220 kV智能變電站智能裝置問題及調(diào)試建議

張國輝，王 昕，井雨剛，劉延華，孫運濤，唐新建，王永波

（山東電力研究院，山東 濟南 250002）

0 引言

濰坊怡明220 kV智能變電站是我省第一個新建220 kV智能變電站，也是國網(wǎng)公司第二批智能變電站試點工程之一。該站于2010年12月26日正式開工建設，2011年10月31日送電投運。

怡明站采用了包括純光式電流互感器、電子式電壓互感器、低功率模擬小信號電流互感器等在內(nèi)的新設備、新技術，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集就地數(shù)字化、信息傳輸網(wǎng)絡化、信息共享標準化[1-2]。

1 智能裝置的特點

1.1 智能裝置之間采用光纖通信

怡明站智能裝置按照邏輯可劃分為過程層、間隔層、站控層三層智能裝置，過程層與間隔層裝置通過過程層網(wǎng)絡連接，間隔層與站控層裝置通過站控層網(wǎng)絡連接。

220 kV過程層采樣值網(wǎng)絡按點對點方式配置，GOOSE網(wǎng)絡配置雙套物理獨立的單網(wǎng)，GOOSE網(wǎng)絡、IEEE1588同步對時網(wǎng)絡合一。110 kV采樣值網(wǎng)絡、GOOSE網(wǎng)絡、IEEE1588同步對時網(wǎng)絡三網(wǎng)合一、共網(wǎng)運行。35 kV不設獨立的過程層網(wǎng)絡[3]。

各層智能裝置通過一套北斗/GPS互為備用雙授時、公用時間同步系統(tǒng)獲取同步。站控層裝置采用SNTP網(wǎng)絡對時方式，間隔層和220 kV、110 kV、35 kV過程層裝置采用IEEE 1588網(wǎng)絡對時方式。其中站控層裝置同時具備SNTP和IEEE 1588同步信號接收能力，間隔層、過程層裝置同時具備B碼和IEEE 1588同步接收能力[4-5]。

1.2 智能裝置不成熟

怡明站智能裝置廠家多，裝置不成熟，大部分沒有經(jīng)過掛網(wǎng)運行，設備運抵現(xiàn)場安裝后，現(xiàn)場調(diào)試驗收發(fā)現(xiàn)大量問題，使變電站投運延遲，其中智能裝置設備問題占絕大多數(shù)。

智能裝置本身功能不完善。220 kV母聯(lián)保護A，母聯(lián)同期測試時，兩側(cè)母線A相電壓只有一側(cè)能采到電壓頻率，另一側(cè)采不到電壓頻率；220 kV母聯(lián)、1號、2號主變高壓側(cè)開關采用三相聯(lián)動開關，但開關智能終端采用三相操作箱，BC相合閘回路將防跳回路短接，三個跳位監(jiān)視并接會分壓造成開關誤合；220 kV母差保護A母差保護收不到母聯(lián)斷路器位置信號，母差保護中母聯(lián)失靈保護、死區(qū)保護無法實現(xiàn)；110 kV所有線路測控裝置同期合閘功能存在缺陷，頻差閉鎖、壓差閉鎖不穩(wěn)定，閉鎖三次后閉鎖邏輯失效；110 kV所有線路保護測控裝置重合閘功能不完善，只能由開關跳位啟動重合閘，不能由保護啟動重合閘；110 kV賈悅線線路保護，距離保護A相、B相單相接地故障距離Ⅲ段不動作。35 kV母差跳35 kV開關時，只有線路開關能夠跳開，電容器、主變低壓側(cè)、站用變開關均無法跳閘。

智能裝置升級后部分功能無法實現(xiàn)。現(xiàn)場試驗發(fā)現(xiàn)智能設備功能問題后，智能裝置便需修改程序或者版本升級，但升級版本后的裝置沒有經(jīng)過嚴格的出廠測試，導致許多原來的許多功能反而無法實現(xiàn)，如：220 kV母線測控裝置升級后，部分刀閘、地刀無法操作；110 kV 2PT測控裝置升級后，2PT刀閘、地刀無法操作；110 kV線路保護測控裝置升級后，測控同期閉鎖合閘功能失效；35 kV間隔升級后，母差保護不能跳電容器、站用變，母差不能閉鎖線路重合閘；主變測控升級程序后，測控裝置無法下發(fā)指令，主變高壓側(cè)、中壓側(cè)中性點接地刀閘無法操作。

廠家間智能裝置互聯(lián)問題時有發(fā)生。怡明站設備運抵現(xiàn)場前，集成商曾進行過出廠聯(lián)調(diào)，由于當時出廠聯(lián)調(diào)時智能設備還沒有完全定型，聯(lián)調(diào)后大部分智能裝置都進行過版本升級，而且出廠聯(lián)調(diào)階段只對部分裝置進行調(diào)試，遠不能與現(xiàn)場系統(tǒng)調(diào)試相提并論。上述因素導致智能裝置間通訊協(xié)議執(zhí)行情況千差萬別。220 kV保護測控裝置信號校核時，監(jiān)控系統(tǒng)只能接收電壓合并單元發(fā)出的前兩次信號，第三次后的信號監(jiān)控系統(tǒng)不能正常接收，與線路及監(jiān)控裝置廠家進行溝通后，發(fā)現(xiàn)電壓合并單元發(fā)出的信號不帶時標，而監(jiān)控系統(tǒng)則是按時標進行接收，從而造成了監(jiān)控信號接收混亂。35 kV電流互感器精度試驗過程中，當查看35 kV母差保護采樣值時，發(fā)現(xiàn)母差保護的采樣值不穩(wěn)定，出現(xiàn)跳躍現(xiàn)象，同時母差保護出現(xiàn)差流，檢查后發(fā)現(xiàn)互感器廠家為了滿足母差對合并單元中額定延時的要求，將其額定延時由2 020 μs修改為1 720 μs，導致合并單元處理數(shù)據(jù)時間不夠，從而丟棄數(shù)據(jù)，造成采樣值不穩(wěn)。

智能裝置廠家對國網(wǎng)規(guī)范理解不同。220 kV母聯(lián)保護裝置做報文丟幀、序號跳變、失步試驗時，裝置只有在每秒4 000個點全部丟失、跳變、失步時才報警。220 kV線路保護到GOOSE檢修位時，裝置不告警。220 kV母線保護，雙AD采樣只判幅值，不判相位。SV異常試驗中失步和丟幀測試不報警。多個采樣值報文序號偏差測試不報警。

1.3 智能裝置廠家技術力量參差不齊

大部分廠家處于同一起跑線。傳統(tǒng)二次設備形成了以南瑞繼保、國電南自、北京四方、深圳南瑞、許繼電氣等幾個廠家為首的龍頭企業(yè)，其保護測控等二次裝置經(jīng)過嚴格入網(wǎng)測試，產(chǎn)品質(zhì)量過硬，在國內(nèi)占有很大份額。但智能變電站的建設將許多在傳統(tǒng)二次設備中不占優(yōu)勢的廠家與上述大廠家拉到了同一起跑線，這些廠家的智能裝置都面臨裝置不成熟，缺乏運行經(jīng)驗的同一個難題，都需要在試驗運行中不斷修改升級。在智能裝置逐步走向成熟的過程中，都要經(jīng)歷一個升級完善的階段。

廠家技術力量薄弱，現(xiàn)場技術服務人員缺乏處理經(jīng)驗。智能裝置帶來的另一個問題是廠家普遍缺乏有經(jīng)驗的、能夠勝任現(xiàn)場工作的服務人員。怡明站智能裝置的現(xiàn)場調(diào)試給廠家服務人員提供了良好的實習場所，許多熟悉常規(guī)保護的廠家人員面對怡明站智能裝置出現(xiàn)的問題也是束手無策，需要與研發(fā)人員不斷溝通。鑒于此，有的廠家直接派新手甚至剛參加工作的應屆畢業(yè)生到怡明站從事現(xiàn)場服務，他們?nèi)狈χ悄苎b置缺陷處理的經(jīng)驗，對裝置消缺工作帶來很大不便。許多問題只有等研發(fā)人員到達現(xiàn)場后才能解決。

1.4 測試缺乏相應技術標準及儀器設備

國內(nèi)沒有正式發(fā)布的可供依照的測試規(guī)范。當前智能站建設正在全面展開，山東2012年將新建兩百多座智能站，然而目前國內(nèi)尚沒有正式發(fā)布的可供依照的測試規(guī)范，這對于智能裝置測試試驗的標準化、程序化帶來了很大困難，不同測試人員對智能裝置的測試項目理解不同，使得智能裝置測試工作具有很大隨意性，測試項目差別很大。

現(xiàn)場校驗缺乏相應儀器設備，現(xiàn)有儀器功能尚不完善。目前智能變電站調(diào)試模式與常規(guī)變電站差別不大，均使用繼電保護測試儀進行裝置單體測試，怡明站智能裝置單體調(diào)試使用了國內(nèi)兩個知名廠家的繼電保護測試儀，這兩個廠家的測試儀功能各有側(cè)重，不盡相同。兩臺測試儀面對眾多廠家的智能設備，均不同程度地無法滿足調(diào)試要求，其中某測試儀廠家為適應現(xiàn)場調(diào)試還重新更換過版本。根據(jù)智能站網(wǎng)絡應用的特點，可以開發(fā)出適合智能站調(diào)試的試驗儀器，以減小現(xiàn)場調(diào)試工作量，增加工作效率。

2 智能站建設應重點關注的方面

出廠聯(lián)調(diào)。在目前智能設備不成熟的階段，智能站設備進行出廠系統(tǒng)聯(lián)調(diào)顯得尤為重要，在聯(lián)調(diào)階段，可以將所有二次智能設備按照工程要求組建，對整站SCD配置文件和裝置功能進行驗證，從而大大減少現(xiàn)場調(diào)試階段工作量。國內(nèi)已經(jīng)有部分單位建成了智能裝置系統(tǒng)調(diào)試實驗室，在實驗室進行過聯(lián)調(diào)的智能裝置，到達現(xiàn)場后只進行IP地址配置及裝置開入、開出傳動試驗。

現(xiàn)場調(diào)試。現(xiàn)場調(diào)試將變電站中存在的問題進行消缺處理，是智能站投運前的最后一次設備把關，事關智能站投運后的安全穩(wěn)定運行。這一階段需要測試智能裝置、協(xié)調(diào)設備廠家、督促相關人員進行系統(tǒng)消缺，工作量大，需成立專門的領導小組，需要各單位的支持與配合，為調(diào)試工作掃清障礙。

3 結語

本文就怡明站智能裝置出現(xiàn)的問題進行了分析，對當前智能變電站調(diào)試工作提出了建議，可為今后山東電力智能變電站的建設及調(diào)試提供參考。