装置不接收待测装置的GOOSE量后，为了保证GOOSE报文逻辑的正确性，利用报文分析装置监测待测装置中的GOOSE报文，判断GOOSE报文逻辑的正确性，如果GOOSE报文逻辑正确则继续进行操作，如果GOOSE报文逻辑出现错误说明整个装置出现了严重的错误，应该立即停止操作。

在其中一个实施例中，所述报文分析装置为数字化录波装置或报文分析仪。

如图3所示，一种电气虚回路隔离系统，包括：

待测装置类型识别模块100，用于识别当前待测装置的类型，所述待测装置的类型包括单台设备、单套设备和共网全站设备；

单台设备检修处理模块200，用于退出所述待测装置出口硬压板，将二次设备设置到“检修”状态，退出接收所述待测装置GOOSE报文的相关装置的接收软压板，对所述待测装置中的级联交换机和非级联交换机进行单独停电检修；

单套设备检修处理模块300，用于退出所述待测装置出口硬压板，将二次设备设置到“检修”状态，退出接收所述待测装置GOOSE报文的相关装置的接收软压板，退出公用设备的“间隔投入”压板，对所述待测装置中合并单元或者远程模块进行停电检修；

共网全站设备检修处理模块400，用于退出待测装置出口硬压板，将所述待测装置对应的智能操作箱设置到“检修”状态。

在其中一个实施例中，所述单台设备检修处理模块和所述单套设备检修处理模块包括有：

GOOSE报文监测单元，用于利用报文分析装置监测所述待测装置中的GOOSE报文，当所述GOOSE报文逻辑不正确时，终止操作。

在其中一个实施例中，所述单台设备检修处理模块包括：

交换机处理单元，用于对所述待测装置中的级联交换机和非级联交换机进行单独停电检修，所述交换机处理单元包括级联交换机处理单元和非级联交换机处理单元；

所述级联交换机处理单元，用于选取与所述待测装置对应网络的母差保护装置，将与所述母差保护装置相联系的网络退出运行，配合对所述级联交换机进行单独停电检修；

所述非级联交换机处理单元，用于选取所述待测装置对应间隔网络中与主保护相联系的网络，配合对所述非级联交换机进行单独停电检修。

在其中一个实施例中，所述报文分析装置为数字化录波装置或报文分析仪。

一种智能变电站电气虚回路隔离系统，采用上述述的电气虚回路隔离方法或包括上述的电气虚回路隔离系统。

下面将详细说明本发明智能变电站电气虚回路隔离方法与系统应用前景与价值。

1．通过智能变电站二次设备的电气虚拟回路隔离技术的实施，为智能变电站的运维开展了有益的探索。

智能变电站是电网技术发展的必然趋势。近年来，通信、计算机、自动化等技术在电网中得到广泛深入的应用，并与传统电力技术的有机融合，极大地提升了电网的智能化水平。为智能变电站的保护、测控、在线监测、安稳、PMU装置等开创一套新的运维模式、智能电网二次设备的实践运用、改进起到先行先试的作用。

2．通过智能变电站二次设备的电气虚拟回路隔离技术的实施，积累智能变电站建设经验。

通过新变电站的建设和线检修技术的实施，状态检修等新的理念融入到电网工程建设中，提升了工程建设的管理水平，为3C绿色电网工程的标准设计规范、技术规范、施工及调试规范等相关技术标准的提供技术支持并积累了宝贵经验；将变电站新的运行维护管理模式转变带到新的高度。

3．通过智能变电站二次设备的电气虚拟回路隔离技术的实施，降低变电站运行维护成本。

根据智能变电站应用电子式互感器、SV、GOOSE组网等的特点，站内电流电压采样和开关量传输实现数字化，通过网络传输控制命令和告警信号，回路直流接地等故障和缺陷处理也大大减少，使得保护、测控装置的日常维护、定期检验工作量减少；一次设备的在线监测系统可实时监测设备状况，为状态检修工作提供依据，提高工作效率，实现减员增效。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电气虚回路隔离方法，其特征在于，包括步骤：

识别当前待测装置的类型，所述待测装置的类型包括单台设备、单套设备和共网全站设备；

若所述待测装置类型为单台设备，则进行步骤：

退出所述待测装置出口硬压板，将二次设备设置到“检修”状态，退出接收所述待测装置GOOSE报文的相关装置的接收软压板，对所述待测装置中的级联交换机和非级联交换机进行单独停电检修；

若所述待测装置类型为单套设备，则进行步骤：

退出所述待测装置出口硬压板，将二次设备设置到“检修”状态，退出接收所述待测装置GOOSE报文的相关装置的接收软压板，退出公用设备的“间隔投入”压板，对所述待测装置中合并单元或者远程模块进行停电检修；

若所述待测装置类型为共网全站设备，则进行步骤：

退出待测装置出口硬压板，将所述待测装置对应的智能操作箱设置到“检修”状态。

2.根据权利要求1所述的电气虚回路隔离方法，其特征在于，当待测装置为单台设备时，所述步骤退出接收所述待测装置GOOSE报文的相关装置的接收软压板之后还有步骤：

利用报文分析装置监测所述待测装置中的GOOSE报文，当所述GOOSE报文逻辑不正确时，终止操作。

3.根据权利要求1所述的电气虚回路隔离方法，其特征在于，当待测装置为单套设备时，所述步骤退出接收所述待测装置GOOSE报文的相关装置的接收软压板之后还有步骤：

利用报文分析装置监测所述待测装置中的GOOSE报文，当所述GOOSE报文逻辑不正确时，终止操作。

4.根据权利要求1或2或3所述的电气虚回路隔离方法，其特征在于，所述步骤对所述待测装置中的级联交换机和非级联交换机进行单独停电检修具体包括步骤：

选取所述待测装置对应网络的母差保护装置，将与所述母差保护装置相联系的网络退出运行，配合对所述级联交换机进行单独停电检修；

选取所述待测装置对应间隔网络中与主保护相联系的网络，配合对所述非级联交换机进行单独停电检修。

5.根据权利要求2或3所述的电气虚回路隔离方法，其特征在于，所述报文分析装置为数字化录波装置或报文分析仪。

6.一种电气虚回路隔离系统，其特征在于，包括：

待测装置类型识别模块，用于识别当前待测装置的类型，所述待测装置的类型包括单台设备、单套设备和共网全站设备；

单台设备检修处理模块，用于退出所述待测装置出口硬压板，将二次设备设置到“检修”状态，退出接收所述待测装置GOOSE报文的相关装置的接收软压板，对所述待测装置中的级联交换机和非级联交换机进行单独停电检修；

单套设备检修处理模块，用于退出所述待测装置出口硬压板，将二次设备设置到“检修”状态，退出接收所述待测装置GOOSE报文的相关装置的接收软压板，退出公用设备的“间隔投入”压板，对所述待测装置中合并单元或者远程模块进行停电检修；

共网全站设备检修处理模块，用于退出待测装置出口硬压板，将所述待测装置对应的智能操作箱设置到“检修”状态。

7.根据权利要求6所述的电气虚回路隔离系统，其特征在于，所述单台设备检修处理模块和所述单套设备检修处理模块包括有：

GOOSE报文监测单元，用于利用报文分析装置监测所述待测装置中的GOOSE报文，当所述GOOSE报文逻辑不正确时，终止操作。

8.根据权利要求6或7所述的电气虚回路隔离系统，其特征在于，所述单台设备检修处理模块包括：

交换机处理单元，用于对所述待测装置中的级联交换机和非级联交换机进行单独停电检修，所述交换机处理单元包括级联交换机处理单元和非级联交换机处理单元；

所述级联交换机处理单元，用于选取与所述待测装置对应网络的母差保护装置，将与所述母差保护装置相联系的网络退出运行，配合对所述级联交换机进行单独停电检修；

所述非级联交换机处理单元，用于选取所述待测装置对应间隔网络中与主保护相联系的网络，配合对所述非级联交换机进行单独停电检修。

9.根据权利要求7所述的电气虚回路隔离系统，其特征在于，所述报文分析装置为数字化录波装置或报文分析仪。

10.一种智能变电站电气虚回路隔离系统，其特征在于，采用如权利要求1-5中任意一项所述的电气虚回路隔离方法或包括权利要求6-9中任意一项所述的电气虚回路隔离系统。

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