智能變電站二次系統(tǒng)的調(diào)試方法

肖碩霜 晉龍興

摘 要：智能變電站是新興的能實(shí)現(xiàn)站內(nèi)智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電站。研究智能變電站二次系統(tǒng)的調(diào)試方法對(duì)變電站運(yùn)維和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行有重要意義。文章對(duì)比智能站與傳統(tǒng)站的區(qū)別，對(duì)智能站調(diào)試工具及二次系統(tǒng)調(diào)試流程做了分析。

關(guān)鍵詞：智能變電站；調(diào)試；單體

1 智能變電站及調(diào)試特點(diǎn)

智能變電站采用可靠、集成的智能設(shè)備，通過(guò)全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化可自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)等功能[1，2]。智能站自動(dòng)化系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上分為站控層、間隔層和過(guò)程層。與傳統(tǒng)站相比，物理上它基本取消了硬接線，故在調(diào)試和維護(hù)上產(chǎn)生了較大差異。因此，對(duì)其調(diào)試方法的研究對(duì)變電站運(yùn)維及電網(wǎng)安全意義重大[3]。

相較傳統(tǒng)站，智能站調(diào)試具有如下特點(diǎn)：（1）站控層協(xié)議由IEC 61850替代原來(lái)的103或104。（2）過(guò)程層GOOSE實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量信號(hào)采集、傳輸及跳閘功能。（3）過(guò)程層SV實(shí)現(xiàn)模擬量采樣及傳輸，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和共享。（4）傳統(tǒng)站為電纜連接，只要電纜連接正確就可保證回路正確；但智能站僅光纖連接正確并不能保證設(shè)備間通信正常，還需要調(diào)試人員掌握通信規(guī)則。（5）智能站設(shè)備交互信息由全站二次設(shè)備配置（SCD）文件描述。

2 智能變電站調(diào)試

2.1 調(diào)試方法與流程

智能站與傳統(tǒng)站調(diào)試原理根本上是一致的，但調(diào)試方法不同：調(diào)試手段由電氣檢測(cè)變?yōu)橛删W(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備抓取報(bào)文分析；測(cè)試儀器由電氣量試驗(yàn)儀變?yōu)閿?shù)字化試驗(yàn)儀；調(diào)試人員需要掌握SCD文件的解讀，需要掌握基本通信報(bào)文的分析，需要了解交換機(jī)工作機(jī)理。

智能站調(diào)試流程分為：（1）組態(tài)配置及設(shè)備下裝配置，即完成變電站SCD文件及IED設(shè)備的配置。（2）系統(tǒng)調(diào)試分為單體調(diào)試和分系統(tǒng)調(diào)試，其分別為完成IED單體功能的驗(yàn)證性試驗(yàn)和完成IED之間系統(tǒng)功能驗(yàn)證性試驗(yàn)。（3）現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試需完成通信鏈路檢驗(yàn)和傳動(dòng)試驗(yàn)。前者要測(cè)量光纖回路的光功率，保證物理連接正確、可靠，邏輯鏈路可監(jiān)視。后者要完成一二次設(shè)備閉環(huán)驗(yàn)證性試驗(yàn)。

2.2 二次系統(tǒng)集成調(diào)試

集中集成測(cè)試是目前智能站調(diào)試的重要特點(diǎn)，它利用了土建工期完成了設(shè)備的功能性試驗(yàn)，節(jié)省了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試周期；規(guī)范了設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)，把住了新設(shè)備入網(wǎng)關(guān)，保證了變電站的安全可靠性。

2.2.1 合智終端測(cè)試

該測(cè)試重點(diǎn)為檢查輸出與配置相符、合并單元雙AD輸出一致性、合并單元級(jí)聯(lián)同步性、母線電壓并列、切換功能、開(kāi)入開(kāi)出功能及智能終端動(dòng)作時(shí)間。

首先用常規(guī)繼電保護(hù)試驗(yàn)裝置（+PT/CT模擬器）給合并單元加模擬量，電壓合并單元、間隔合并單元按照工程應(yīng)用連接，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量SV幅值/相位精度，同時(shí)分析雙AD數(shù)據(jù)的一致性、發(fā)送間隔均勻性和絕對(duì)延時(shí)準(zhǔn)確度。隨后給電壓間隔合并單元接入一組母線電壓，將電壓并列把手撥到兩母線并列狀態(tài)，觀察面板是否同時(shí)顯示兩組母線電壓，并且幅值、相位和頻率均一致。光纖中斷信號(hào)應(yīng)正確且應(yīng)置相應(yīng)通道數(shù)據(jù)無(wú)效。數(shù)字試驗(yàn)儀發(fā)控制命令，檢查智能終端開(kāi)出節(jié)點(diǎn)應(yīng)正確。試驗(yàn)儀發(fā)跳閘命令，智能終端保護(hù)跳閘節(jié)點(diǎn)觸發(fā)計(jì)時(shí)，其動(dòng)作時(shí)間應(yīng)不大于7ms（包含繼電器動(dòng)作時(shí)間）。

2.2.2 保護(hù)單體測(cè)試

該測(cè)試重點(diǎn)為檢查SV采樣、邏輯功能、檢修壓板及出口軟壓板功能。測(cè)試中保護(hù)功能檢驗(yàn)方法與傳統(tǒng)保護(hù)相同，應(yīng)重點(diǎn)檢查出口軟壓板功能和檢修壓板功能。裝置在檢修狀態(tài)不一致情況下不應(yīng)動(dòng)作；檢查雙AD不一致、數(shù)據(jù)無(wú)效等異常情況下繼電保護(hù)的行為應(yīng)滿足Q/GDW 396和441要求。

2.2.3 合智終端同步性測(cè)試

該測(cè)試重點(diǎn)為檢查各間隔合并單元采樣同步性能，及在丟失/恢復(fù)時(shí)鐘時(shí)合并單元的守時(shí)性能以及對(duì)保護(hù)的影響。將各間隔合智終端電流回路串接，用試驗(yàn)儀加相同的模擬量，檢查各個(gè)間隔合智終端電流的幅值和相位。在丟失時(shí)鐘后SV報(bào)文應(yīng)報(bào)失步；時(shí)鐘恢復(fù)過(guò)程中SV報(bào)文不應(yīng)對(duì)保護(hù)產(chǎn)生不良影響。

2.2.4 差動(dòng)保護(hù)同步性測(cè)試

該測(cè)試重點(diǎn)為測(cè)試合并單元通道延時(shí)準(zhǔn)確度及線路差動(dòng)（一側(cè)為傳統(tǒng)保護(hù)）、母線差動(dòng)、主變差動(dòng)保護(hù)各側(cè)電流點(diǎn)對(duì)點(diǎn)采樣的同步性能。測(cè)試時(shí)用試驗(yàn)儀從各個(gè)合智終端加模擬量，檢查看保護(hù)差流顯示應(yīng)為零。

2.2.5 測(cè)控裝置測(cè)試

該測(cè)試分為常規(guī)四遙功能測(cè)試、同期功能測(cè)試、SOE分辨率測(cè)試、開(kāi)關(guān)量防抖動(dòng)功能測(cè)試和模擬量越死區(qū)上報(bào)功能測(cè)試。

常規(guī)四遙功能測(cè)試包括：開(kāi)關(guān)量采集處理、GOOSE功能、遙控實(shí)現(xiàn)、直流量采集測(cè)試。遙信量采用人工短接端子模擬遙信變位，檢查遙信變位時(shí)間<2s；遙測(cè)量采用交流標(biāo)準(zhǔn)源輸入，對(duì)電流、電壓分別在50%、100%、200%量程，功率因數(shù)在0、0.5、0.866、1，頻率在45Hz、50Hz、55Hz情況下，檢查裝置顯示值及后臺(tái)監(jiān)控值，要求電流電壓采樣誤差<0.2%，有功、無(wú)功誤差小于0.5%，頻率誤差<0.01Hz，后臺(tái)響應(yīng)時(shí)間<2s；遙控量通過(guò)后臺(tái)遙控，檢查輸出端子節(jié)點(diǎn)閉合情況。

同期功能測(cè)試包括檢無(wú)壓同期測(cè)試、頻率差測(cè)試、電壓差測(cè)試、相角差測(cè)試。

SOE分辨率測(cè)試中，可任選一臺(tái)測(cè)控裝置用GPS時(shí)間校驗(yàn)儀輸出相隔1ms的空節(jié)點(diǎn)脈沖信號(hào)并接入到裝置的多個(gè)開(kāi)入回路。通過(guò)檢查這些開(kāi)入的SOE時(shí)間記錄判別SOE分辨率。

進(jìn)行開(kāi)關(guān)量防抖動(dòng)功能測(cè)試可將測(cè)控裝置的遙信防抖時(shí)間設(shè)定為20ms。在測(cè)控裝置任一遙信點(diǎn)加一個(gè)19ms的方波，此時(shí)測(cè)控裝置不產(chǎn)生遙信變位信息；在測(cè)控裝置另一遙信點(diǎn)加一個(gè)21ms的方波，此時(shí)測(cè)控裝置產(chǎn)生遙信變位信息。

模擬量越死區(qū)上報(bào)功能測(cè)試中，模擬量越死區(qū)值表示當(dāng)模擬量的當(dāng)前采集結(jié)果和上次采樣數(shù)值之差超過(guò)設(shè)定的死區(qū)定值時(shí)，采集模塊直接輸出當(dāng)前采集結(jié)果，否則輸出經(jīng)過(guò)濾波后的轉(zhuǎn)換結(jié)果。死區(qū)值為0則表示禁用死區(qū)參數(shù)。將裝置監(jiān)控參數(shù)“死區(qū)定值”設(shè)定為1%，用標(biāo)準(zhǔn)源輸入為50V。改變值為50.2V（變化量<1%），裝置及后臺(tái)在3秒時(shí)間內(nèi)看不到該變化量；改變?yōu)?0.5V（變化量>1%），裝置及后臺(tái)在3秒時(shí)間內(nèi)將變化信息上傳。

3 智能變電站運(yùn)維要點(diǎn)

通過(guò)智能變電站現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收，可以歸納出部分運(yùn)維注意事項(xiàng)，以便今后運(yùn)維工作順利開(kāi)展：（1）合智終端無(wú)遠(yuǎn)方/就地、分/合閘操作把手；（2）由于保護(hù)裝置判別機(jī)制不同，當(dāng)退出SV接收軟壓板時(shí)110kV線路保護(hù)無(wú)采樣值；而主變及110kV線路測(cè)控、后臺(tái)仍有采樣值；（3）所有調(diào)試裝置整定定值并確認(rèn)后，運(yùn)行燈會(huì)熄滅數(shù)秒后才點(diǎn)亮，屬正?，F(xiàn)象；（4）110kV線路測(cè)控裝置定值“準(zhǔn)同期模式”應(yīng)為“0”，若誤整定為“1”，同期角差將固定為1°。

4 結(jié)束語(yǔ)

智能變電站與傳統(tǒng)站的調(diào)試有很大不同。文章介紹了智能變電站的結(jié)構(gòu)和調(diào)試特點(diǎn)，調(diào)試方法的差異和調(diào)試流程，重點(diǎn)闡述二次系統(tǒng)集成調(diào)試，分析了合智終端測(cè)試、保護(hù)單體測(cè)試、合智終端同步性測(cè)試、差動(dòng)保護(hù)同步性測(cè)試和測(cè)控裝置測(cè)試（包括常規(guī)四遙功能測(cè)試、同期功能測(cè)試、SOE分辨率測(cè)試等）重點(diǎn)及測(cè)試方法，并歸納了智能站運(yùn)維注意事項(xiàng)，為開(kāi)展智能變電站的運(yùn)維工作提供指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：肖碩霜（1988-），女，湖北宜昌人，學(xué)歷：碩士。