對智能變電站二次系統調試方法的分析與認識

周 平

（國電南瑞科技股份有限公司，江蘇南京 211100）

0 引言

智能變電站作為電力行業中的關鍵組成，承擔著重要的變電任務。變電技術本身就是一種綜合性技術。變電站二次系統是智能變電站中的重要組成，關系到整個變電站運行的安全性和穩定性，因此在二次系統調試工作中，相關技術人員需要綜合考慮多種因素，選取合理的系統調試方法，有序開展生產和組織工作，保障各個生產環節的有序推進。這樣，一方面能夠為變電站的穩定運行提供保障，另一方面也能有效延長相關電力設備的使用周期[1-5]。

1 智能變電站的概述及特征

不同于傳統的變電站，智能變電站加強了對信息技術和信息設備的利用，運行效率顯著提升，工作模式不斷更新和完善，為電力行業的建設和發展提供了有效保障。通信平臺網絡化、全站信息數字化是智能變電站的顯著特點。變電站可以借助相關設備完成信息的收集、測量和處理工作，電力技術人員的工作壓力大幅降低。結合變電站的具體功能，可以將智能變電站的二次系統細分為過程層、間隔層和站控層（如圖1 所示）。與傳統的變電站相比，該類變電站在維護和調試工作上有著較大的轉變，從物理角度來看取消了硬接線，因此加強對相關調試方法的分析和研究很有必要。

圖1 智能變電站系統結構示意圖

結合智能變電站的實際建設和管理情況來看，智能變電站主要有以下幾項功能特性：二次設備網絡化、運行控制自動化、信息交換標準化、一次設備智能化和二次系統一體化。為了提升變電站的運行效率，也為了保障二次系統調試工作的穩步推進，不同設備系統的互操作性需要達到更高的要求。

2 二次系統調試概述

智能變電站二次調試內容較為復雜，主要可以細分為集成測試、全系統聯調、出廠檢驗和帶載荷試驗等。出廠檢驗和集成測試需要在變電站出廠前完成，在完成基礎性的安裝工作后，推進相應的現場調試工作，可以細分為全系統聯調、帶載荷實驗和子系統調試等。通信測試、性能測試和互操作性測試是集成測試中的主要內容[6]。出廠檢驗工作主要包括絕緣測試、連接件緊固情況和外觀檢查等。通過相關的測試工作，能夠對不同通信設備的通信連接情況進行檢測，有利于相關技術人員把握系統的性能。此外，有序開展測試工作，也能在短時間內發現智能變電站中存在的問題，及時采取有效的解決措施，對于規避一些不可預見的風險有著重要意義。全系統聯調、帶載荷試驗和子系統調試都開展于變電站安裝工作之后，首先推進不同子系統的分部調試工作，然后，推進進一步的系統聯調工作，檢查系統軟件程序的運算邏輯，保障相關算法能夠滿足變電站運行的實際需求。

3 智能化變電站二次系統調試的重點內容

3.1 繼電保護系統調試

通過相關故障的模擬仿真，能夠為繼電保護功能的檢查創造條件，同時監控后臺和智能操作箱也能夠直觀顯示出相應的保護動作信息，并對聯閉鎖信息的正確性進行檢查。如果安裝現場的條件允許，可以推進保護傳動工作，對于擴大檢查范圍有著較大幫助。結合相關檢查工作來看，監控系統聯調實驗和帶回路整組試驗在系統通信狀態的檢查中應用較為廣泛[7]。

3.2 網絡通信調試

得益于計算機仿真技術的應用，智能化電網的調度工作有了高效的工具，各類智能設備的環保性能大幅提升，能夠有效推進通信平臺網絡化、信息數字化的建設，促進平臺內部相關資源的共享和交流。值得注意的是，在通信網絡異常問題的應對過程中，可以適時開展通信功能檢驗工作，如果通信網絡出現了故障和問題，能夠及時獲取故障位置，從而在短時間內修復故障。電氣量數據采集系統作為相關系統中的代表，有利于推進變電站的轉型和升級。智能化變電站逐漸成為變電站的主要形式，對于智能電網的建設有著重要意義，相關工作人員可以結合自身的需求對不同的分系統單元進行保護。

3.3 二次回路檢測

光纖是智能變電站中的主要傳輸介質，通過光收發裝置功率測試、光纖頭清潔度檢測、光纖網絡鏈路狀態檢查和誤碼率測試等工作，對光纖以太網物理連接的可靠性和穩定性進行檢查，借助網絡分析儀等專業的儀器實現對網絡性能的有效監測。此外，網絡也是智能變電站中的關鍵組成，可以細分為MMS 網、GOOSE 網和SV 網等。在一些智能變電站中安裝網絡分析系統，能夠對系統中的不同網絡信息和數據進行監視和分析，能夠幫助相關技術人員完成故障的定位工作。一些變電站在過程層和間隔層中還配置了一些交換機，如果交換機出現了故障，可能會擴大事故的影響范圍，因此在日常工作中需要采取有效措施提升交換機運行的可靠性。

3.4 保護裝置測試

保護裝置的調試是為了提升測試工作的效率和質量。保護裝置的調試可細分為以下3 個環節：保護裝置輸出調試、同步電流調試和電壓采樣檢測調試。值得注意的是，在輸出調試工作中，可以借助GOOSE 相關手段，對輸出信號的正確性進行判斷，同時也能分析保護信號的效果。

同步調試測試作為電力技術高速發展的產物，在同源條件下只需要進行一次升壓和升流操作，能夠在短時間內獲取同步數據，可以說電壓電流信號光數字化的發展為相關調試工作的推進創造了有利條件。

最后是電壓和電流的采樣檢測調試工作。結合光數字保護測試儀的檢測結果來看，雖然相關檢測數據的準確性得到了顯著的提升，但是在信號的傳輸過程中，受到外部因素的影響，難免會出現一些誤差，對數據傳輸的穩定性產生負面影響。如果重新進行采樣，不僅會造成資源浪費，同時也會對采樣結果的準確性產生負面影響，因此保障電流信號輸入的準確性和電壓輸入的數字化，在檢測和調試工作中需要對以往的檢測和調試經驗進行總結和整合。

3.5 SV采樣部分的調試

該環節的調試工作同繼電保護系統的調試工作有一些相似之處，首先，借助對故障的仿真和模擬，掌握電氣系統和設備中的一些關鍵部位信息，并開展相應的繼電保護檢查工作，包括故障錄波儀是否完成了錄波工作，智能操作箱是否具備正確動作等。如果現場條件符合，也可以采用帶開關進行保護傳動的方式，對提升考察工作的針對性有著巨大幫助。然后，在傳感器的二次繞組處增加特定量電壓，并采取技術措施檢查電流和電壓的傳輸性，一方面能夠有效提升供電的穩定性，另一方面也能對電壓的傳輸過程有一個正確且全面的認識和了解。

3.6 智能變電站仿真平臺

在全場景的試驗工作中，相關技術人員可以利用電力系統仿真軟件和圖形化建模軟件完成相關建模工作。借助仿真結果的波形，控制和把握整個調試過程（如圖2 所示）。合理借助智能操作箱，對分、合閘命令進行檢驗，通過相關的智能化設備也能在出現問題后處理和整合大量的信息和數據，一方面能夠降低相關工作人員的工作壓力，另一方面也能提升故障診斷工作的可靠性。

圖2 二次回路三維建模及可視化研究

4 傳統變電站二次系統中存在的問題

4.1 供電質量難以保證

伴隨人民生活水平和生活質量的提升，各行業對于電力資源的需求量也在不斷提升，工業用電和農業用電是其中的代表，電網供電負荷增大，使電網的運行管理工作面臨全新的挑戰。相關技術人員需要發揮自身的能動性，有效控制相關風險，因此，提升電能質量顯得尤為重要。波形、頻率和電壓是電能質量的集中體現，要想提升電壓輸送的穩定性和電能質量，不僅要從發電廠入手，同時也要保障變電站的穩定運行。但是在傳統的變電站中，受變電技術的局限，并不具備相關的調壓手段，不僅無法提升電能質量，還容易引發一些供電問題；不僅會影響廣大人民的用電體驗，也會造成不必要的經濟損失。

4.2 電力系統可靠性低

為了提升變電站的運行效率和穩定性，各類新型電力設備在變電中得以應用。在變電站中的二次系統中，大部分自動裝置和繼電保護裝置都選用晶體管設備和電磁型設備，在具體功能和內部構造上存在較大差異。一些設備并不具備故障自檢能力，在出現故障和問題后，需要依靠二次系統進行檢測和測試，這造成相關檢測工作的流程復雜化，檢測工作的針對性較低，相關檢測人員的工作壓力也比較大。此外，在傳統的變電站中，大部分電力設備聯系性較強，再加上電力設備的規格和類型多樣，因此在組合過程中很難進行協調和合作，容易引發各類設計隱患，從長遠角度來看，不利于變電站的后期建設。

5 智能變電站二次系統調試的策略

5.1 轉變系統調試觀念

正確的系統調試觀念能夠有效規避一些常見的調試問題，同時也能為后期的調試工作提供正確的導向。受到傳統調試觀念的影響，相關調試人員在后續工作中處于被動地位，落后的系統調試觀念不僅無法為調試工作的推進創造條件，甚至還會對后續工作的開展造成阻礙，因此要將系統調試觀念的轉變作為調試工作中的首要任務。

針對系統調試觀念的轉變，首先要明確智能變電站系統調試工作中的重點和難點，有針對性地推進后續調試工作；其次，緊跟行業和時代的發展腳步，基于變電站系統調試工作的實際訴求，推進系統調試觀念的革新和優化。變電站二次系統調試工作在不同的歷史發展階段有著不同的訴求，相關調試人員要發揮自身的能動性，緊跟行業的發展腳步，推進系統調試觀念的不斷優化。

5.2 提升系統供電質量

二次系統調試工作的開展有助于提升電能質量，對于電力行業的管理和后期發展有著巨大的推動作用。但從我國一些變電站的管理和發展情況來看，系統供電質量難以提升，推進系統供電質量的提升，對于優化廣大人民的用電體驗有著巨大幫助。

針對系統供電質量的提升，首先要加強對新型供電技術和供電設備的應用，為電能質量的提升奠定堅實的技術基礎；其次，總結以往的供電經驗，尤其是一些常見的供電問題，針對不同的問題制定不同的應對策略，在出現電力問題后能夠在短期內解決；最后，基于用戶的用電需求分析，制定科學的供電計劃。

5.3 推進專業人才培養

在變電站二次系統的調試工作中，調試人員的重要性毋庸置疑。但是從一些變電站的實際運行情況來看，專業性技術人才較為匱乏，因此推進專業人才的培養很有必要，對此主要有以下幾項要點：首先，明確變電站二次系統調試中的人才需求，有效提升后期人才培養工作的針對性；其次，將綜合素質培養作為人才培養工作的最終目標，切實提升相關技術人員的專業素質，鍛煉相關技術人員的專業技能，為變電站后期的生產和管理提供高素質人才。

6 結束語

智能變電站二次調試不僅關系到變電站自身的管理和發展，同時也會對電力行業的后期發展產生重要影響。因此，變電站要及時轉變發展觀念，緊跟行業和時代的發展腳步，不斷推進管理模式和管理制度的創新，選用科學的系統調試方法，加強對二次調試工作的重視力度。調試人員在日常的設備檢修和維護中，要加強對設備關鍵部位的把握，將經驗總結作為設備維護中的關鍵任務，為電力行業的長遠發展貢獻自身的力量。