220 kV智能變電站智能裝置問題及調試建議

張國輝，王 昕，井雨剛，劉延華，孫運濤，唐新建，王永波

（山東電力研究院，山東 濟南 250002）

0 引言

濰坊怡明220 kV智能變電站是我省第一個新建220 kV智能變電站，也是國網(wǎng)公司第二批智能變電站試點工程之一。該站于2010年12月26日正式開工建設，2011年10月31日送電投運。

怡明站采用了包括純光式電流互感器、電子式電壓互感器、低功率模擬小信號電流互感器等在內的新設備、新技術，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集就地數(shù)字化、信息傳輸網(wǎng)絡化、信息共享標準化[1-2]。

1 智能裝置的特點

1.1 智能裝置之間采用光纖通信

怡明站智能裝置按照邏輯可劃分為過程層、間隔層、站控層三層智能裝置，過程層與間隔層裝置通過過程層網(wǎng)絡連接，間隔層與站控層裝置通過站控層網(wǎng)絡連接。

220 kV過程層采樣值網(wǎng)絡按點對點方式配置，GOOSE網(wǎng)絡配置雙套物理獨立的單網(wǎng)，GOOSE網(wǎng)絡、IEEE1588同步對時網(wǎng)絡合一。110 kV采樣值網(wǎng)絡、GOOSE網(wǎng)絡、IEEE1588同步對時網(wǎng)絡三網(wǎng)合一、共網(wǎng)運行。35 kV不設獨立的過程層網(wǎng)絡[3]。

各層智能裝置通過一套北斗/GPS互為備用雙授時、公用時間同步系統(tǒng)獲取同步。站控層裝置采用SNTP網(wǎng)絡對時方式，間隔層和220 kV、110 kV、35 kV過程層裝置采用IEEE 1588網(wǎng)絡對時方式。其中站控層裝置同時具備SNTP和IEEE 1588同步信號接收能力，間隔層、過程層裝置同時具備B碼和IEEE 1588同步接收能力[4-5]。

1.2 智能裝置不成熟

怡明站智能裝置廠家多，裝置不成熟，大部分沒有經(jīng)過掛網(wǎng)運行，設備運抵現(xiàn)場安裝后，現(xiàn)場調試驗收發(fā)現(xiàn)大量問題，使變電站投運延遲，其中智能裝置設備問題占絕大多數(shù)。

智能裝置本身功能不完善。220 kV母聯(lián)保護A，母聯(lián)同期測試時，兩側母線A相電壓只有一側能采到電壓頻率，另一側采不到電壓頻率；220 kV母聯(lián)、1號、2號主變高壓側開關采用三相聯(lián)動開關，但開關智能終端采用三相操作箱，BC相合閘回路將防跳回路短接，三個跳位監(jiān)視并接會分壓造成開關誤合；220 kV母差保護A母差保護收不到母聯(lián)斷路器位置信號，母差保護中母聯(lián)失靈保護、死區(qū)保護無法實現(xiàn)；110 kV所有線路測控裝置同期合閘功能存在缺陷，頻差閉鎖、壓差閉鎖不穩(wěn)定，閉鎖三次后閉鎖邏輯失效；110 kV所有線路保護測控裝置重合閘功能不完善，只能由開關跳位啟動重合閘，不能由保護啟動重合閘；110 kV賈悅線線路保護，距離保護A相、B相單相接地故障距離Ⅲ段不動作。35 kV母差跳35 kV開關時，只有線路開關能夠跳開，電容器、主變低壓側、站用變開關均無法跳閘。

智能裝置升級后部分功能無法實現(xiàn)?，F(xiàn)場試驗發(fā)現(xiàn)智能設備功能問題后，智能裝置便需修改程序或者版本升級，但升級版本后的裝置沒有經(jīng)過嚴格的出廠測試，導致許多原來的許多功能反而無法實現(xiàn)，如：220 kV母線測控裝置升級后，部分刀閘、地刀無法操作；110 kV 2PT測控裝置升級后，2PT刀閘、地刀無法操作；110 kV線路保護測控裝置升級后，測控同期閉鎖合閘功能失效；35 kV間隔升級后，母差保護不能跳電容器、站用變，母差不能閉鎖線路重合閘；主變測控升級程序后，測控裝置無法下發(fā)指令，主變高壓側、中壓側中性點接地刀閘無法操作。

廠家間智能裝置互聯(lián)問題時有發(fā)生。怡明站設備運抵現(xiàn)場前，集成商曾進行過出廠聯(lián)調，由于當時出廠聯(lián)調時智能設備還沒有完全定型，聯(lián)調后大部分智能裝置都進行過版本升級，而且出廠聯(lián)調階段只對部分裝置進行調試，遠不能與現(xiàn)場系統(tǒng)調試相提并論。上述因素導致智能裝置間通訊協(xié)議執(zhí)行情況千差萬別。220 kV保護測控裝置信號校核時，監(jiān)控系統(tǒng)只能接收電壓合并單元發(fā)出的前兩次信號，第三次后的信號監(jiān)控系統(tǒng)不能正常接收，與線路及監(jiān)控裝置廠家進行溝通后，發(fā)現(xiàn)電壓合并單元發(fā)出的信號不帶時標，而監(jiān)控系統(tǒng)則是按時標進行接收，從而造成了監(jiān)控信號接收混亂。35 kV電流互感器精度試驗過程中，當查看35 kV母差保護采樣值時，發(fā)現(xiàn)母差保護的采樣值不穩(wěn)定，出現(xiàn)跳躍現(xiàn)象，同時母差保護出現(xiàn)差流，檢查后發(fā)現(xiàn)互感器廠家為了滿足母差對合并單元中額定延時的要求，將其額定延時由2 020 μs修改為1 720 μs，導致合并單元處理數(shù)據(jù)時間不夠，從而丟棄數(shù)據(jù)，造成采樣值不穩(wěn)。

智能裝置廠家對國網(wǎng)規(guī)范理解不同。220 kV母聯(lián)保護裝置做報文丟幀、序號跳變、失步試驗時，裝置只有在每秒4 000個點全部丟失、跳變、失步時才報警。220 kV線路保護到GOOSE檢修位時，裝置不告警。220 kV母線保護，雙AD采樣只判幅值，不判相位。SV異常試驗中失步和丟幀測試不報警。多個采樣值報文序號偏差測試不報警。

1.3 智能裝置廠家技術力量參差不齊

大部分廠家處于同一起跑線。傳統(tǒng)二次設備形成了以南瑞繼保、國電南自、北京四方、深圳南瑞、許繼電氣等幾個廠家為首的龍頭企業(yè)，其保護測控等二次裝置經(jīng)過嚴格入網(wǎng)測試，產(chǎn)品質量過硬，在國內占有很大份額。但智能變電站的建設將許多在傳統(tǒng)二次設備中不占優(yōu)勢的廠家與上述大廠家拉到了同一起跑線，這些廠家的智能裝置都面臨裝置不成熟，缺乏運行經(jīng)驗的同一個難題，都需要在試驗運行中不斷修改升級。在智能裝置逐步走向成熟的過程中，都要經(jīng)歷一個升級完善的階段。

廠家技術力量薄弱，現(xiàn)場技術服務人員缺乏處理經(jīng)驗。智能裝置帶來的另一個問題是廠家普遍缺乏有經(jīng)驗的、能夠勝任現(xiàn)場工作的服務人員。怡明站智能裝置的現(xiàn)場調試給廠家服務人員提供了良好的實習場所，許多熟悉常規(guī)保護的廠家人員面對怡明站智能裝置出現(xiàn)的問題也是束手無策，需要與研發(fā)人員不斷溝通。鑒于此，有的廠家直接派新手甚至剛參加工作的應屆畢業(yè)生到怡明站從事現(xiàn)場服務，他們缺乏智能裝置缺陷處理的經(jīng)驗，對裝置消缺工作帶來很大不便。許多問題只有等研發(fā)人員到達現(xiàn)場后才能解決。

1.4 測試缺乏相應技術標準及儀器設備

國內沒有正式發(fā)布的可供依照的測試規(guī)范。當前智能站建設正在全面展開，山東2012年將新建兩百多座智能站，然而目前國內尚沒有正式發(fā)布的可供依照的測試規(guī)范，這對于智能裝置測試試驗的標準化、程序化帶來了很大困難，不同測試人員對智能裝置的測試項目理解不同，使得智能裝置測試工作具有很大隨意性，測試項目差別很大。

現(xiàn)場校驗缺乏相應儀器設備，現(xiàn)有儀器功能尚不完善。目前智能變電站調試模式與常規(guī)變電站差別不大，均使用繼電保護測試儀進行裝置單體測試，怡明站智能裝置單體調試使用了國內兩個知名廠家的繼電保護測試儀，這兩個廠家的測試儀功能各有側重，不盡相同。兩臺測試儀面對眾多廠家的智能設備，均不同程度地無法滿足調試要求，其中某測試儀廠家為適應現(xiàn)場調試還重新更換過版本。根據(jù)智能站網(wǎng)絡應用的特點，可以開發(fā)出適合智能站調試的試驗儀器，以減小現(xiàn)場調試工作量，增加工作效率。

2 智能站建設應重點關注的方面

出廠聯(lián)調。在目前智能設備不成熟的階段，智能站設備進行出廠系統(tǒng)聯(lián)調顯得尤為重要，在聯(lián)調階段，可以將所有二次智能設備按照工程要求組建，對整站SCD配置文件和裝置功能進行驗證，從而大大減少現(xiàn)場調試階段工作量。國內已經(jīng)有部分單位建成了智能裝置系統(tǒng)調試實驗室，在實驗室進行過聯(lián)調的智能裝置，到達現(xiàn)場后只進行IP地址配置及裝置開入、開出傳動試驗。

現(xiàn)場調試?，F(xiàn)場調試將變電站中存在的問題進行消缺處理，是智能站投運前的最后一次設備把關，事關智能站投運后的安全穩(wěn)定運行。這一階段需要測試智能裝置、協(xié)調設備廠家、督促相關人員進行系統(tǒng)消缺，工作量大，需成立專門的領導小組，需要各單位的支持與配合，為調試工作掃清障礙。

3 結語

本文就怡明站智能裝置出現(xiàn)的問題進行了分析，對當前智能變電站調試工作提出了建議，可為今后山東電力智能變電站的建設及調試提供參考。