110kV智能變電站二次設(shè)備調(diào)試方法研究

安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學院/國網(wǎng)安徽省電力公司培訓中心 田 彥 門富媛

信息化時代發(fā)展背景下，變電站逐漸朝著智能化方向轉(zhuǎn)變，尤其是隨著智能電網(wǎng)的大規(guī)模建設(shè)，智能變電站技術(shù)越來越成熟，發(fā)展模式越來越完善。110kV 智能變電站運行涉及大量設(shè)備，其中二次設(shè)備調(diào)試至關(guān)重要，必須結(jié)合設(shè)備具體情況制定全面的設(shè)備調(diào)試方案。智能變電站對二次設(shè)備調(diào)試提出更嚴格要求，在這種情況下就需對傳統(tǒng)調(diào)試方法加以創(chuàng)新，從智能變電站運行結(jié)構(gòu)原理角度出發(fā)，做好二次設(shè)備調(diào)試工作，及時對智能變電站二次設(shè)備調(diào)試方法創(chuàng)新升級，以此保證設(shè)備調(diào)試不斷適應(yīng)智能變電站發(fā)展。

110kV 智能變電站作為城市建設(shè)與供電需求的重要組成，其設(shè)備的正常運行是保證智能變電站運行的關(guān)鍵，因此必須對設(shè)備調(diào)試及檢修等工作提高重視。110kV 智能變電站的廣泛建設(shè)及應(yīng)用，變電站中融入了更多智能化設(shè)備，很大程度上提升了智能變電站的安全穩(wěn)定運行。針對設(shè)備運行創(chuàng)建調(diào)試信息平臺，從數(shù)字化、規(guī)范化以及設(shè)備調(diào)試運行標準化等方面出發(fā)，及時對設(shè)備信息進行統(tǒng)計分析，進行設(shè)備調(diào)試工作。智能變電站模式發(fā)展?jié)u趨成熟，在保證一次設(shè)備調(diào)試基礎(chǔ)上還需科學開展二次設(shè)備調(diào)試，由此確保變電站功能的正常發(fā)揮[1]。110kV智能變電站運行中，設(shè)備一旦出現(xiàn)問題整個運行系統(tǒng)都會受到影響，甚至會造成不可挽回的損失，正因如此，二次設(shè)備調(diào)試是110kV 智能變電站正常、安全、可靠運行的必然選擇。二次設(shè)備調(diào)試期間，針對設(shè)備的性能進行檢查，確保達到規(guī)定標準基礎(chǔ)上，實現(xiàn)設(shè)備的科學測量與控制，做好各項保護措施，有效調(diào)節(jié)設(shè)備運行模式等，為智能變電站安全、可靠、穩(wěn)定運行提供條件。

1 110kV 智能變電站二次設(shè)備調(diào)試系統(tǒng)組網(wǎng)分析

110kV 智能變電站二次設(shè)備調(diào)試工作的開展，必須要了解主要組網(wǎng)模式，如此才能保證二次設(shè)備調(diào)試方法的有效性。智能變電站的結(jié)構(gòu)主要分為站控層、過程層以及間隔層。該三層在110kV 智能變電站運行期間均處于開放狀態(tài)，在以太網(wǎng)的支持下實現(xiàn)科學分層并做到有效分布。二次設(shè)備調(diào)試的主要對象為繼電保護裝置、測控裝置、合并單元、智能終端等。智能變電站的主要結(jié)構(gòu)是“三層兩網(wǎng)”的結(jié)構(gòu)，“三層”之外是層與層之間的的通訊網(wǎng)絡(luò)，“兩網(wǎng)”即站控層網(wǎng)絡(luò)、過程層網(wǎng)絡(luò)。

過程層。二次設(shè)備調(diào)試中，從110kV 智能變電站運行組網(wǎng)系統(tǒng)分析認識到，過程層包括一次與二次設(shè)備，兩者的結(jié)合為過程層關(guān)鍵組成，其作為110kV 智能變電站系統(tǒng)運行關(guān)鍵內(nèi)容的作用主要體現(xiàn)為：110kV 智能變電站電力運行過程中能實時對電氣量進行測量；設(shè)備運行過程中的所有狀態(tài)參數(shù)均詳細檢測并進行記錄分析；站控層可通過過程層對設(shè)備進行控制。過程層所涉及的設(shè)備主要包括智能組件以及電子式互感器，還有110kV 智能變電站中的智能終端與合并單元[2]。

間隔層是變電站原有的結(jié)構(gòu)層次，在智能變電站中依然是很重要的一層，間隔層的主要工作是匯總110kV 智能變電站系統(tǒng)運行的實時數(shù)據(jù)，保證一次與二次設(shè)備能正常發(fā)揮控制功能，維護110kV 智能變電站網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)安全運行[3]。尤其是控制數(shù)據(jù)的及時統(tǒng)計，迅速采集與準確運算等。間隔層二次設(shè)備主要包括保護裝置、測控裝置、網(wǎng)絡(luò)分析儀與電度表，還涉及PMU、故障錄波器等。

站控層主要是為完成智能變電站內(nèi)運行情況的監(jiān)視，同時接受來自調(diào)度系統(tǒng)的控制命令，并將控制命令發(fā)送給間隔層設(shè)備。站控層的功能高度集成，功能可集成到一臺計算機上完成，主要包括遠動裝置、監(jiān)控主機、自動化軟件系統(tǒng)、五防主機、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、操作員主機等一系列設(shè)備。

“兩網(wǎng)”結(jié)構(gòu)。110kV 智能變電站中除了上述結(jié)構(gòu)外還包括層與層之間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要是站控層網(wǎng)絡(luò)和過程層網(wǎng)絡(luò)。光以太網(wǎng)是“兩網(wǎng)”結(jié)構(gòu)的核心，中間通過交換機進行連接。過程層網(wǎng)絡(luò)又分為SV 網(wǎng)絡(luò)、GOOSE 網(wǎng)絡(luò)，在間隔層間隔與間隔之間主要通過GOOSE 網(wǎng)絡(luò)完成聯(lián)閉鎖信息傳輸[4]。站控層主要是通過MMS 網(wǎng)進行信息傳輸。

2 110kV 智能變電站二次設(shè)備調(diào)試方法分析

數(shù)字式測試儀應(yīng)用。智能變電站間隔層設(shè)備以及過程層設(shè)備中保護裝置、測控裝置、合并單元等設(shè)備均提供數(shù)字接口，因此現(xiàn)在測試儀均采用數(shù)字化測試儀，最常用的是數(shù)字式光電測試儀，可迅速完成二次設(shè)備測試與調(diào)試[5]。數(shù)字式測試儀提供了數(shù)字化接口，能提供光信號，還包括數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備以及信號模擬測試混合形式的測試儀。其中新型測試設(shè)備在實際應(yīng)用中，可迅速完成間隔層設(shè)備運行與智能終端運行過程中的閉環(huán)測試，同時還實時對設(shè)備保護功能測試，可接收GOOSE 網(wǎng)絡(luò)發(fā)出的智能終端指令，同時執(zhí)行智能終端命令，通過出口節(jié)點及時將指令向發(fā)送給開關(guān)設(shè)備。

繼電保護設(shè)備性能測試主要是針對110kV 智能變電站繼電保護裝置，要做好繼電保護功能的測試、軟硬壓板測試、保護定值的校驗、對時功能測試等，通過測試保護裝置動作情況以及分析GOOSE 報文，從邏輯上驗證保護功能動作的正確性完成以及保護裝置的精度測試等；繼電保護裝置的測試需進行保護整組聯(lián)動測試，還需驗證保護裝置出口到智能終端、開關(guān)機構(gòu)這整個跳合閘回路的正確性。驗證保護裝置與合并單元的配合，驗證保護動作、開關(guān)跳閘的可靠性。

測試測控裝置性能檢測。110kV 智能變電站因為智能化設(shè)備數(shù)量眾多，測控裝置作為實時監(jiān)控電網(wǎng)運行情況的重壓裝置，對測控裝置的調(diào)試也非常重要。其中主要測控裝置程序版本記錄，驗證測控裝置間隔五防閉鎖邏輯性能。及時對110kV 智能變電站中的同期合閘功能加以檢測并驗證。對時功能以及GOOSE 網(wǎng)報文性能等檢測，除此之外還包括采樣精度的驗證。

合并單元性能測試。110kV 智能變電站合并單元性能測試中，主要對合并單元自診斷功能、合并單元格失步、電壓并列功能以及程序版本記錄等測試，電壓切換功能測試，做好性能測試記錄，同時還要對網(wǎng)絡(luò)記錄以及報文格式等加以核對分析[6]。測試同步精度以及守時情況，將合并單元輸出相關(guān)幅值變化以及角度等數(shù)據(jù)誤差降到最低。

智能終端性能測試。智能終端作為保障智能變電站保護安全可靠動作的重要設(shè)備，對其進行性能測試顯得尤為重要。對智能終端進行功能測試主要是測試智能終端的GOOSE 收發(fā)機制、GOOSE 提供的開入/開出節(jié)點測試、GOOSE 通道配置等。

3 110kV 智能變電站二次設(shè)備調(diào)試故障處理

二次設(shè)備調(diào)試期間避免不了會遇到各種故障，面對故障問題一定要制定科學處理方案，及時解決故障。二次設(shè)備調(diào)試中如果保護裝置運行異常，維修人員積極對設(shè)備詳細檢查，調(diào)取設(shè)備相關(guān)信息以及調(diào)試記錄，綜合實際情況準確尋找原因并第一時間與調(diào)度人員溝通。待所有處理完畢重新將保護裝置啟動，檢查其是否運行正常。如果依然存在運行異常，還需要對跳閘（合閘）出口加以檢查，對保護裝置的軟壓板的設(shè)置進行檢查，保證壓板狀態(tài)的正確性。

智能終端測試過程中如出現(xiàn)故障同樣需對故障原因進行調(diào)查，將智能終端重新啟動，觀察啟動后的狀態(tài)，依然不夠理想的情況下就需針對智能終端運行系統(tǒng)進行檢查。著重從COOSE 斷鏈方面著手，調(diào)查相關(guān)記錄，及時對智能終端設(shè)備之前運行情況進行分析，從而避免保護裝置錯發(fā)或者漏發(fā)報文情況，由此保證保護裝置運行正常。

合并單元調(diào)試中，如發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)通訊異常或裝置內(nèi)部異常等情況，導致通訊終端、采集單元不能正常工作，需啟動設(shè)備自檢功能，詳細分析異常情況，初步診斷合并單元狀態(tài)，如果故障沒有消除，需對合并單元進行重啟，視具體情況制定具體處理方案。

綜上，110kV 智能變電站二次設(shè)備調(diào)試是保證智能變電站正常運行的關(guān)鍵。結(jié)合二次設(shè)備調(diào)試具體情況，及時對調(diào)試方法進行改善優(yōu)化，并對調(diào)試過程中遇到的問題及時處理，提升調(diào)試手段與智能化處理能力，保證110kV 智能變電站安全穩(wěn)定運行。