智能變電站的二次設備調試與檢修

摘要：在智能電網中，二次設備是智能電網中非常重要的一部分，是智能電網運行的物理基礎，同時也是執行調度中心命令的重要單元。文章以110kV智能變電站為例，首先對二次設備的調試和檢修進行了探討，然后對存在的問題進行了分析并提出了相應的解決措施。

關鍵詞：智能電網；智能變電站；二次設備調試；智能終端；設備調試 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM63 文章編號：1009-2374（2017）04-0128-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.065

隨著現代化智能電網的不斷發展，智能化電網的建設已經成為電站未來發展的主要方向。而對調試工作人員來說，智能化變電站的二次設備已經產生了非常大的變化，如果依然采用傳統的二次設備檢修模式已經不再適應，為了做好智能變電站二次設備的調試和維護工作，需要進一步對智能化變電站的結構原理進行探討，并提出相應的調試措施，保證變電站的穩定運行。

1 智能變電站

智能變電站使用的智能型設備的主要特點是低碳、環保、可靠、集成和先進，以規范化的信息平臺和一次設備參量的標準化和數字化為基礎，在設計過程中需要對信息化、數字化和網絡化進行嚴格要求，可以自主地完成一些智能化操作，比如對信息進行控制、檢測、保護、計算、采集以及測量等進行智能化操作。以IEC61850的標準為基礎，促使互動協同化、一體化集成和信息標準化得以完全實現。智能化變電站二次系統的主要特點包括三點：（1）信息交換標準化、系統實現高度集成化。系統結構比較合理，變電站與控制中心可以使無縫通信得以實現，從而使采集設備狀態特征量時，不會有盲區存在，使系統的配置、維護得到快速的實現；（2）對控制系統化進行保護，使控制自動化運行得以實現，使電流和電壓在采集時完全實現自動化，有效集成所有的數據信息，促使二次系統設備實現不斷的優化和整合，使數據共享得到全面實現；（3）對決策在線化進行仔細分析。在線監測所有的設備，使信號回路狀態、動作信息智能電子裝置IED故障以及電網運行狀態數據等實現高效獲取。

2 二次系統的主要組網方式

智能變電站邏輯上的設備組成主要包括三層，即站控層、間隔層和過程層，在連接時主要使用開放、分布和分層的以太網絡進行連接。整個二次系統的主要結構類型為“三層兩網”，間隔層設備和站控層設備在連接時主要借助站控層網絡來實現的，過程層設備和間隔層設備在連接時，主要是借助過程網來實現的，詳見圖1

所示：

2.1 過程層

一次設備和二次設備的結合面被稱之為是過程層，這也是智能化電氣設備的主要組成部分，過程層的作用主要包括三點：（1）在電力運行時對電氣量進行實時檢測；（2）對運行設備的狀態參數進行認真檢測；（3）對各種操作進行執行和控制。主要的設備有智能組件、智能終端、合并單元和電子式互感器等。

2.2 間隔層

對間隔層的實時數據資料進行匯總，使一次設備的控制功能得以實現，使其與站控層和過程層的網絡通信得到高速完成，優先控制統計運算和數據采集。主要的設備有PMU、網絡分析儀、故障錄波器、電度表、測控裝置以及保護裝置等。

2.3 站控層

站控層在對全站的實時數據進行匯總時，主要是借助兩級高速網絡得以實現的，對站內運行的連接界面進行及時供應，使對全站的監管得以實現，主要包括自動化軟件系統、遠動裝置、五防主機、操作員主機、監控主機以及網絡設備等。

2.4 “兩網”結構

過程層交換機也被稱為光以太網，主要包括過程層的GOOSE網絡和SV網絡。站控層交換機也被稱之為電以太網，主要包括站控層的MMS網絡。間隔層的聯閉鎖信息也是通過GOOSE網絡進行有效傳輸的。

3 調試智能變電站二次設備

3.1 調試測試儀

保護測控設備的輸入數據接口完全都是數字化的，因此需要使用數字式光電測試儀來對二次設備進行測試。數字式光電測試儀主要包括兩種類型：（1）由Omicron等公司生產的高價格新型測試設備，該設備可以發射數字信號；（2）模/數轉換設備方式與模擬信號測試設備相結合的儀器，使用比較廣泛的就是HELP2000模/數轉換設備。Omicron公司生產的新型測試設備可以使智能終端和間隔層設備的閉環測試方法進行快速的實現，在對設備進行保護時，GOOSE網絡給智能終端發出指令時主要是借助GOOSE動作命令實現的，智能終端在接收到指令以后，借助出口節點動作將相關指令傳輸給開關設備。

3.2 測試繼電保護設備的性能

測試繼電保護設備的性能時主要包括以下內容：程序版本的記錄；對時功能的檢驗；軟、硬壓板的審查；檢查動作報告標準化程度；測試動作時間和動作值；收發GOOSE報文功能的檢查；保護邏輯的驗證以及采樣功能和精度的檢查等。

3.3 測試測控設備的性能

測試測控設備的性能時主要包括以下內容：程序版本的記錄；對時功能的檢驗；同期合閘功能的驗證；間隔五防閉鎖邏輯性能的驗證；收發GOOSE報文性能的檢查以及采樣精度與功能的檢查等。

3.4 測試合并單元的性能

測試合并單元的性能時主要包括以下內容：程序版本的記錄；合并單元自診斷功能的檢修；電壓并列功能和電壓切換功能的驗證；對合并單元格失步等現象進行規范；對報文格式和網絡記錄設備進行分析；對守時和同步精度進行測試以及對合并單元輸出的角度和幅值誤差進行仔細分析等。

3.5 測試智能終端的性能

測試智能終端的性能時主要包括以下內容：分析SV報文中斷的原因；測試SV報文接收與發送的精準度；程序版本的記錄；報警功能的驗證；測試智能終端功能消耗情況；測試GOOSE開關量延時情況；測試智能終端的最佳開關量發送情況；對動作時間進行測試以及對智能終端的執行控制能力進行測試等。

3.6 測試部分監控

在對部分監控進行測試時主要包括以下內容：以監控后臺為基礎，對監控畫面的繪制是否滿足運行標準進行檢查；對各間隔的遙測值正確性進行檢查；出現遙信以后，警告窗是不是進行及時的報出，光字牌上是否有清晰的顯示等。

4 二次設備故障的解決

4.1 保護裝置

保護裝置出現故障后，需要及時地將原因找到，并將具體情況匯報給調度人員，在調度人員同意后重新啟動保護裝置。保護裝置重新啟動以后如果能夠正常運行，需要將跳閘出口軟壓板恢復到正常的工作狀態，將處理結果及時地上報給調度人員；如果不能恢復正常運行，需要及時地給檢修人員和調度人員匯報有關的重啟情況，按照調度人員的指令對保護裝置的運行模式進行調整。

4.2 智能終端

智能終端出現故障后一定要及時將原因查明，并將具體情況匯報給值班調度。調度人員同意重新啟動智能終端后，需要先將相關的安全保護措施提前準備好，智能終端重啟的相關情況及時地上報給檢修人員和調度人員。智能終端GOOSE出現斷鏈的情況后，保護裝置會記住GOOSE斷鏈前一次的設備情況，這就使得其他的保護裝置不會發送報文，使保護裝置的功能不受到任何的影響。

4.3 合并單元

合并單元的自診斷功能比較完善，確保在裝置內部異常、通訊異常、通訊中斷、采集單元異常、電壓異常以及電源中斷時不會有錯誤的信號發出。自檢信息和異常信號可以通過合并單元進行傳輸，檢修人員對這些異常信息進行仔細分析以后，可以對合并單元出現的故障進行初步診斷，對同一時間點的采樣報文進行分析后，合并單元出現的故障就會被發現，進而采取最佳的辦法進行解決。

4.4 GOOSE配置

GOOSE配置出現故障以后保護裝置會錯誤的發送異常信號，從而使保護裝置出現誤動或者是拒動的情況。要想對其進行及時的處理，就要將現場調試和出廠聯調工作做好，對配置版本、GOOSE控制引用、目的地址、數據集、GOOSE標識以及應用標識等進行認真檢查，確保所有的GOOSE參數滿足裝置的使用需求。

4.5 遠動裝置

當遠動裝置出現故障以后，運行人員需要第一時間到達現場，對站內裝置進行及時的監控，在調度同意以后重新啟動遠動裝置。遠動裝置重新啟動后，依然無法恢復就要及時地聯系檢修人員進行處理。

5 結語

綜上所述，在對智能變電站的二次設備進行調試和檢修時，要求工作人員可以了解各智能設備的特點，全面掌握IEC61850通信規范，配合廠家對二次設備進行升級，結合智能變電站的實際運行情況開展二次設備的調試和檢修，保證智能電網運行的安全性和穩定性。

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作者簡介：冉鑫（1985-），男，貴州銅仁人，云南銀塔電力建設有限公司助理工程師，研究方向：變電二次調試。

（責任編輯：小 燕）