韩卫恒，郝 伟，孙瑞浩

（1.国网山西省电力公司电力调度通信中心，山西 太原 030001；2.国网山西省电力公司电力科学研究院，山西 太原 030001）

0 引言

2013年1 0月，河南菊城500 kV智能变电站在站外短路试验时发生多套差动保护误动作事故,原因在于部分合并单元未采用国家电网指定实验室检测合格的产品，存在软件参数设置缺陷。为避免此类事故发生，国家电力调度通信中心要求各省电力调度通信中心牵头对所辖智能变电站合并单元、智能终端进行全面核查，对于未采用检测合格型号版本的合并单元、智能终端进行整改升级。

1 合并单元智能终端整改难点

截止2014年底，山西省投运智能变电站共59座，其中500 kV智能变电站2座，220 kV智能变电站18座[1]，110 kV智能变电站39座。面对如此大规模的二次设备改造工作，如何在保证电网安全可靠运行的基础上，制定合理、全面、高效的整改方案，是一个亟待解决的问题。

1.1 整改方式众多

各智能变电站所使用的合并单元、智能终端由于厂家不同，导致整改方式不尽相同。有的设备仅需要软件升级，有的需要更换插件，有的需要更换机箱或内部配线，有的需要更改智能电子设备IED（Intelligent Electronic Device） 的能力描述文件ICD（IEDCapability Description）。

1.2 整改工作衍生面大

合并单元、智能终端具备电气量采集、信号采集、位置上送、控制命令下放等重要功能，在智能变电站二次设备中起基础核心作用。在合并单元、智能终端升级整改过程中，相关间隔层、站控层二次设备的功能会受到影响。如果合并单元、智能终端的ICD文件因整改要求而改变，相关间隔层二次设备的IED实例配置文件CID（Configured IED Description） 会因全站系统配置文件SCD（Substation Configuration Description）的改变而改变，其CID文件须随合并单元、智能终端的整改而重新下装，相应互传试验也须在下装后重新进行。因此，合并单元、智能终端的整改工作已衍生到全站间隔层、站控层范围，整改后的验证工作繁重。

1.3 停电计划难以安排

合并单元、智能终端的整改工作不限于自身范围，已衍生至间隔层、站控层等二次设备，涉及范围很广；特别是对于跨间隔二次系统，某条支路合并单元、智能终端的整改往往会影响到整个系统，所以，多支路同时停电是最安全高效的选择；但是多支路同时长时间停电肯定会影响到电网的正常运行方式，对于电网的可靠运行构成潜在威胁。

1.4 二次隔离措施布置难度大

对于一次设备不能同时全部停运的智能变电站，在整改过程中，站内必然既存在运行支路，又存在停用支路。运行二次设备与停运二次设备之间必然要求在物理上进行隔离，才能保证整改过程中安全可靠。这就要求整改技术人员必须熟悉全站二次智能设备的信息流向，在升级、更换、验证的各个阶段谨慎布置二次隔离措施，避免合并单元、智能终端的整改过程中对运行设备产生不必要的影响。

2 合并单元智能终端整改技术方案

2.1 全站一次设备全部停运整改

全站一次设备全部停运后，如图1所示，二次系统每条支路的合并单元与智能终端可以同时进行升级整改，全站二次设备之间不必布置安全隔离措施。全部停运整改方案思路清晰，涉及危险点较少，改造过程较为安全，改造效率较高，能够保证在较短的时间内改造完成；全部停运整改方式能够对涉及多支路、多间隔的二次智能设备同时进行校验，避免了分间隔整改过程中试验无法周全的弊端。

全部停运整改缺点是，受制于调度运行方式、负荷潮流大小等电网运行要求，全部停运后影响电力系统正常方式运行。因此，仅适用于线路支路较少、承受负荷较轻、允许全部停运的智能变电站。

图1 全部停运整改方案示意图

2.2 按电压等级多支路同时停运整改

按电压等级多支路同时停运进行整改，停电范围较大，停电各支路的合并单元、智能终端能够同时进行整改工作，有利于效率提高。对于母线保护，由于涉及同一电压等级多条支路，利用此方案能够保证各支路合并单元、智能终端整改同时进行，避免了按间隔逐步停运时须做的安全隔离措施，有利于提高整改工作的安全性和效率。对于母线保护系统为单套配置的，应优先考虑使用此方案。

按电压等级多支路同时停运整改需要结合具体停电计划在主变压器保护系统中布置相应的二次安全隔离措施，包括间隔支路投入软压板，保护跳闸出口软压板、启动失灵软压板以及失灵联跳开入软压板等。

2.3 按支路间隔轮流停运整改

图2 按间隔改造方案（第一支路停）示意图

如图2所示，假如变电站有三条支路，三条支路按计划轮流停电，当第一支路首先停电后，停电支路内部可进行升级整改及相应互传试验，但停电支路如何与正在运行的母线保护系统实现虚端子验证，是按支路间隔轮流停运整改方式的难点。

对于双重化配置的母线保护，如果合并单元、智能终端的ICD文件变更，可采用A、B套母线保护轮停的方式进行母线保护装置CID文件配合性下装工作以及母线保护装置与停运支路合并单元、智能终端之间的互传试验。由于涉及到运行设备与停运设备之间的试验，升级阶段和验证阶段必须有各自的二次安全隔离措施作为保证。

按支路间隔轮流停电整改方式能够把停电范围缩小，停电计划能够随意选择。但涉及多支路的母线保护系统不能同时进行整改，因此按间隔逐停逐改过程中无法避免复杂繁琐的安全隔离措施。在合并单元、智能终端升级过程中，要避免停运合并单元、智能终端与正在运行的母线保护装置发生误传；当合并单元、智能终端升级后，在进行母线保护与停运间隔支路合并单元、智能终端之间的互传试验时，要避免母线保护误动作于运行支路相关二次设备。

2.4 A网和B网轮退整改

图3 分网整改方案（A网退）示意图

对于双重化的二次系统，整改过程中可采用A网、B网轮退整改方式。如图3所示，首先将A网的二次系统全部退出运行进行整改升级，其次将B网的二次系统全部退出运行进行整改升级。此方案的优点在于能够在一次设备不停电的时候进行，不影响电网运行方式；跨间隔母线保护系统各支路能同时进行整改，试验能够进行到位。但此方案最大的难点在于如何保证将A套、B套二次设备彻底隔离，避免改造时对运行设备造成影响。

A网、B网轮退整改时须做好的安全隔离措施主要包括，A、B套装置之间的二次回路、光纤、硬压板、空开、操作把手、屏柜、装置本身、交换机全部应有清晰的隔离标识，避免在整改过程中误操作运行设备；对于线路保护要注意与对侧的联系断开，避免本侧试验时影响对侧设备。

考虑A网、B网轮退整改安全隔离措施较复杂，建议仅当合并单元、智能终端进行软件升级，并不改动模型文件，不涉及回路或装置的更改，间隔层设备无须重新下装的情况下采用本方案。

3 结束语

合并单元、智能终端整改方案的选择必须结合待整改变电站的具体情况，包括智能组件的整改升级方式，变电站在电网中的地位，变电站一次接线方式影响、整改停电计划的安排以及整改技术人员力量等因素。整改方案应优先选择全站全部停运方式进行，可以保证安全和效率。对于枢纽性质的变电站，整改工作可选择逐步停电整改、双套分网整改、逐步停电与双套分网相结合的整改方案进行。合并单元、智能终端整改工作涉及范围较大，安全措施要求细致严谨，整改过程复杂危险，试验项目异常繁琐。这就需要整改技术人员必须提前做好准备工作和事故预想，熟悉二次信息流向及实现路径，清楚整改过程中每个阶段的二次安全隔离点，确保整改工作安全、全面、高效完成。

[1]郝伟，马振国，张群英．220 kV母线保护智能化改造方案的探讨[J].山西电力，2014（2）：1-5.