110kV开关站综保系统二次设备清单与组屏要点

开关站的主接线特点是母线分段多、进出线间隔密集，站内一般不设主变压器，电能进来以后直接分配给各回出线，或者再送往下一级降压站。这个特点决定了110kV开关站综保系统的保护配置重点不在主变，而在母线、母联和进出线。母线是开关站的枢纽，母线一旦故障就是全站失电，检修和恢复供电的代价远大于单条线路故障，所以母线保护和母联保护的可靠性要求比一般变电站更高。

架构上，110kV开关站综保系统仍然是分层分布式的路子，分站控层、间隔层和通信网络三层。站控层放监控主机、远动通信装置、卫星时钟服务器和网络安全监测装置；间隔层放各间隔的保护测控装置以及公用测控装置；两层之间用双网冗余的站控层网络连接，规约走 IEC 61850 或者 IEC 60870-5-103/104。分层分布式的价值在于间隔层设备能独立完成本间隔的保护和测控，站控层网络出问题不影响保护动作和就地操作。开关站普遍按无人值守设计，运维人员不在现场，这一条比在常规有人值班站里更要紧。

实际项目中遇到的第一个偏差，是拿常规变电站的综自清单直接套到开关站上。常规站里主变保护占了大头，开关站没有主变，这部分预算省下来以后应当加到母差保护和母联测控上。母差保护的间隔数、失灵保护的出口矩阵、母线电压的并列逻辑，这三项在开关站里才是真正的工程量所在。我公司的110kV变电站综合自动化系统本身就覆盖 110kV、35kV、10kV 三个电压等级，开关站项目是在这个平台上做间隔配置的增减，不需要另起一套架构，点表和后期的备品备件也能统一。

110kV 开关站综保系统的间隔层设备，按母线、母联、线路三条线来配。母线这条线配母线差动保护装置和断路器失灵保护，母差要覆盖全部母线段以及所有带电源的间隔，出口矩阵要把每一段母线对应到正确的断路器上，这一项在图纸会审时就要逐格核对，现场改矩阵比改定值麻烦得多。线路这条线，110kV 出线一般配光纤电流差动加距离保护，重要出线按双套配置，双套之间直流电源、CT 二次回路和跳闸回路都要分开，不能共用一个电源空开。

母联这条线是开关站里最容易被低估的部分。母联兼作分段开关，正常运行时两段母线分列，一段故障时要把非故障段保住。按照选型手册的归类，这类设备属于继电保护大类下的母联保护测控装置，要完成分段开关的三段式过流保护和测控，同时承担母联备自投的逻辑判断，判断母线失压以后是否具备合闸条件。母联备自投的闭锁条件必须整定清楚，两段母线都有压、任一段母线 PT 断线、手跳闭锁、母联开关位置异常，这些条件漏掉任何一条，都可能造成非同期合闸或者不必要的停电范围扩大。

公用测控部分承担母线电压、PT 并列、全站信号复归、告警信号灯驱动这类公用信号的采集和执行。开关站的间隔数量多，开入量往往比同规模的变电站更大，按开入路数倒推型号比按屏位倒推更稳妥。我公司的综合测控装置提供128 路开入、32 路出口矩阵、4 路母线电压采集、2 路开口三角电压、3 路测温回路，配套双以太网加单 RS485，支持 B 码和 SNTP 两种对时，通道数在多数开关站项目里够用，不需要再加扩展装置就能把母线电压并列和全站信号收齐。

表：110kV 开关站间隔层设备典型配置

表里的通道数是典型值，实际项目要按间隔数量核对。出线特别多的开关站，公用测控的开入可能超过 128 路，这时候要么加一台测控装置按电压等级分开采集，要么把部分非关键信号合并接入。这个判断放在设计阶段做，比现场临时改线省事得多。

110kV 开关站综保系统的站控层，核心是三样东西：监控、远动、对时。监控部分配监控主机和操作员工作站，按双机配置，同时接入微机五防逻辑，遥控命令必须经过五防校验才能出口。无人值守站还要预留调度端的远方遥控权限，本地权限和远方权限的划分要在验收文件里写清楚，避免现场出现两边同时操作同一条开关的情况。

远动通信装置通常按安全区 Ⅰ 区、Ⅱ 区双套配置，一区走实时业务，二区走非实时业务，两套装置的通信规约和点表要保持一致。与调度主站通信走 IEC 60870-5-104 的时候，点表质量直接决定遥测遥信的上送合格率，调试阶段要做全点核对，不能只抽几个测点看看数值对不对。站内如果有大量 RS485 接口的老设备，用通讯管理机做规约转换就能把它们接进来，把 Modbus 或者 103 规约转成 104 或者 61850，不需要把在运设备整批换掉。

对时在开关站里不是小事。故障录波、保护动作报告、SOE 事件记录这三项功能都依赖统一的时间基准，如果各装置的时间差到秒级，事故分析时根本串不出正确的动作顺序。站内配卫星时钟服务器，GPS 和北斗双模接收，通过 IRIG-B 码或者 SNTP 给全站设备对时。B 码对时的精度可以做到微秒级，故障录波器和保护装置建议走 B 码，交换机、后台这类对时间要求不高的设备走网络对时就行。站控层网络按 A、B 双网冗余配置，任一张网故障时切换时间控制在 50 毫秒以内，远动装置和交换机也要按冗余配置，单点故障不能导致全站与调度失联。

调度数据网和二次安防是 110kV 开关站综保系统并网验收时电网公司查得最细的部分。安全策略按安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证这十六个字执行，落地到设备上就是一组固定的配置：纵向加密认证网关负责调度报文的加密和双向身份认证，防火墙负责安全区边界的访问控制，入侵检测和网络安全监测装置负责异常行为发现与上报，单向隔离装置负责生产控制大区与管理信息大区的物理隔离。纵向加密认证网关是整套体系的核心，它串接在数据通路上，一旦断电这条业务通道就中断，所以供电必须接 UPS 并且做双电源。

调度数据网要求双平面配置，A 平面和 B 平面在物理上分开，各自独立路由，任何一套故障都不能影响另一套接管。两台路由器、两组交换机、两组纵向加密网关分别归属两个平面，现场调试时最常见的坑是两个平面的加密网关证书或者网段配置不一致，结果是 A 平面通了 B 平面不通。并网前必须做双平面切换测试，断开其中一个平面，确认另一个平面能无缝接管，这项测试在采购合同里就要写明，别等到验收当天才提。

光端机屏和综合配线架屏是物理层的承接。SDH 光端机把站内的以太网业务、2M 电路和调度电话复用成一路光信号，送到调度通信中心，622M 带宽对单个 110kV 开关站来说够用并且留了扩容余量。配线架屏里的 ODF、DDF 和音频配线架分别是光纤、2M 同轴和音频线的成端跳接点，这三处的施工质量直接决定通信链路能不能长期稳定运行。这部分组网做法可以参考调度数据网与二次安防通讯屏的设备清单与连接关系，两个应用场景是相通的。

组屏是 110kV 开关站综保系统设计成果落地的收口环节。屏柜划分一般按间隔层和站控层分开，开关站没有主变保护屏，屏位可以省出来给母差屏和公用测控屏。同一面屏里如果既有强电回路又有弱电回路，走线要分槽，电缆屏蔽层按单端接地处理。屏内接地铜排要单独引接到接地网，不能和屏柜外壳随意搭接，这一条在验收时会被专项检查。

表：110kV 开关站二次设备组屏清单（典型）

调试阶段有几个问题出现的频率很高。母联备自投的闭锁条件没有逐条验证，只做了正常切换试验，结果 PT 断线时误合闸；双平面切换测试被省掉，投运后才发现 B 平面不通；光缆熔接损耗超标，刚投运时能通，运行一段时间后误码率上升，所以熔接损耗、2M 接头压接、音频线对号这三项要逐项记录；对时没有做全站核对，录波文件的时间戳对不上，事故分析时只能靠人工推。这几项工作都不复杂，难的是有人盯着逐条做完。

110kV 开关站综保系统的配置，说到底是在分层分布式的架构上把三件事做扎实：间隔层的通道数量按间隔数倒推、站控层的监控远动对时按双套冗余配置、二次安防按双平面独立组网。开关站实现无人值守的前提是二次系统足够可靠，任何一个环节省下来的成本，终究都会在运行阶段还回去。