220 kV 智能變電站二次裝置調試方法的分析與探討

王 宇

（包頭供電局修試管理一處，內蒙古包頭 014000）

0 引言

智能變電站以“三層兩網”方式實現(xiàn)變電站電力設備的信息交換與共享：三層指的是站控層、間隔層和過程層，兩網指的是GOOSE 網和SV 網。智能變電站通過交換機和光纖實現(xiàn)各個裝置的物理連接，代替了傳統(tǒng)的電纜連接，節(jié)省了材料，避免了直流接地現(xiàn)象的發(fā)生。

站控層以IEC61850 通信協(xié)議代替常規(guī)站的103 或104 規(guī)約，實現(xiàn)了信息的快速傳遞。模擬量通過SV 網實現(xiàn)各個裝置之間的共享，開關量通過GOOSE 網實現(xiàn)裝置之間的傳遞。通過全站SCD 文件和各個裝置的IED 文件實現(xiàn)全站程序的配置[1]。

1 220 kV 智能變電站的調試

智能變電站通過數(shù)字測試儀對二次裝置施加激勵，代替?zhèn)鹘y(tǒng)施加模擬量激勵的測試儀，使試驗量的上下限范圍更寬。利用抓包工具實現(xiàn)二次回路中裝置故障信息量的抓取，實現(xiàn)回路中任意點的信息的提取與分析[2]。傳統(tǒng)變電站調試人員只要掌握電纜的走向就能完成回路的調試，智能變電站需要調試人員掌握虛端子的配置以及光纜的走向才能完成二次回路的調試。智能變電站的調試流程需要根據(jù)SCD 文件和IED 文件的配置，進行單體調試和過程層系統(tǒng)性能調試，并且要測試光纖的時延和衰耗，防止光纖的損壞導致通信中斷。

2 智能站二次裝置調試

智能變電站進行二次設備調試前需要采取相應的安全措施使運行設備與調試設備隔離。常規(guī)站二次安全措施主要通過打開端子排銷子和解二次線的方法實現(xiàn)物理隔離，能夠從視覺上看到明顯的斷開點。智能變電站二次安措主要通過投退各個裝置的檢修硬壓板、裝置內部SV 接受軟壓板、SV 發(fā)送軟壓板、GOOSE 接受軟壓板、GOOSE 發(fā)送軟壓板以及投退智能終端的出口硬壓板等方法實現(xiàn)[3]。只有兩個設備的TEST 屬性相同時，兩個設備之間才能正常通信。智能變電站的調試首先需要將全站的SCD 文件下裝到數(shù)字測試儀，然后根據(jù)需要進行合并單元、智能終端、保護裝置等界面的選擇，將界面進行參數(shù)設置，使測試儀與被測試裝置通過光纖進行正常通信，然后再進行相應的測試項目。

2.1 合并單元調試

常規(guī)站通過給電壓互感器和電流互感器加模擬量，進行電流互感器和電壓互感器的性能測試。智能變電站需要通過標件，給光電轉換裝置施加數(shù)字量激勵，配置標件的參數(shù)和通信協(xié)議，通過回路級聯(lián)的方法對比合并單元與標件顯示數(shù)值的大小、頻率和波形，進而判斷合并單元采樣誤差是否在允許范圍內。

智能變電站需要檢查合并單元的雙AD 輸出一致性檢驗[4]。給合并單元分別加上兩條母線的不同電壓值，然后通過GOOSE 網用試驗儀加入I 母隔離開關位置和II 母隔離開關位置，檢查電壓切換裝置的輸出電壓，校驗切換功能。給合并單元分別施加I 母的電壓值和II 母的電壓值，然后通過GOOSE網用試驗儀加入母聯(lián)位置和母聯(lián)隔離刀閘位置，將并列把手打到并列位置，然后檢查輸出兩段電壓是否相同來檢查回路是否已并列。通過投退合并單元的檢修硬壓板，查看裝置界面，檢查檢修硬壓板是否已經投入或退出。模擬通道中斷，檢查裝置告警情況。

2.2 智能終端調試

利用測試儀模擬跳合閘脈沖，檢查智能終端跳合閘繼電器接點接通的時間，滿足其動作時間不大于7 ms 的要求。檢查智能終端斷路器位置的開入量以及低氣壓閉鎖等閉鎖信號的輸入。結合虛端子的配置情況檢查三相不一致、防跳功能，檢查開入開出量是否符合現(xiàn)場實際情況。220 kV 及以上保護配置兩套智能裝置，兩套之間通過信息交換實現(xiàn)相互之間的閉鎖功能。模擬手合、手跳、遙合、遙跳、保護跳等脈沖，檢查裝置分合位指示燈正常，斷路器分合正常。檢查跳合閘繼電器動作電流值是否正常。檢查裝置對時信號消失后，過一段時間后對時信號恢復正常，裝置對時功能自動恢復正常。

2.3 保護單體調試

智能變電站保護單體調試只需要將SV 光纖端口和GOOSE光纖接口與數(shù)字式測試儀相連接，通過施加數(shù)字量激勵，依據(jù)定值進行功能調試，并通過投退SV 接受軟壓板檢查保護裝置是否接受到模擬量，通過投退GOOSE 輸出軟壓板檢查斷路器是否跳閘，投退保護裝置檢修硬壓板檢查保護裝置是否退出。對保護裝置遠方修改定值功能進行檢查。

智能變電站220 kV 線路保護裝置與常規(guī)變電站不同，兩套保護裝置不允許有GOOSE 鏈路聯(lián)系，而常規(guī)變電站可以兩套保護裝置共用一個合閘出口，一套保護裝置借用、另一套保護裝置的合閘出口。因此智能變電站兩套保護裝置均投單重功能，需要優(yōu)先考慮重合閘出口速度快者和兩套保護之間的互閉鎖問題。

2.4 差動裝置同步性調試

智能變電站母差保護裝置、變壓器保護裝置涉及各側電流點對點采樣的同步性，需要模擬各側電流采樣，查看裝置采樣的同步性，差流顯示為零。

2.5 防抖動調試

對于智能站開關量防抖動功能測試，將防抖動時間設定為20 ms；利用測試儀加一個19 ms 的方波，不產生變位；加一個21 ms 的方波，產生變位。開關量防抖動功能的測試能夠保證接點的穩(wěn)定性和可靠性，保證裝置開關量信息的有效傳輸，實現(xiàn)對信息的有效提取，保證裝置運行的穩(wěn)定性和可靠性。

2.6 告警功能檢查

智能變電站設備的告警功能測試比較重要。裝置告警功能包括異常檢測告警、裝置自檢告警、系統(tǒng)變化告警、監(jiān)測告警，因此需要根據(jù)實際情況進行告警的模擬，確保裝置告警信息正確。當電流SV 斷鏈時，裝置告警燈點亮并閉鎖相關保護。電壓SV斷鏈時，裝置告警燈點亮相當于PT（電壓互感器）斷線現(xiàn)象。GOOSE 斷鏈時，斷路器位置、刀閘位置信息維持上一種狀態(tài)，其失靈開入以及閉鎖重合閘開入置零。當合并單元與裝置的SV電流通道檢修位TEST 值不同時，裝置告警并閉鎖相關保護。當SV 通道傳輸?shù)男畔⒄`碼率、時延超過允許值時，裝置判斷采樣值無效，按照SV 通道斷鏈現(xiàn)象進行處理。

2.7 聯(lián)調

針對智能變電站虛端子配置情況和保護裝置功能，進行各個裝置之間的聯(lián)調，模擬實際故障情況進行現(xiàn)場模擬，檢查保護裝置以及斷路器的動作情況，保證其動作的準確性。聯(lián)調時需要對裝置的電壓、電流采樣，保護裝置的功能以及斷路器的分合情況進行全面?zhèn)鲃?，嚴格按照?guī)程進行調試，查看聲響、信號以及斷路器分合情況是否符合要求。

2.8 過程層交換機調試

智能變電站的過程層交換機是信息傳遞的中轉站。過程層交換機保證信息傳遞的快速性、安全型和實時性，直接影響智能設備的安全穩(wěn)定運行。因此，需要對過程層交換機的最大流量承載量、信息傳遞的時延性、誤碼率、丟幀率等參數(shù)進行測試，保證電網數(shù)據(jù)的安全高效傳遞。

2.9 電能計量裝置調試

電能計量裝置應能夠正常采樣，正常計費與上傳數(shù)據(jù)，能夠與主站通信正確。對電能計量裝置的精度進行測試，對電能計量裝置的通信功能進行測試，對信息的上傳速度進行測試。

2.10 光纖調試

使用激光筆對光纖進行打光，確定所用的光纖。通過光電衰耗器對光纖的衰耗值進行測試。檢查光纖是否接反，是否符合功能要求。

3 智能站二次裝置異常處理

3.1 合并單元異常

當合并單元異常時，裝置告警，并影響相應線路保護裝置、母線保護裝置、主變保護裝置、計量裝置的功能，后臺無法對模擬量進行檢測，此時應該停用相應保護裝置及測控。合并單元異常時會影響SV 電壓采樣與SV 電流采樣，還會影響與其他裝置的信息的傳遞，影響相關裝置的SV 數(shù)據(jù)的接受。

3.2 智能終端異常

當智能終端異常時，將影響裝置跳合閘功能、三相不一致功能和測控功能，對后臺開關量開入、保護裝置的開關量開入、位置開入等產生影響。應將智能終端檢修壓板投入，但是不影響相應的保護功能，只影響相應保護的出口功能。

3.3 交換機異常

交換機出現(xiàn)異常情況時，將會影響其相連接的光纖的通信狀態(tài)，影響其關聯(lián)的光纖功能。交換機發(fā)生異常時，應盡快查找原因并進行交換機更換，使通道告警信息盡快恢復。

3.4 保護裝置異常

當保護裝置異常時，會影響此裝置的功能。保護裝置僅告警不影響裝置保護出口時，應將報警相關的保護功能退出，保護可暫不退出。當保護裝置閉鎖時，保護應投入檢修壓板，并將其出口軟壓板退出，將出口光纖拔下。保護裝置異常會導致其相關聯(lián)的二次裝置告警，但不影響其功能，因此可以不退出其相關聯(lián)的二次設備。

4 結語

智能變電站相對于傳統(tǒng)變電站，能夠節(jié)約材料，實現(xiàn)站內設備的信息共享與智能化控制，方便運維人員準確掌握設備情況并進行相應的預防和控制措施。本文針對智能站的特點，對二次裝置的調試方法和流程進行了總結與歸納，闡述智能設備調試時注意的事項和應該采取的措施，對調試內容進行系統(tǒng)性整理，有利于現(xiàn)場人員較快掌握設備的調試方法，對運行檢修人員的日常工作具有很好的指導價值，確保電網的安全穩(wěn)定運行，保證了電網的可靠運行。隨著智能變電站的廣泛應用，智能變電站的智能化、網絡化、智能化等優(yōu)勢將更好地發(fā)揮出來。智能變電站能夠實現(xiàn)遠方檢測、遠方控制以及信息的智能化交互，使變電站設備智能化水平大幅提高。