胡仁祥 林克祥
国网新疆电力有限公司吐鲁番供电公司 新疆 吐鲁番 838000
摘要：针对目前智能变电站存在的问题，某地区电网引入即插即用就地化线路保护进行试运行，制定并实施基于即插即用就地化线路保护的变电站的配置方案，对即插即用就地化线路保护试运行进行分析研究了，为即插即用就地化线路保护大规模推广提出了注意事项和优化建议。
关键词：即插即用；就地化线路保护；挂网试运行
0引言
2010年以后，电网公司在大量推广建设智能变电站，这使得智能变电站得到了快速发展，但相较于常规变电站，其也也面临了一些新的、未知的问题[1]。传统变电站改造升级为智能变电站，随着设备运行时间的增加，逐步暴露出了一些问题，如：（1）以前建造传统变电站，随着变电站逐步扩建，保护小室的屏位资源已非常稀缺，没有更多的屏位来支持传统变电站的大规模改造。（2）改造为智能变电站，使用光纤代替原常规保护，使得保护系统由于电缆的更换而变得更为复杂，若更改不彻底，智能配置文件配置不当会系统和设备的运行可靠性进一步降低。以照电网现行基建典设智能变电站建设模式，智能变电站的线路和元件保护装置仍然采用整屏更换，安装在原来的保护室，跳闸方式采用直采直跳。比较与常规保护而言，多芯电缆更换成了不带铠甲光缆或光纤，且增加合并单元和智能终端采样和执行设备。这样的设计对于技改来说，一是没有减少保护装置的占地面积、二是仍然采用元件和线路保护屏，保护装置未减少。反而，智能变电站的保护系统却额外的多出的采用和执行环节，使端子箱变大了，合并单元和智能终端的出现，其环境要求苛刻，实际上是降低了继电保护保护的可靠性。（3）在常规变电站改造中，建设的占地空间、光缆、电缆数量和种类、设备数种类和数量都没有明显的降低，不符合集约化和经济环保的建设要求。由于新增加了合并单位和智能终端，安装在户外智能组件柜中，使得二次设备防护等级降低，工作环境要求高，必须安装恒温设备，特别是新疆吐鲁番地区，夏季气温高，导致户外组件柜中的设备故障率逐年上升，检修复杂，多为更换设备，造成设备停电时间增长，保护人员工作量增长。
为解决常规变电站改造的出现的上述问题，需要一种新的快速可靠、便于运行维护的继电保护新技术运用，某地区电网选用就地化即插即用保护装置试运行。就地化保护不用组屏，直接就地安装，有效解决传统变电站保护小室面积不够的最大难题。保护的采样及开入直接采用传统电缆，由于安装位置就在一次开关场，电缆长度大大缩短，即节约了材料，又有效解决一些长电缆对地放电导致保护误动的问题。就地化保护直接户外露天运行，防护等级达到IP67，整体成型，采用航空电缆插头，安装维护方便。
1 就地化线路保护方案简介
就地化线路保护（即插即用）主要遵循以下三个简单原则，一是使保护装置简单、二是使二次回路简单、三是使保护装置维护简单；同时充分利用现有智能变电站数据共享优势，优化保护装置开入和开出数节省电缆，减少二次设备类型和分类，提高装置的通用性和适用性[2]。
就地化线路保护（即插即用）的变电站二次系统由站控层、间隔层、过程层设备、通信网络和二次安全防护设备共同组成。站控层设备有后台监控主机、数据通信网关机、数据服务器、综合应用服务器、同步向量测量装置、正反向隔离和电能量采集终端等；间隔层设备有线路保护装置、就地化保护智能管理单元、站域保护装置、故障录波装置、网络记录分析装置、测控装置及电能表等；过程层设备包括操作/智能组件等。
.png)
由于就地化保护取消了间隔的旁的智能组件柜（内含合智一体设备），取消了过程层交换机和保护液晶面板，仍然遵循IEC 61850协议和以及保持“三层两网”，使得就地化保护在此基础上得到了精简和优化。
2 就地化线路保护接线
新疆吐鲁番地区为低海拔，每年4-10月高温炎热，温度在45℃左右、地表温度可达70℃，且强风沙尘天气多发。
选取220千伏交河变220千伏河园线间隔处，挂网试运行就地化线路保护装置，采用光纤复用通道。在主控室内安装保护管理单元屏一面，实现保护信息采集。安装复用接口装置屏一面，用于保护装置光纤复用通道连接。
.png)
如图1所示，在220千伏河园线线户外端子箱旁边新建就地化线路保护端子箱。按线路保护接线，考虑未试用设备，本期不考虑将保护跳闸开出接入操作箱跳闸回路，即不跳闸及不重合闸，只将220千伏河园线保护动作、重合闸动作信息接入220千伏吸纳了故障录波装置。将就地保护装置运行异常，装置故障告警、复用接口装置异常开入等信号接入站内220千伏公用测控装置，并将这些信息通过远动装置上传调度监控端和后台监控机，实现数据实时监控，且开出信号均使用电缆接入。
3 就地化线路保护配置
线路两侧配置一样，单侧采用无防护保护支架安装在本间隔户外端子箱处。主控室配置1面管理单元屏，内含保护管理单元1台，服务器1台，显示器1台，交换机1台。
4 就地化线路保护运行情况
.png)
从图2可以看出，在无防护安装情况下，装置温度与环境温度的关系。环境温度升高，导致就地化线路保护装置的平均温度比环境高约20℃。当环境湿度下降后，装置急速散热，装置可靠运行。
运行期间，线路无故障。在高温期间模拟线路保护区内发生单相接地故障时，就地化线路保护装置能够正确选相动作，发生多相故障时能正确三跳，发生区内故障的整组动作时间为6ms～25ms，此时间满足就地化保护方案的快速动作的初衷。线路保护区外发生瞬时金属性故障，保护装置未发生误动。
5 结语
220千伏河园线就地化线路保护设备，安装在本间隔一次设备旁，就近通过多芯电缆直采直接跳方式，减去了智能变电站中的合并单元和智能终端等中间传输环节，极大的提高线路保护的四性，即速动性与可靠性。通过220千伏河园线就地化保护试运行几个月来，积累了经验也发现几个问题及优化建议，这是大规模推广就地化保护亟待解决的问题。
（1）屏蔽接地问题
①优先选用热镀锌材料的槽盒，槽盒双端接地。并将预制电缆、光缆放于内部。
②保护装置的接地不能直接接入槽盒内，而是采用装置外壳与站内主接地网相连，且接入槽盒外。
③预制多芯电缆铠装层接地时，使用主接地网，单端接地。
④预制多芯电缆屏蔽层在装置侧与就地化保护机箱外壳接地；屏蔽层在端子箱侧与主接地网相连。
⑤支架的接地线不能在槽盒内。
（2）优化建议
①在更换就地化保护装置时，光纤的航空插头因“头部”较重，易弯折，建议在航空插头附近设置固定位置，建议在保护支架光缆连接器附近设置挂钩。
②更换就地化保护装置时，由于上方装置和保护支架的遮掩，视觉上不易观察到航空插头的卡扣位置，建议在连接器外部根据色别做有明显标记，便于更换。
参考文献
[1]杨志宏,周斌,张海滨等.智能变电站自动化系统新方案的探讨[J].电力系统自动化,2016,40(14):1-7.
[2]刘颖.智能变电站全寿命周期“即插即用”技术体系的研究与应用[J].电力系统保护与控制2015,43(22) :23-28.
[3]周张伟,吴雪峰,杜悠然.智能变电站扩建接口方式的实践[J].浙江电力,2016,35(7) :20-23.
[4]裘愉涛,王德林胡晨,等.无防护安装就地化保护应用与实践[J].电力系统保护与控制,2016 ,44(20):1-5.
[5]李斌,马超,贺家李,等.基于IEC 61850的分布式母线保护方案[J].电力系统自动化,2010,34(20) :66-70.