220kV澄浪變電壓突變調查分析處理

周行　李力

摘要：文章對220kV澄浪變副母電壓突變進行了調查，從電壓曲線圖、設備聯系圖、裝置告警等實際情況分析突變產生的環節，同時對測控裝置SV接收模式進行分析，并通過計算交換機接收的數據流量最終確定突變產生的原因，最后制定合適的缺陷消除方案，并最終將缺陷消除。

關鍵詞：變電壓；突變；點對點；組網方式；數據流量；電壓曲線圖 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM721 文章編號：1009-2374（2015）33-0117-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.063

1 系統和設備概況說明

220kV澄浪變綜自系統采用南瑞繼保的PCS-9700系統，220kV副母測控采用南瑞繼保的PCS-9705測控裝置，220kV副母合并單元為長園深瑞的PRS-7393合并單元。

2 缺陷發生情況說明

220kV澄浪變自投產以來，220kV副母電壓一直存在突變現象。根據2015年3月9日調控系統220kV副母電壓24小時曲線可以看出，全天出現4次電壓突變現象，突變后急速回復到突變前的電壓值，其中凌晨5時左右電壓從229kV跌落至226kV，跌落幅度為1.3%，為全天最大。由于相關設備都處于運行狀態，缺陷一直沒有消除。如圖1所示：

圖1 220kV副母電壓3月9日曲線圖

3 缺陷處理過程以及缺陷原因分析

3.1 缺陷排查過程

2015年3月11日，相關技術人員到220kV澄浪變現場進行調查。在現場后臺機上調取各個電壓曲線，情況與調控系統的電壓曲線一致，另外發現#1主變高壓側電壓也存在上述突變情況。

經過圖紙查看和現場核對，得到電壓相關設備聯系圖，如圖2所示：

圖2 電壓相關設備聯系圖

從圖2可以看出，220kV電壓合并單元A及110kV電壓合并單元A分別經220kV過程層交換機A和110kV過程層交換機A至220kV母設測控和110kV母設測控，然后經MMS交換機至后臺機和遠動機。過程層的電壓量同時還送220kV線路故障錄波器和110kV線路故障錄波器，但并未在相關設備上發現電壓異常波動啟動錄波等信息，因此初步判斷引起電壓突變的范圍應該在圖2中的方框范圍內。通過查看220kV正母測控裝置、220kV副母測控裝置發現220kV正母測控裝置的SV_1通道延時為0，而220kV副母測控裝置SV_1通道延時為1000。

進一步查看測控裝置定值發現220kV副母測控裝置“SV采樣定值”中SV9-2接收模式為1，220kV正母測控裝置與110kV正母測控裝置SV9-2接收模式為0。

翻閱PSC-9705裝置說明書，發現有對SV9-2接收模式的定義：

具體對應意義是：

SV9-2接收模式：

0：接收模式為組網；1：接收模式為點對點；2：接收模式為組網+點對點。

在工程應用中按照實際組網方式組網：經過交換機了，選擇0；未經過交換機，選擇1。

由圖2我們可知，合并單元與各保護裝置之間采用點對點方式傳輸，而合并單元與測控裝置之間采用組網方式傳輸（中間經過交換機），因此220kV副母測控裝置SV9-2接收模式應設置為0。

3.2 缺陷原因分析

合并單元與測控裝置之間的通信方式分為點對點方式和組網方式：在組網方式下，由于交換機數據傳輸延時具有不確定性，合并單元與測控裝置間由全局統一的同步系統嚴格同步，因此不會出現SV報文遲滯現象。在點對點方式下，合并單元與測控裝置之間不需要同步，測控裝置能根據輸入延遲進行補償而實現各輸入間的采樣值同步。按照現有的組網方式，合并單元采用IEC-61850-9-2 SV報文穩定地按250?s的周期向交換機傳輸（每秒4000幀，電力系統頻率為50Hz，因此每個周波相當于有80個采樣點），測控裝置也以250?s的周期從交換機上收取SV報文，IEC61850-9-2工程中實際最大報文長度單間隔SV理論計算流量按照每幀1點計算，一個合并單元每秒種的數據流量：

S=159字節×8bit/字節×50周波/s×80點/周波=5.088Mbps

220kV過程層A網交換機采用Kyland sicom3024P，最大傳輸速率為100Mbps。工程中一般要求交換機數據傳輸負載率低于40%，也就是說最多接7～8個合并單元，但按照實際端口接線情況交換機的負載率將超出40%，造成交換機傳輸數據的不穩定，因此我們看到了220kV副母測控裝置所顯示SV_1通道延時1000?s。

由于之前220kV副母測控裝置SV9-2接收模式為點對點方式，而通信方式卻是組網方式，測控裝置無法對交換機傳輸產生的延時進行補償，因此在采樣過程中會產生丟包現象。例如，上面說到測控裝置以250?s的周期收取SV報文，220kV副母測控裝置所顯示SV_1通道延時1000?s，因此我們可以推斷至少有4幀SV報文存在著采樣丟包現象。由于測控裝置以采樣數據的有效值來作為最終的采樣結果，因此丟失的數據并不會使得采樣結果跳零，而是使有效值在數值上變小，也就是我們在圖1中看到的突變現象。

4 缺陷處理措施

針對以上缺陷，我們認為可以通過兩種方法進行處理消缺：（1）更換過程層中心交換機，換成最大傳輸速率1000Mbps的交換機；（2）更改測控裝置采樣定值，將測控裝置SV9-2接收模式設置為0，即組網方式。

方案1由于各種原因實施困難暫時不考慮，因此我們考慮采用方案2進行消缺。

由于220kV澄浪變4月份有澄通1801線、澄達1806線擴建工作，結合這個契機，我們要求南瑞繼保廠家排查全站相關測控裝置SV9-2接收模式定值，并將所有SV9-2接收模式都設置為0。

經過排查，發現220kV副母測控裝置、110kV正母測控裝置、110kV副母測控裝置、#1主變220kV測控裝置SV9-2接收模式均為1，即點對點方式，4月4日南瑞繼保廠家將以上裝置SV9-2接收模式改為0。

圖3 220kV副母電壓5月8日曲線圖

在消缺完成觀察近一個月后，我們查看了5月8日220kV澄浪變220kV副母電壓曲線，沒有發現跳變現象，因此我們認為該缺陷已消除。

5 結語

220kV澄浪變220kV副母電壓跳變是由多方面因素造成的：首先，220kV過程層中心交換機的性能不能滿足要求；其次，廠家未考慮到在不同組網方式下測控裝置定值對于采樣的影響，在投產前對測控裝置相關定值進行仔細檢查，使得有些測控裝置定值設置不正確。

對此，我們有以下兩點建議：（1）在設計階段，應充分考慮過程層中心交換的最大傳輸速率與網絡負荷，建議采用更高配置的交換機，必要時在投產前對網絡負荷進行檢測；（2）重點關注測控裝置SV9-2接收模式定值，雖然目前國網標準為合并單元與保護裝置采用點對點通信方式，合并單元與測控裝置采用組網通信方式，但還是應該根據現場情況設置正確合理的定值。

參考文獻

[1] 趙家慶，徐春雷，高宗和，等.基于分布式同步方法的智能變電站采樣值組網技術[J].電力系統自動化，2013，37（24）.

[2] 徐敏，鮑有理，李寶偉，等.智能變電站中點對點傳輸采樣值延遲及延遲校驗方案[J].電力系統保護與控制，2012，40（17）.

作者簡介：周行（1983-），男，國網浙江省電力公司寧波供電公司技師，工程師，研究方向：電力系統自動化；李力（1967-），男，國網浙江省電力公司寧波供電公司技師，工程師，研究方向：電力系統變電站自動化。

（責任編輯：黃銀芳）