智能化變電站二次系統(tǒng)的應(yīng)用及調(diào)試

陳堃

摘 要：智能化變電站對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到了重要作用。文章對(duì)智能化變電站以及智能化變電站二次系統(tǒng)的特征進(jìn)行了分析，并對(duì)智能化變電站二次系統(tǒng)的基本配置和調(diào)試方法進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：智能化；變電站；二次系統(tǒng)；應(yīng)用及調(diào)試

智能化變電站是電力行業(yè)的一個(gè)重要發(fā)展方向，智能化變電站的功能更加強(qiáng)大，更有利于電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。掌握智能化變電站二次系統(tǒng)的應(yīng)用和調(diào)試方法也顯得越來(lái)越重要。

1.智能化變電站的概念及特征

現(xiàn)代社會(huì)中生產(chǎn)與生活都需要用到電能，隨著各行各業(yè)的發(fā)展，對(duì)電能的需求也在不斷增長(zhǎng)，對(duì)電力系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高，因此，變電站的功能也需要更加完善，結(jié)構(gòu)需要優(yōu)化。高新技術(shù)在電力行業(yè)中的應(yīng)用也體現(xiàn)在變電站上，計(jì)算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了變電站的智能化，智能化變電站的出現(xiàn)對(duì)解決電力系統(tǒng)中的很多問(wèn)題都有很大幫助。

智能變電站中應(yīng)用了很多先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，例如傳感器、通信、控制等方面都有高科技技術(shù)，智能化變電站以一次設(shè)備參量數(shù)字化、規(guī)范化信息平臺(tái)為基礎(chǔ)，可以自動(dòng)完成很多工作，例如可以先進(jìn)行信息的收集，然后再對(duì)信息進(jìn)行分析等，智能化變電站工作逐漸向著數(shù)字化、全面化發(fā)展。另外，智能變電站還可以為電網(wǎng)的決策提供數(shù)據(jù)分析的支持。

2.智能化變電站二次系統(tǒng)的技術(shù)特征

2.1系統(tǒng)高度集成化以及信息交換標(biāo)準(zhǔn)化

智能化變電系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，它的結(jié)構(gòu)得到了優(yōu)化，優(yōu)化后的機(jī)構(gòu)變的更加緊湊，內(nèi)部與控制器之間可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫通信，智能化變電系統(tǒng)也消除了特征量采集上的盲區(qū)，這樣更有利于系統(tǒng)的維護(hù)和工程的實(shí)施。

2.2運(yùn)行控制自動(dòng)化、保護(hù)控制協(xié)同化

智能化變電站可以將電壓、電流等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)的二次系統(tǒng)的整合、優(yōu)化以及信息的共享。

2.3分析決策在線化

智能化變電站的監(jiān)控功能更加全面，能夠準(zhǔn)確獲取電網(wǎng)中的運(yùn)行狀態(tài)，獲取各種數(shù)據(jù)。另外，監(jiān)控功能還能精確快速地找出變電站中設(shè)備的故障位置以及故障原因，有利與設(shè)備的及時(shí)維修。

3.智能化變電站二次系統(tǒng)的基本配置

3.1智能化變電站二次系統(tǒng)的架構(gòu)

如果根據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)對(duì)智能變電站二次系統(tǒng)進(jìn)行層次劃分的話，可以分為過(guò)程層、間隔層、站控層，這三個(gè)層次。各個(gè)層面所包含的的內(nèi)容和所具有的功能都是不同的。

3.1.1過(guò)程層

過(guò)程層屬于智能化部分，它包含了一次設(shè)備和二次設(shè)備，主要的設(shè)備有智能操作箱、互感器等。

3.1.2間隔層

間隔層的作用是各層面的數(shù)據(jù)以及信息收集和整理，并具有對(duì)一次設(shè)備實(shí)施保護(hù)控制、操作控制等功能。間隔層化具有實(shí)現(xiàn)過(guò)程層與站控層快速通信的功能，間隔層的命令以及操作在系統(tǒng)中的級(jí)別是最優(yōu)先的，間隔層所包含的設(shè)備主要有測(cè)控設(shè)備、保護(hù)裝置等。

3.1.3站控層

站控層的功能比較強(qiáng)大，它匯總整個(gè)變電站的數(shù)據(jù)信息，并且提供站內(nèi)運(yùn)行的聯(lián)系界面，對(duì)其他兩個(gè)層面進(jìn)行控制和管理，對(duì)整個(gè)變電站實(shí)施監(jiān)控，并支持與遠(yuǎn)方監(jiān)控或調(diào)度中心通信。它所包含的設(shè)備具體有設(shè)備、主機(jī)、自動(dòng)化軟件等。

3.2 110kV柯井變保護(hù)裝置的基本情況

柯井變是智能化變電站的典型，它的結(jié)構(gòu)具體為主接線為外橋接線，在柯井變主開(kāi)關(guān)的選擇上，使用了是常規(guī)開(kāi)關(guān)?？戮冎袘?yīng)用的高新設(shè)備有電子式互感器以及其他智能化的設(shè)備和功能?？戮兊某霈F(xiàn)也是高科技在電力行業(yè)中的得到應(yīng)用的重要體現(xiàn)?？戮兌蜗到y(tǒng)采用的結(jié)構(gòu)是三層設(shè)備兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)?？戮儍?nèi)過(guò)程層的網(wǎng)絡(luò)組成是SV網(wǎng)和GOOSE網(wǎng)組合的方式?？戮儍?nèi)部保護(hù)方面，設(shè)置的保護(hù)裝置有10kV線路保護(hù)以及主變保護(hù)等。

4.變電站模型二次系統(tǒng)調(diào)試

智能變電站保護(hù)裝置需要與外界進(jìn)行連接，與傳統(tǒng)變電站不同的是，智能化變電站連接所用的介質(zhì)是光纖，并且全部的介質(zhì)都需要用光纖。變電站中信息全部通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)備來(lái)完成傳遞工作。傳統(tǒng)的保護(hù)設(shè)備的調(diào)試已經(jīng)不能適應(yīng)智能變電站的工作，因此為符合智能變電站的要求需要改變保護(hù)設(shè)備調(diào)試內(nèi)容和方式，因?yàn)楦淖兊闹挥行畔⒌膫鬟f方式，原有的保護(hù)裝置邏輯沒(méi)有發(fā)生變化，因此對(duì)于傳統(tǒng)的邏輯檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)可以在智能變電站二次系統(tǒng)的調(diào)試中得以繼續(xù)使用。

4.1變電站模型的檢查

模型涉及到四種文件分別是SSD文件、ICD文件、SCD文件、CID文件。其中SSD文件是對(duì)一次系統(tǒng)配置的描述，其內(nèi)容包括單線圖以及一次設(shè)備的節(jié)點(diǎn)和定義；ICD文件是對(duì)智能電子設(shè)備配置的描述，其內(nèi)容包括數(shù)據(jù)類型的定義以及控制塊定義等。而文件之間和可以進(jìn)行配置來(lái)生成其他文件，例如SCD文件就是由SSD文件和ICD文件通過(guò)系統(tǒng)配置工具產(chǎn)生的；這樣的還有CID文件，它是由SCD文件通過(guò)IED配置工具生成的。

在構(gòu)建智能變電站配置時(shí)，要嚴(yán)格按照?qǐng)D紙的設(shè)計(jì)進(jìn)行，不可隨意改動(dòng)。在智能化變電站的配置中，各種設(shè)備模型都不可以隨意變動(dòng)，例如如果要改動(dòng)IED設(shè)備模型，必須要通過(guò)流程生成新的CID文件，而不可直接對(duì)CID進(jìn)行改動(dòng)，否則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)中相應(yīng)的信息和操作發(fā)生錯(cuò)誤。

4.2保護(hù)裝置調(diào)試

4.2.1電壓和電流采樣的檢測(cè)

由于智能化變電站在電壓和電流的的采樣中需要用到光數(shù)字保護(hù)儀，且對(duì)光數(shù)字保護(hù)儀的數(shù)字信號(hào)的傳輸要求很高，保證數(shù)字信號(hào)沒(méi)有誤差，但就技術(shù)上而言，數(shù)字保護(hù)測(cè)試儀輸出的數(shù)字信號(hào)存在一定問(wèn)題，那就是傳輸時(shí)延不穩(wěn)定，因此無(wú)法準(zhǔn)確采樣。目前一般進(jìn)行數(shù)字電壓、電流信號(hào)輸入的方式是傳統(tǒng)保護(hù)測(cè)試儀和模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行組合。

4.2.2保護(hù)裝置的輸出

保護(hù)裝置的輸出需要利用到GOOSE網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸信號(hào)，傳輸對(duì)象為智能終端，信號(hào)內(nèi)容一般為跳閘信號(hào)以及相互之間的啟動(dòng)閉鎖信號(hào)。

4.2.3同步測(cè)試

智能化變電站系統(tǒng)中的電壓、電流信號(hào)在經(jīng)過(guò)光數(shù)字化以后，需要進(jìn)行跨間隔數(shù)據(jù)同步性測(cè)試，同步性測(cè)試智能化變電站系統(tǒng)的工作非常重要。驗(yàn)證不同間隔見(jiàn)數(shù)據(jù)的同步性的方法為同源的一次升壓和升流。

4.3其他二次回路檢測(cè)

智能化變電站中主要使用光纖以太網(wǎng)，光纖以太網(wǎng)難免出現(xiàn)故障，在檢查光纖以太網(wǎng)的連接的正確性以及可靠性時(shí)候有許多方式，例如觀察光纖頭是否潔凈；光纖網(wǎng)絡(luò)通信是否正常等。在對(duì)智能化變電站的網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行測(cè)試的時(shí)候，需要使用網(wǎng)絡(luò)分析儀，測(cè)量結(jié)果相對(duì)比較準(zhǔn)確。

智能化變電站的運(yùn)行離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)的支持，只有在網(wǎng)絡(luò)的支持下智能化變電站才能展現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)，智能化變電站需要用到的網(wǎng)絡(luò)主要有GOOSE網(wǎng)、MMS網(wǎng)、SV網(wǎng)三種。智能化變電站中設(shè)置有很多在線監(jiān)控系統(tǒng)，可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全方位的監(jiān)控，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障的位置，有利于快速處理故障。

5.結(jié)束語(yǔ)：

通過(guò)分析可以看出智能化變電站二次系統(tǒng)的技術(shù)特征有系統(tǒng)高度集成化、運(yùn)行控制自動(dòng)化、分析決策在線化等，智能化二次系統(tǒng)的構(gòu)架分為過(guò)程層、間隔層、站控層。在變電站二次系統(tǒng)的調(diào)試方面有變電站模型的檢查、保護(hù)裝置的調(diào)試以及其他二次回路的檢測(cè)。智能化變電站還需要不斷升級(jí)和改進(jìn)，以促進(jìn)電力行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]裴新榮.智能變電站二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其工程應(yīng)用研究[J].黑龍江科技信息.2014，（36）：6-6.