智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)試方法研究

劉振浩

（中國能源建設(shè)集團廣東火電工程有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引 言

為保障智能變電站的穩(wěn)定運行和順利投運，需要對智能變電站進行調(diào)試。調(diào)試和驗收智能變電站中的電氣設(shè)備，保證二次系統(tǒng)中的設(shè)備性能，以滿足二次系統(tǒng)的運行要求。十二五和十三五規(guī)劃建設(shè)以來，智能變電站數(shù)量和規(guī)模不斷擴張，其二次系統(tǒng)的調(diào)試和建設(shè)也越來越受關(guān)注。因此，在對智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)試的研究中，主要對調(diào)試技術(shù)和方法進行研究，以提升智能變電站的調(diào)試和運行水平，從而為全新智能變電站的調(diào)試和運營提供參考[1]。

1 智能變電站二次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

智能變電站的研究是在一定標準和規(guī)定的基礎(chǔ)上進行的（主要是2011年由國家電網(wǎng)提出的《新建變電站設(shè)計補充規(guī)定》）。二次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括站控層、間隔層以及過程層3層，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.1 過程層

圖1 智能變電站二次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

智能變電站二次系統(tǒng)中的過程層設(shè)備包括智能終端、合并單元以及必要的過程層網(wǎng)絡(luò)交換機。智能變電站二次系統(tǒng)過程層的主要作用是采集電流和電壓互感器中的相關(guān)信息，實現(xiàn)模擬量和數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，將數(shù)字量傳輸?shù)奖Ｗo裝置執(zhí)行計算和分析操作，然后保護裝置給出指令傳遞到智能終端，進而傳輸?shù)揭淮卧O(shè)備，實現(xiàn)對其的控制。

1.2 間隔層

智能變電站二次系統(tǒng)中的間隔層設(shè)備包括測控裝置、配備保護裝置、相匹配的故障錄波器、報文分析儀以及相關(guān)輔助裝置等。間隔層能實現(xiàn)對保護裝置內(nèi)部和交流量的計算分析，判定保護裝置是否動作，以此給出報警信息。間隔層具有可靠性、選擇性、速動性以及靈敏性等特點。

1.3 站控層

智能變電站二次系統(tǒng)中的站控層設(shè)備，包括運動通信管理機、站控層監(jiān)控系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)交換機等。站控層要求站內(nèi)系統(tǒng)能實時反映系統(tǒng)的交流數(shù)據(jù)。二次系統(tǒng)運行時，若前面兩個層給出相應(yīng)的告警動作，那么站控層的監(jiān)控系統(tǒng)將實現(xiàn)信息的采集和分析，并根據(jù)采集和分析的結(jié)果給出相應(yīng)的動作和反應(yīng)，并將動作和反應(yīng)以數(shù)字信息的方式傳遞回調(diào)控中心。調(diào)控中心進一步分析后給出相應(yīng)動作和指示，同時結(jié)合站控層實現(xiàn)控制二次系統(tǒng)中設(shè)備的運行[2]。

2 智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)試的主要內(nèi)容

2.1 二次系統(tǒng)調(diào)試的主要目的

首先，通過二次系統(tǒng)調(diào)試，明確智能變電站二次系統(tǒng)中各部分的執(zhí)行情況。其次，通過二次系統(tǒng)調(diào)試，明確智能終端等體系單位之間的聯(lián)系和互操作性。最后，通過二次系統(tǒng)調(diào)試，有效保障智能操作系統(tǒng)間的可靠協(xié)調(diào)運行。就目前智能變電站二次系統(tǒng)的調(diào)試而言，主要采用的方式是一致性測試。一致性測試一般從通信接口處進行，實現(xiàn)對相關(guān)電平信息等數(shù)據(jù)流的監(jiān)測和分析，以此確定不同體系和不同設(shè)備間的互操作性。一致性測試是智能變電站二次測試的核心。智能變電站二次系統(tǒng)的調(diào)試過程中會涉及大量的測試裝備，在進行二次系統(tǒng)調(diào)試中需要保證系統(tǒng)和設(shè)備的質(zhì)量。

2.2 二次系統(tǒng)調(diào)試的主要內(nèi)容

2.2.1 虛端子聯(lián)接檢查

對于智能變電站二次系統(tǒng)，相關(guān)設(shè)計院和設(shè)備廠商必須注重ICD文件和圖紙的深入研究，確定虛端子映射情況并給出虛端子表，得到相應(yīng)的SCD文件。虛端子是二次回路中的端子排圖，在二次回路中具有重要作用，因此需要注重對虛端子的檢查。

2.2.2 數(shù)據(jù)采集功能調(diào)試

數(shù)據(jù)采集功能調(diào)試主要包括遙信量采集功能校驗和遙測采集功能校驗，實質(zhì)是模擬信號采集。使用測試儀注入額定交流量進行測定，同時間隔保護裝置和合并單元間，通過直接采集方式采集SV數(shù)值，通過模入量分析顯示裝置主運行工況，以判斷裝置精確度及其是否正確。

2.2.3 控制功能調(diào)試

控制功能調(diào)試主要包括對控制操作和控制閉鎖條件等進行檢查。裝置啟動操作能通過遠方控制實現(xiàn)，同時能通過控制功能實現(xiàn)校驗裝置控制檢查。

2.2.4 保護管理調(diào)試

智能終端、母線保護、主變保護、合并單元以及線路保護的校驗，是二次系統(tǒng)校驗的核心和重點。調(diào)試時，首先要檢驗軟件的基體信息，以保證版本信息等和保護管理調(diào)試功能相匹配。結(jié)合模擬和裝置加量等進行故障分析，得到關(guān)于保護裝置動作的報告，報告以GOOSE報文的形式進行展示。仔細檢查操作回路和交流回路等二次回路，進行動作保護時，跳閘出口必須要保證一致。另外，對于故障錄波器和網(wǎng)絡(luò)報文分析儀等輔助保護裝置等，需給出保護動作信息。對于保護裝置的功能壓板，需進行調(diào)試及試驗。邏輯功能作為校驗核心內(nèi)容，在校驗中要檢驗其匹配性和對應(yīng)性。

全站時間同步系統(tǒng)可保證智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)試的同步對時。自動化通信系統(tǒng)的監(jiān)測信息和動作信號等均需要傳遞回站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)，以確保其正常通信。后臺監(jiān)控系統(tǒng)則實現(xiàn)對站內(nèi)設(shè)備的監(jiān)控。

2.3 二次系統(tǒng)調(diào)試的流程

智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)試相關(guān)測試活動的開展，一般由現(xiàn)場調(diào)試部門進行協(xié)調(diào)，包括科學(xué)統(tǒng)籌體系調(diào)試、帶負荷調(diào)試以及分體系調(diào)試等內(nèi)容。結(jié)合以往智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)試的相關(guān)工作經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)調(diào)試中必須要注重不同體系和不同設(shè)備之間的聯(lián)調(diào)，加大調(diào)試力度。目前，聯(lián)調(diào)測試中仍存在問題，直接影響智能變電站的互操作性。智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)試中，需按照一定的安全規(guī)范標準進行，保證調(diào)試能維持智能變電站的穩(wěn)定運行要求。進行二次系統(tǒng)調(diào)試和聯(lián)調(diào)的過程中，應(yīng)該和設(shè)備生產(chǎn)方進行溝通。此外，二次系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)性能等內(nèi)容應(yīng)避開生產(chǎn)方進行自主調(diào)試[3-4]。

3 智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)試方法

3.1 過程層

3.1.1 合并單元

合并單元是過程層的典型代表，必須進行調(diào)試。合并單元的運行必須和常規(guī)的電磁互感器進行密切協(xié)調(diào)配合，保障二次系統(tǒng)中的模擬信號能有效傳輸至合并單元。在向合并單元和保護裝置等傳輸信號時，模擬信號需轉(zhuǎn)換為相匹配的數(shù)字信號，從而保證其傳輸?shù)挠行浴?/p>

3.1.2 智能終端

智能終端的主要功能是保證GOOSE報文的準確性，實施科學(xué)處理，實現(xiàn)對開關(guān)和主變壓器等的有效控制。智能終端能準確反映一次設(shè)備的告警信息和運行狀態(tài)。這一過程中的信息會進行相應(yīng)壓縮和整理打包，將打包好的信息歸納總結(jié)并處理形成GOOSE形式傳遞到保護裝置中存儲。在智能變電站的二次系統(tǒng)調(diào)試中引入雙重化配置，一般采用就地直接安裝的方式，將其集成到智能匯控柜中。

3.2 間隔層

間隔層是二次系統(tǒng)的核心，主要由測控裝置、輔助裝置以及保護裝置構(gòu)成。在二次系統(tǒng)調(diào)試過程中，間隔層調(diào)試占比較大，需要結(jié)合不同裝置的運行情況和功能進行逐一校驗，尤其是可靠性和動作準確性校驗。不同裝置的調(diào)試需要結(jié)合保護原理圖進行原理簡化，以便工作人員和調(diào)試人員進行分析，從而更直觀地進行相應(yīng)操作。此外，要對系統(tǒng)進行優(yōu)化升級，改進傳統(tǒng)變電站的調(diào)試技術(shù)，并引入到智能變電站調(diào)試中，進一步探索智能變電站的調(diào)試試驗，最終總結(jié)出適用于智能變電站的調(diào)試技術(shù)，在保障智能變電站調(diào)試質(zhì)量的基礎(chǔ)上，節(jié)約更多的成本和時間[5]。

3.3 站控層

站控層作為智能變電站中的站內(nèi)監(jiān)控部分，由站控層網(wǎng)絡(luò)交換機和后臺機構(gòu)成。因此，站控層的調(diào)試主要包括后臺監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試和自動化通信系統(tǒng)的檢查。自動化通信系統(tǒng)的檢查需要對遠程信息進行監(jiān)視與采集，也必須對站控層傳輸規(guī)約和應(yīng)用功能等進行相關(guān)測試。對于后臺監(jiān)控系統(tǒng)的測試而言，要保證其能夠完整反映一次設(shè)備的運行狀態(tài)和連接方式，同時需實時更新其上傳的畫面和數(shù)據(jù)。此外，事故查詢功能和動作保護報告需在保證準確的前提下實時更新。

4 結(jié) 論

對于智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)試而言，必須保證原理淺顯易懂，提出的調(diào)試方法和研究方法能夠真正和二次系統(tǒng)實際調(diào)試相結(jié)合，保證研究的實際應(yīng)用價值。