智能變電站二次設(shè)備調(diào)試及維護(hù)探討

廣東省水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司 朱旻路

本文通過分析智能變電站系統(tǒng)特征，探討二次設(shè)備系統(tǒng)調(diào)試的技術(shù)，針對二次設(shè)備系統(tǒng)的常見問題、調(diào)試方式評估及維護(hù)治理等層面提出一些建議。

變電站作為供配網(wǎng)絡(luò)中電力與配電網(wǎng)的關(guān)鍵傳送點(diǎn)，有著重要的作用。電氣和高壓設(shè)施進(jìn)行高壓輸送檢測時(shí)，務(wù)必保障測試質(zhì)量，最大限度降低測驗(yàn)成本。

1 智能變電站二次設(shè)備系統(tǒng)特征分析

基于儀器參數(shù)優(yōu)化與信息平臺(tái)計(jì)算機(jī)化的智能變電站，其中的自動(dòng)化系統(tǒng)在節(jié)省了人力資源的同時(shí)，也使得輔助設(shè)施系統(tǒng)向著智能化方向演變，其功能主要有以下幾點(diǎn)。

1.1 高集成自動(dòng)化

在實(shí)際操作中，二次設(shè)備系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)信息無縫銜接，實(shí)現(xiàn)操作中心與變電站信息的交互；同時(shí)，收集電子化與自動(dòng)化操縱的信息，不僅加強(qiáng)了系統(tǒng)運(yùn)作的平穩(wěn)性，而且降低了系統(tǒng)維護(hù)的難度。

1.2 在線信息保護(hù)

二次設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)用智能數(shù)據(jù)采集技術(shù)，能夠把數(shù)據(jù)信息二次歸并到此智能變電站二次設(shè)備系統(tǒng)中完成改良。該系統(tǒng)在數(shù)據(jù)高度集成后，立即反饋數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)狀態(tài)和運(yùn)作情況給監(jiān)測機(jī)制。

IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的廣泛普及使自動(dòng)一體化技術(shù)逐漸成熟，且調(diào)試步驟實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。為達(dá)成設(shè)施平穩(wěn)安全運(yùn)作并順利調(diào)試與維護(hù)，既要保障智能變電站的建設(shè)，也要優(yōu)化二次設(shè)備系統(tǒng)架構(gòu)，完善相關(guān)順應(yīng)性高的技術(shù)。

2 智能變電站二次設(shè)備調(diào)試問題分析

在調(diào)試過程中，智能變電站二次設(shè)備部分由廠家完成綜合調(diào)試勘測，還有部分是裝配后進(jìn)行實(shí)地調(diào)試，系統(tǒng)聯(lián)合勘測是智能變電站運(yùn)作的基礎(chǔ)。二次設(shè)備調(diào)試首要沿襲變電站常規(guī)調(diào)試方式，站內(nèi)模型改正后缺少總體離線考證措施，運(yùn)作的相關(guān)設(shè)施和調(diào)試的相關(guān)設(shè)施務(wù)必需要物理隔離，裝備間功能不能實(shí)施在線考證。但是，智能變電站二次設(shè)備調(diào)試和舊式變電站聯(lián)合調(diào)試勘測大不相同，聯(lián)合調(diào)試勘測需要依據(jù)現(xiàn)場工程裝配實(shí)現(xiàn)相應(yīng)設(shè)施統(tǒng)一集成，在此之上重復(fù)對裝配工程進(jìn)行勘測。智能變電站二次設(shè)備聯(lián)合調(diào)試勘測需要注意檢測技術(shù)特征、系統(tǒng)互相協(xié)作、網(wǎng)絡(luò)條約等，事先了解設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)等問題并加以優(yōu)化，從而預(yù)設(shè)好勘測現(xiàn)場的條件?，F(xiàn)場勘測大體分為三個(gè)階段進(jìn)行單體勘測，隨后再劃分子系統(tǒng)進(jìn)行勘測，最后進(jìn)行整體勘測。事實(shí)上既然在現(xiàn)場調(diào)試中進(jìn)行了單體勘測，那么整體勘測也僅在現(xiàn)場實(shí)施。

智能變電站運(yùn)作過程中減少人工介入有助于各環(huán)節(jié)設(shè)施單體勘測，檢修壓板在合并單元、智能終端、保護(hù)中止中都有配備。智能二次設(shè)備普遍使用SV、GOOSE、MMS等報(bào)告方式傳送數(shù)據(jù)，將其加入裝備檢修壓板應(yīng)用后，SV、GOOSE、MMS報(bào)告方式中Test就會(huì)主動(dòng)處理，并且與檢修壓板實(shí)時(shí)狀況進(jìn)行比對并給出回饋，一旦智能變電站檢修壓板進(jìn)行不妥操作就會(huì)引發(fā)設(shè)施誤動(dòng)。設(shè)備軟件是在智能變電站二次設(shè)備系統(tǒng)中與智能設(shè)施聯(lián)系的紐帶，設(shè)備軟件與二次設(shè)備系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)下關(guān)聯(lián)相應(yīng)的裝配過程，進(jìn)而完成信息交流與互相應(yīng)用功能。其總體裝配過程能夠填充與SCD、CID有關(guān)配置文件時(shí)，常被看作是智能變電站的二次回路，其作用與人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)相仿。在一定程度上設(shè)施的SCD配置文件位置決定了輔助設(shè)備系統(tǒng)的維護(hù)，修正特指設(shè)施故障普遍發(fā)生于SCD與CID中。

3 智能變電站二次設(shè)備維護(hù)問題分析

智能變電站在運(yùn)行時(shí)，常會(huì)發(fā)生設(shè)施故障及通訊故障等狀況。由于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備類型繁雜、數(shù)量眾多，且故障種類也各不相同，常常會(huì)出現(xiàn)通訊途中信號(hào)異常、終止、遠(yuǎn)程操控?zé)o效、裝置警報(bào)等狀況。以上常見的故障大多數(shù)是由于裝置本身不健全引發(fā)的，而排除設(shè)施故障的方法通常是在設(shè)備顯示屏上查閱故障記錄，或是利用設(shè)備調(diào)試軟件與電子化技術(shù)相融合來診斷或派出人工進(jìn)到站里進(jìn)行勘測處理。如今，有些站內(nèi)自動(dòng)化電子設(shè)施備有工作運(yùn)作日志，從而使得故障查驗(yàn)更加簡單，不過通常情況下運(yùn)作日志一般都有獨(dú)特格式且需要使用特殊軟件進(jìn)行查閱。通訊故障問題常常發(fā)生在交換機(jī)、設(shè)備網(wǎng)口等部分，從而引發(fā)網(wǎng)絡(luò)阻滯，而且通信串口路線總是出現(xiàn)極高誤碼率，路由等裝置和加密設(shè)備及原動(dòng)機(jī)裝配錯(cuò)誤的測點(diǎn)無法匹配等。

4 智能變電站二次設(shè)備調(diào)試及維護(hù)建議

4.1 模型文件管控技術(shù)

在對智能變電站進(jìn)行調(diào)試時(shí)，運(yùn)用不同的二次電路保護(hù)器光口能夠在光纖調(diào)試過程中減少運(yùn)作、勘測人員的操作誤差，可以減少電網(wǎng)安全隱患。制定詳細(xì)的技術(shù)規(guī)范，標(biāo)準(zhǔn)化治理光口及光纖等標(biāo)識(shí)，科學(xué)設(shè)立光纜指示牌，說明用處、相應(yīng)設(shè)施類型及名稱等內(nèi)容，同時(shí)杜絕出現(xiàn)進(jìn)口光纖無標(biāo)識(shí)或指示牌不明確等情況。

4.2 配置文件統(tǒng)一管理

應(yīng)確保完成相對應(yīng)的竣工圖，能夠有效防止SCD配置文件等來回修正出現(xiàn)混亂場面，一旦發(fā)生裝備在調(diào)試途中發(fā)生變化的現(xiàn)象，應(yīng)與設(shè)施生產(chǎn)商及相關(guān)設(shè)計(jì)院及時(shí)商洽，絕不能私自修訂、刪減、串聯(lián)并篡改CID文件配置。

4.3 配置文件在線校驗(yàn)

智能變電站運(yùn)作機(jī)構(gòu)需要實(shí)施配置文件備份備案治理機(jī)制，實(shí)施專項(xiàng)負(fù)責(zé)人制度，將含有CRC校驗(yàn)碼、生成時(shí)間等CID、SCD配置的電子文件歸檔。實(shí)現(xiàn)配置文件更新等實(shí)時(shí)監(jiān)控準(zhǔn)則，保障各個(gè)階段設(shè)施配置文件版本的統(tǒng)一，一旦不統(tǒng)一則立刻發(fā)出警報(bào)；同時(shí)，應(yīng)加快研發(fā)一個(gè)特定光口向量勘測系統(tǒng)，便于順利接入數(shù)字勘測儀器。

4.4 二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測

二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測由數(shù)據(jù)收集單元與運(yùn)行維護(hù)管控治理單元構(gòu)成。數(shù)據(jù)收集單元的功能是將SV、GOOSE等報(bào)文從過程層網(wǎng)絡(luò)接管過來進(jìn)行拆解和剖析，同時(shí)將網(wǎng)絡(luò)剖析報(bào)告?zhèn)鬏斀o運(yùn)行維護(hù)管控治理單元。運(yùn)行維護(hù)管控治理單元能夠與數(shù)據(jù)收集單元進(jìn)行通訊，接收剖析報(bào)告，還能接軌站控層交換機(jī)，利用MMS合約及保護(hù)設(shè)施、勘測設(shè)備及交換機(jī)通訊來收集二次設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)作數(shù)據(jù)和狀態(tài)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并一體化運(yùn)用這些數(shù)據(jù)，發(fā)揮二次虛回路監(jiān)控與警報(bào)、二次設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控及預(yù)警等作用。

二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測主要功能如下：

（1）間隔層設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測

數(shù)據(jù)收集單元利用交換機(jī)鏡像口連接站控層網(wǎng)絡(luò)，收集間隔層設(shè)施運(yùn)作情況信息。

（2）過程層裝置狀態(tài)監(jiān)測

過程層設(shè)施運(yùn)用GOOSE合約發(fā)送情況勘測數(shù)據(jù)給監(jiān)測設(shè)備，監(jiān)測設(shè)備隨即將情況勘測數(shù)據(jù)通過MMS合約輸送給運(yùn)行維護(hù)管控治理單元。

（3）過程層交換機(jī)狀態(tài)監(jiān)測

運(yùn)行維護(hù)管控治理單元利用MMS合約同時(shí)收集過程層交換機(jī)、站控層交換機(jī)運(yùn)作情況數(shù)據(jù)。

4.5 二次回路可視化

二次回路監(jiān)控是以數(shù)據(jù)收集單元與運(yùn)行維護(hù)管控單元為基礎(chǔ)的，屬于二次設(shè)備管控系統(tǒng)的功能之一，其作用包含二次實(shí)回路監(jiān)控和二次虛回路監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)過程層物理聯(lián)結(jié)及二次虛回路通訊狀況在線監(jiān)控及剖析。二次虛回路狀況組成板塊有二次虛回路通訊路線狀況、關(guān)聯(lián)軟壓板運(yùn)行情況及網(wǎng)絡(luò)報(bào)文情況等幾部分組成。

物理回路監(jiān)視需要SCD文件負(fù)載設(shè)備間物理網(wǎng)口聯(lián)結(jié)數(shù)據(jù)，所以需要設(shè)備模型支撐端口數(shù)據(jù)建模。以IEC61850為標(biāo)準(zhǔn)，使用“PhysConn”屬性和其涵蓋的“Type”“Plug”“Cable”與“Port”來表示，需要交換機(jī)支持IEC 61850建模。各式裝置間物理聯(lián)結(jié)關(guān)系利用擁有同樣物理線纜標(biāo)志符的

元素來進(jìn)行刻畫。

4.6 二次設(shè)備系統(tǒng)維護(hù)建議

對二次設(shè)備系統(tǒng)每個(gè)開關(guān)實(shí)行查驗(yàn)，在查驗(yàn)開關(guān)聯(lián)調(diào)時(shí)，注意其系統(tǒng)反饋評估及明確智能終端的顯示數(shù)值，同時(shí)更加重視對智能終端和間隔層設(shè)施間工作的調(diào)試。隨時(shí)查驗(yàn)遠(yuǎn)動(dòng)通訊系統(tǒng)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)變電站調(diào)度作業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)符合標(biāo)準(zhǔn)，還能聯(lián)結(jié)二次設(shè)備實(shí)際運(yùn)作狀態(tài)，實(shí)時(shí)發(fā)布報(bào)文量等數(shù)據(jù)，以便按時(shí)完成二次設(shè)備系統(tǒng)維護(hù)任務(wù)。

結(jié)語：電站智能化必然會(huì)成為電力系統(tǒng)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展趨勢之一，所以，需要對變電站對應(yīng)的設(shè)施安裝質(zhì)量進(jìn)行管控，保障電力系統(tǒng)安全平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。在進(jìn)行施工管制時(shí)，尤其需要注重變壓器裝配，其他相關(guān)設(shè)施和具體設(shè)備管理同樣重要，同時(shí)對操作步驟進(jìn)行詳細(xì)的查驗(yàn)及記載，以便于后期的維護(hù)工作。本文通過分析智能化變電站二次設(shè)備系統(tǒng)的特征，針對常見的問題提出可行的建議和維修方法，以期能夠?yàn)橹悄芑冸娬景l(fā)展提供幫助。