数字化变电站间隔层联锁的应用.doc

1、1数字化变电站间隔层联锁的应用摘要：随着光纤通信系统和网络技术的发展，变电站综合自动化技术进入了全数字化的新阶段。简要分析了数字化变电站的主要技术特征，阐述了数字化变电站对间隔层保护装置的基本要求。 关键词：数字化变电站；IEC 61850；间隔层；保护装置；硬件设计 中图分类号：TM411+.4 文献标识码：A 文章编号： 引言 数字化变电站标准 IEC61850 中，变电站自动化系统在逻辑上被分为三层，分别为站控层、间隔层和过程层。变电站自动化系统在不同层次完成相应功能。随着 IEC61850 规范的应用，也带来了许多关于变电站防误闭锁的新方法。本文所述的间隔层联锁即工作在间隔层设备之间，

2、由间隔层设备完成联锁所需信号的发送、接收和逻辑运算，从而闭锁或开放相应的操作。间隔层联锁最大的特点就是在间隔层实现全站级的联锁逻辑运算，间隔层设备之间可以交换信息。站内监控后台对一次设备的操作可以一键完成，取消与目前常用五防逻辑的交互过程，缩短操作时间。 1 数字化变电站的主要技术特征 1.1 互感器采集数字化网络化 数字化变电站最基本的特征是采用数字化电气量测试系统采集电流、电压等电气量，实现一次、二次系统电气上有效隔离，从而实现常规变2电站装置冗余向信息冗余的转变,为信息应用集成化提供基础。 目前电子式互感器数字接口有两种：采用以太网（电口或光纤） ，即用同步脉冲得到时间连续的一次电流和电

3、压及抽样信号；采用光纤传输系统或铜线型传输系统，用同步脉冲法或内插值法得到输出信号。以太网因具备应用广泛、成本低廉、 通信速率高，符合变电站通信开放性、统一性、数字性、透明性的趋势要求,成为数字化变电站通信体系的首选媒介。 1.2 系统建模标准化 IEC 61850 确定了电力系统的建模标准，为变电站自动化系统定义了统一、标准的信息模型和信息交换模型。主要特点有： 1)实现智能设备的互操作性。采用对象建模、抽象通信服务接口以及设备自我描述规范，使变电站自动化功能在语法和语义上都得以标准化，并使功能完全独立于具体的网络协议，进而实现了智能设备的真正的互操作。 2)采用基于 XML 的变电站配置语

4、言对设备功能、系统配置以及网络连接进行描述、存储、交换、配置和管理，更加有利于系统的维护、配置和工程实施。 2 间隔层联锁的实现 传统的微机五防系统，在站控层设有五防主机（也可以与监控后台工作在一台电脑上） ，联闭锁逻辑由五防主机根据监控后台采到的各间隔装置的数据完成计算，闭锁或开放监控后台的遥控操作。而间隔层联锁的功能由间隔层设备来完成，一般由各间隔的测控装置或保护测控一体3化装置来实现。运行调试人员根据已有的联锁逻辑，对间隔层设备进行配置或编程，下载到间隔层设备，由该设备进行联锁逻辑运算，根据运算结果开放或闭锁相应控制对象，同时还可以提示用户联锁运算结果或出错信息。 间隔测控装置所实现的联

5、锁功能中，输入为本装置开入、模拟量或其他一些数字量；还可能包括间隔层其他装置的信息，比如需要本间隔某保护装置的软压板状态，或需要其他间隔开关或刀闸的状态。输出对本装置控制对象的闭锁与否（允许操作与否） 。 3 间隔层功能分析 间隔层处于变电站层和过程层之间，需要同时与变电站层和过程层进行通信，如图。间隔层要从过程层的电子式电流互感器和电子式电压互感器等设备中采集实时电流电压等采样值信息，将变电站层的命令如跳闸、闭锁等信息传输给过程层；同层之间要相互传输闭锁、解锁、跳闸、报警等信息；从变电站层接收对时、控制、查询、参数设置等命令，还要向变电站层上报日志、报告、故障等信息。 4 扩建间隔的解决方案

6、 间隔层联锁是由间隔设备，主要是间隔测控装置来完成的，对于每一个间隔，本间隔开关刀闸状态可以直接取到，跨间隔信号则需要 GOOSE 传送。待扩建间隔或检修间隔的开关刀闸状态是没有办法在 GOOSE 网上传送的(因为可能没有装置或者装置没有上电)，这就要求需求侧测控装置进行处理，即接收方处理。 44.1 发送端处理 为验证其它间隔联锁逻辑的正确性，对已带电运行间隔作开关刀闸传动是不可能的，可以采用模拟发送的办法来达到验证逻辑的目的。 4.2 接收端处理 母线间隔的接地刀闸分合逻辑需要所有线路间隔的开关、刀闸状态。一般情况下，变电站建设会分几期建成，所以，待建线路间隔的开关、刀闸状态母线测控装置是

7、不能得到的。目前的作法是，待建间隔的状态不参与母线接地刀闸的联锁逻辑运算，新间隔扩建后，再对母线接地刀闸重新修改联锁逻辑，下载到装置运行。逻辑的修改需要重新验证其正确性。即便发送方可以模拟各种开关刀闸状态，也增加了很大的工作量。4.3 简便配置及调试的方法 间隔层联锁最大的特点就是联锁逻辑由间隔层测控装置完成，包括联锁配置文件的解析，联锁逻辑的运算，联锁结果的输出，联锁过程错误提示都由间隔层的装置来完成。间隔层装置一般有一个独立的 GOOSE 配置，实现接收的 GOOSE 信息与联锁变量的关联。GOOSE 信息的配置常见的是在 SCD 文件配置中完成。目前多数制造商的产品对于联锁所需要GOOS

8、E 变量都是需要另外单独配置一个 GOOSE 文本来完成，在每个装置的 GOOSE 文本中，包括该装置发送的 GOCB 信息和需要接收的 GOOSE 的变量与本装置内部变量的关联信息。配置工作繁杂，更新配置后需要重启装置。 5 结束语：IEC 61850 系列标准为开放式数字化变电站自动化系统平5台的建立提供了通信基础和理论基础。光 PT、光 CT 技术和光纤以太网通信技术的发展给变电站自动化系统展现了美好的未来，但如何使传统装置继电保护技术和现代通信技术、现代工程软件技术更有效的结合是摆在每个继电保护工作者面前的新问题。作者通过对间隔层全数字化微机保护装置的硬件和软件的基础研究和测试，提供一个适应数字化变电站技术发展要求的硬件平台，给进一步的软件测试和实现工程应用提供坚实的基础。 参考文献: 1 龚建平等.IEC 61850 标准和变电站程序化操作技术的应用 . 广东电力,2009.1 2 黄文韬. 对变电站实现程序化操作的探讨. 继电器,2008,36(22).3 郑博明等. 变电程序化操作的设计与实现 . 电力系统自动化,2006,30(9).