特高壓變電站監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試要點(diǎn)的研究

冷歐陽(yáng),田立山

(國(guó)網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020)

為了大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃，國(guó)家電網(wǎng)公司建設(shè)一批特高壓工程，隨之帶來(lái)的新技術(shù)和新設(shè)備在特高壓工程中得到了推廣和應(yīng)用。相比其他變電站來(lái)說(shuō)，特高壓變電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)增加了更多功能、信息點(diǎn)、維護(hù)量，為調(diào)試驗(yàn)收帶來(lái)了很多復(fù)雜的問題，急需解決和完善。

1 特高壓變電站監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)

與智能變電站不同，目前已投運(yùn)和在建的特高壓交流變電站為模擬量采樣、電信號(hào)控制和監(jiān)測(cè)的常規(guī)變電站，但與傳統(tǒng)常規(guī)站不同，數(shù)字化的特高壓變電站監(jiān)控系統(tǒng)已采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)建模與通信。系統(tǒng)架構(gòu)示意圖如圖1所示。

特高壓變電站監(jiān)控系統(tǒng)分為站控層和間隔層，兩層設(shè)備之間的信息交互通過站控層A、B網(wǎng)連接實(shí)現(xiàn)。特高壓變電站的監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)與近年來(lái)國(guó)家電網(wǎng)公司大力推行的智能變電站相比有很大不同，沒有采用三層兩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，取消了過程層及過程層網(wǎng)絡(luò)，通過傳統(tǒng)的硬接線方式來(lái)采集和發(fā)出模擬量、狀態(tài)量及控制命令[1-2]。

2 監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試

2.1 調(diào)試步驟

目前調(diào)試基本可分為3個(gè)階段：廠家單體調(diào)試、集成測(cè)試(聯(lián)調(diào))及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。集成測(cè)試是在各個(gè)模塊和單體調(diào)試完成后，將所有模塊和裝置按照設(shè)計(jì)要求組成子系統(tǒng)或系統(tǒng)并進(jìn)行測(cè)試。集成測(cè)試可將某些在單體及局部測(cè)試中沒有反映出來(lái)的問題，在系統(tǒng)組成后暴露出來(lái)。在現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試前，加入集成測(cè)試，可以提高整體效率。而現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的工作主要集中在測(cè)試一次設(shè)備與二次系統(tǒng)回路連接以及連接后的整體動(dòng)作性能。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)試技術(shù)和方法

a. 信號(hào)模擬試驗(yàn)

由于特高壓變電站采用的是模擬量采樣，硬接線傳輸信號(hào)，因此驗(yàn)證監(jiān)控系統(tǒng)控制、測(cè)量和信號(hào)主要通過信號(hào)模擬試驗(yàn)。調(diào)試試驗(yàn)人員在接線端子處對(duì)一、二次設(shè)備施加開關(guān)量及模擬量，發(fā)布遙調(diào)和遙控命令。通過檢驗(yàn)相應(yīng)設(shè)備能否準(zhǔn)確動(dòng)作或響應(yīng)來(lái)判斷裝置布置、二次接線、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的UI、網(wǎng)絡(luò)組建、上呈調(diào)度信息是否正確。

圖1 特高壓變電站監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

b. GOOSE/MMS報(bào)文模擬

對(duì)于特高壓變電站IEC61850的通信測(cè)試來(lái)說(shuō)，主要方式為報(bào)文模擬。為了減小調(diào)試及驗(yàn)證范圍，可以通過報(bào)文模擬的方式對(duì)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行單體和部分組網(wǎng)系統(tǒng)的試驗(yàn)[3]。

3 特高壓變電站智能監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試要點(diǎn)

3.1 調(diào)試目的

監(jiān)控系統(tǒng)的施工包括相關(guān)設(shè)備的物理接線安裝、裝置及計(jì)算機(jī)的參數(shù)設(shè)置。施工單位在根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求及設(shè)計(jì)資料進(jìn)行施工的過程中，所出現(xiàn)的任意一個(gè)錯(cuò)誤都可能使監(jiān)控系統(tǒng)不能正常工作。

變電站監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)試是經(jīng)過核查及試驗(yàn)的方式確認(rèn)系統(tǒng)能否正常工作、資料是否齊全的過程，是后續(xù)運(yùn)行維護(hù)等工作順利開展的基礎(chǔ)。

3.2 調(diào)試主要內(nèi)容

監(jiān)控系統(tǒng)本質(zhì)特征為在信息交互的過程中，通過相應(yīng)程序和設(shè)置的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)具體應(yīng)用的功能[4]。

其中，在最容易受施工影響的采集與發(fā)布信息過程中，可讀性、完整性、規(guī)范性、正確性方面存在的問題很難避免。監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)裝置的程序運(yùn)行參數(shù)需要由相關(guān)運(yùn)行單位計(jì)算得出，正確的參數(shù)才能使軟件程序正確運(yùn)行，因此參數(shù)設(shè)置是調(diào)試驗(yàn)收的關(guān)鍵之一；相關(guān)安裝及接線是調(diào)試的重點(diǎn)；調(diào)試驗(yàn)收的最終結(jié)果是系統(tǒng)的整體功能能否實(shí)現(xiàn)共同配合。變電站監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試的重點(diǎn)內(nèi)容可分為以下幾項(xiàng)。

a. 安裝驗(yàn)收

一般在設(shè)計(jì)資料中，屏柜應(yīng)根據(jù)屏位布置圖按照明確的編號(hào)及順序安裝到指定位置，屏柜內(nèi)裝置按照柜面布置圖安裝在指定屏柜位置上，應(yīng)采取對(duì)照檢查的方式驗(yàn)收。

b. 線纜接線調(diào)試

控制電纜、低壓電力電纜、屏蔽雙絞線及同軸電纜等信號(hào)線纜及相應(yīng)接頭應(yīng)在指定位置以指定方式連接。在設(shè)計(jì)資料中，均會(huì)在表格和安裝圖中表述相應(yīng)線纜的連接端以及連接方式。主要是以施加電氣量的方法進(jìn)行調(diào)試試驗(yàn)。

c. 運(yùn)行參數(shù)調(diào)試

特高壓變電站采用的自動(dòng)化裝置均有運(yùn)行參數(shù)設(shè)置。設(shè)置運(yùn)行參數(shù)和定值的方式有很多種，例如通過專用組態(tài)工具或液晶面板進(jìn)行。調(diào)試、運(yùn)行及相關(guān)人員結(jié)合實(shí)際情況按照軟件或裝置的說(shuō)明書設(shè)置。調(diào)試過程為先對(duì)參數(shù)調(diào)整，然后開始電氣模擬試驗(yàn)并觀察設(shè)備響應(yīng)的方式進(jìn)行。

3.3 蒙西1 000 kV變電站測(cè)控調(diào)試

以蒙西1 000 kV變電站1號(hào)主變測(cè)控裝置調(diào)試實(shí)例，簡(jiǎn)單介紹特高壓變電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)具體調(diào)試過程。

1號(hào)主變測(cè)控包括主變本體、調(diào)壓變本體、1 000 kV側(cè)、500 kV側(cè)、110 kV側(cè)I及110 kV側(cè)II6臺(tái)裝置。采用的是北京四方繼電保護(hù)自動(dòng)化股份有限公司生產(chǎn)的CSI-200E型裝置。調(diào)試試驗(yàn)項(xiàng)目見表1。

表1 主變測(cè)控調(diào)試試驗(yàn)項(xiàng)目

以上測(cè)試項(xiàng)目中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)遙信變位測(cè)試的試驗(yàn)量最大，例如在1號(hào)主變本體測(cè)控調(diào)試中，該項(xiàng)含90條測(cè)試；而高中低壓側(cè)的后臺(tái)系數(shù)設(shè)定核對(duì)則明顯多于主變本體。對(duì)于測(cè)控調(diào)試，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)遙信變位測(cè)試、后臺(tái)系數(shù)設(shè)定核對(duì)、遙控功能測(cè)試這3項(xiàng)試驗(yàn)相對(duì)復(fù)雜，出現(xiàn)問題后排查解決相對(duì)較難，因此后文提出一些調(diào)試關(guān)鍵點(diǎn)，以便于調(diào)試工作順利進(jìn)行。

3.4 調(diào)試關(guān)鍵點(diǎn)

a. 正確性驗(yàn)證

變電站監(jiān)控系統(tǒng)是由施工方依照相關(guān)規(guī)定的順序，對(duì)所有裝置組屏安裝、二次回路接線、通信連接，然后通過正確的邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置而形成的。但是，施工方接線、設(shè)置工作存在著一定的錯(cuò)誤，會(huì)影響組裝完畢的監(jiān)控系統(tǒng)部分功能不正確或不可用。調(diào)試試驗(yàn)的目的就是檢測(cè)全部接線及設(shè)置的正確性，保證設(shè)備能正確運(yùn)行。

b. 完整性驗(yàn)證

監(jiān)控系統(tǒng)相應(yīng)功能的實(shí)現(xiàn)依賴于采集大量的設(shè)備控制、測(cè)量、信號(hào)信息。系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備不僅數(shù)量多，類型更是多種多樣，在各個(gè)施工過程都有可能缺失部分應(yīng)用功能或部分采集信息的情況。因此需要以驗(yàn)收大綱、設(shè)備說(shuō)明書、設(shè)計(jì)文件等為依據(jù)進(jìn)行調(diào)試，完整排查監(jiān)控系統(tǒng)，以保證完工的變電站監(jiān)控系統(tǒng)的信息及功能完整。

c. 規(guī)范性驗(yàn)證

變電站監(jiān)控系統(tǒng)有相關(guān)的技術(shù)規(guī)范、設(shè)計(jì)規(guī)范、施工規(guī)范、調(diào)試規(guī)范要求，需要在調(diào)試試驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)驗(yàn)證相關(guān)設(shè)備是否符合規(guī)范。

d. 可讀性驗(yàn)證

即便變電站監(jiān)控系統(tǒng)已建成并投運(yùn)，在后期仍可能由于運(yùn)行維護(hù)及改擴(kuò)建的需求、相關(guān)部門的調(diào)整意見等開展修改工作。需要對(duì)電氣二次和通信接線、監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)配置的相關(guān)標(biāo)識(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)，而且必須驗(yàn)證電子設(shè)備和計(jì)算機(jī)的參數(shù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

作為保障特高壓變電站安全生產(chǎn)運(yùn)行的核心系統(tǒng)之一，變電站監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定起著重要的作用。本文對(duì)特高壓變電站監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)進(jìn)行了分析，重點(diǎn)介紹了監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)試技術(shù)和方法，系統(tǒng)闡述了調(diào)試要點(diǎn)，可供特高壓自動(dòng)化專業(yè)人員借鑒。

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