智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)探討

賈寅飛 宋暢

摘要：智能變電站建立在IEC61850通信規(guī)范基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備智能化和二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化。本文針對智能電子設(shè)備(IED)構(gòu)成智能變電站保護(hù)系統(tǒng)后的相互配合問題,提出了智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的調(diào)試方法,并從通用檢査、合并單元檢査、繼電保護(hù)和安全自動裝置檢驗(yàn)、智能終端檢驗(yàn)4個方面進(jìn)行了重點(diǎn)分析。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護(hù);系統(tǒng)調(diào)試

中圖分類號：TM774 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言

智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)調(diào)試是保證變電站順利投產(chǎn)的重要環(huán)節(jié),也是檢驗(yàn)變 電站所使用的電氣設(shè)備功能及性能是否滿足設(shè)計(jì)和運(yùn)行要求的關(guān)鍵試驗(yàn),是檢查 變電站全站二次設(shè)備相互操作性的重要手段。試驗(yàn)結(jié)果可作為設(shè)備投產(chǎn)依據(jù),也為將來變電站運(yùn)行維護(hù)提供了參考資料。由于不同制造商對IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的理解存在差異,導(dǎo)致其生產(chǎn)的IED雖然通過了一致性測試,但不同廠家的IED構(gòu)成系統(tǒng)時(shí)卻存在互操作性問題。因此,研究智能變電站的系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)和方法十分必要。本文在總結(jié)智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)調(diào)試工作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,研究智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)調(diào)試方法,有助于提高智能變電站 的調(diào)試水平,保障智能變電站的順利投運(yùn)。

一、調(diào)試條件

智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接,設(shè)備間的連接是基于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字信號,原有二次回路中點(diǎn)對點(diǎn)的電纜連接被網(wǎng)絡(luò)化的光纜連接所取代,因 此調(diào)試的方法也較常規(guī)變電站發(fā)生了較大的變化,在進(jìn)行繼電保護(hù)系統(tǒng)調(diào)試時(shí)應(yīng)滿足以下要求:1、系統(tǒng)及設(shè)備安裝完畢。2、與一次設(shè)備及自動化系統(tǒng)相關(guān)的二次電纜巳施工結(jié)束。3、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安裝及通信線纜(銅纜和光纜)已施工結(jié)束,通信線纜測試合格并標(biāo)示正確。4、現(xiàn)場交直流系統(tǒng)已施工結(jié)束,滿足現(xiàn)場調(diào)試要求。

二、調(diào)試步驟

在繼電保護(hù)系統(tǒng)調(diào)試階段應(yīng)盡可能發(fā)現(xiàn)互操作和運(yùn)行要求方面的問題,及時(shí)進(jìn)行更正,使智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和運(yùn)行的要求。系統(tǒng)調(diào)試按 如下步驟進(jìn)行:(1)通用檢查;(2)合并單元(MU)的檢驗(yàn);(3)二次回路 系統(tǒng)檢查;(4)繼電保護(hù)和安全自動裝置檢驗(yàn);(5)智能終端檢驗(yàn);(6)整組試驗(yàn);(7) 與調(diào)控系統(tǒng)、站控系統(tǒng)配合檢驗(yàn)。其中,二次回路系統(tǒng)檢査、整組試驗(yàn)、與調(diào)控系統(tǒng)和站控系統(tǒng)配合檢驗(yàn)部分內(nèi)容與常規(guī)變電站調(diào)試方法相同。

1、通用檢査

通用檢査主要包含外觀檢査、設(shè)備工作電源檢查、設(shè)備通信接口檢査、設(shè)備軟件版本和通信報(bào)文檢查等,其中外觀檢查、設(shè)備工作電源檢查和設(shè)備軟件版本檢査與傳統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備相同。智能變電站繼電保護(hù)通用檢査增加了設(shè)備通信接口檢査和通信報(bào)文檢査等項(xiàng)目。設(shè)備通信接口檢 査主要檢査通信接口種類和數(shù)量是否滿足要求,檢查光纖端口發(fā)送功率、接收功率、最小接收功率。要求值如下:一20dBm <發(fā)送功率(包括以太網(wǎng)口和FT3網(wǎng)口)<-14dBm,-23d&n<接收功率(包括以太網(wǎng)口和FT3網(wǎng)口)<—1 4dB m;最小接收功率(包括以太網(wǎng)口和 FT3網(wǎng)口)<_30dBm。

2、合并單元栓査

MU檢查主要包含MU發(fā)送SV報(bào)文檢驗(yàn)、MU對時(shí)誤差測試、MU失步再同步性能檢驗(yàn)、MU檢修狀態(tài)測試、MU電壓切換、并列功能檢驗(yàn)。MU發(fā)送SV報(bào)文檢驗(yàn)主要檢驗(yàn)SV報(bào)文的丟幀率和SV報(bào)文發(fā)送頻率。檢査方法:將PC機(jī)通過光貓與MU連接,抓取SV報(bào)文并進(jìn)行分析。M U對時(shí)誤差測試主要測試合并單元對時(shí)誤差。對時(shí)誤差的最大值應(yīng)不大于1畔。在外部同步信號消失后,MU至少能在Wmin內(nèi)繼續(xù)滿足4/is同步精度要求。MU輸人電流電壓信號的同步檢驗(yàn)主要檢查MU失去同步信號再獲得同步信號后, MU傳輸SV報(bào)文的誤差。檢驗(yàn)方法:將MU的外部對時(shí)信號斷開,過1min再將外部對時(shí)信號接上,進(jìn)行SV報(bào)文的記錄和分析。MU 檢修狀態(tài)測試: MU發(fā)送SV報(bào)文檢修品質(zhì)應(yīng)能正確反映MU裝置檢修壓板的投退。檢驗(yàn)方法:投退MU裝置檢修壓板,抓取SV報(bào)文并分析“test”是否正確置位,通過裝置面板觀察。MU電壓切換/并列功能檢驗(yàn):檢驗(yàn)MU的電壓切換和電壓并列功能是否正常。

三、智能變電站繼電保護(hù)裝置配置方案

1、網(wǎng)絡(luò)配置

站控層采用單星型以太網(wǎng)絡(luò)；過程層推薦全站配置單星型以太網(wǎng)絡(luò)，采用GOOSE與SV共網(wǎng)方式。

1.1 這里推薦不按照電壓等級進(jìn)行組建過程層網(wǎng)絡(luò)，主要是因?yàn)闉榱藴p少交換機(jī)投資，另外，也考慮到間隔數(shù)比較少的情況。

1.2 過程層網(wǎng)絡(luò)單重化配置，則是由于110kV側(cè)由于間隔保護(hù)單套配置。要是考慮到主變保護(hù)雙套配置的情況，應(yīng)該GOOSE點(diǎn)對點(diǎn)方式在第二套主變保護(hù)與100kV橋備自投之間采用。

1.3 在不考慮母差保護(hù)、間隔間無配合的情況下，10kV推薦采用常規(guī)互感器，在用于自投、分段保護(hù)測控裝置等相關(guān)配合的時(shí)候，應(yīng)該配置GOOSE單網(wǎng)；另外，對于第二套主變保護(hù)動作信號來說，采用電纜連接智能終端輸出硬接點(diǎn)與備自投、分段保護(hù)測控裝置；不配置SV網(wǎng)。

2、間隔層及過程層設(shè)備配置

2.1互感器配置

110kV線路、內(nèi)橋采用三相電子式電流互感器；110kV母線采用三相電子式電壓互感器；變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)采用單相電子式電流互感器、低壓側(cè)采用三相電子式電流電壓互感器。10kV母線采用三相常規(guī)電壓互感器、各間隔采用三相常規(guī)電流互感器。

2.2 合并單元配置

110kV 線路、內(nèi)橋及母線合并單元需與雙套變壓器保護(hù)配合，因此需要雙套配置；母線合并單元按每兩段母線雙套配置；每套合并單元含電壓并列功能。

變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)合并單元雙套配置，接入高壓側(cè)中性點(diǎn)互感器；低壓側(cè)合并單元雙套配置，接入低壓側(cè)ECVT。

2.3 智能終端配置110kV智能終端單套配置

變壓器各側(cè)智能終端單套配置，本體智能終端單套配置。兩段母線單套配置一臺智能終端。35(10)kV及以下采用戶內(nèi)開關(guān)柜布置不配置智能終端(主變低壓側(cè)除外)。

2.4 保護(hù)裝置配置

線路間隔采用保護(hù)測控一體化裝置，單套配置，包含完整的主后備保護(hù)功能。橋間隔采用保護(hù)測控一體化裝置，單套配置。

變壓器電氣量保護(hù)雙套配置，每套含完整的主后備保護(hù)功能。變壓器保護(hù)應(yīng)接入110kV線路電流合并單元、110kV橋電流合并單元、l10kV母線電壓合并單元、高壓側(cè)中性點(diǎn)電流合并單元。

2.5 測控裝置配置

每臺主變配置1臺測控裝置。每段母線配置1臺測控裝置。

四、智能終端檢驗(yàn)

智能終端檢查包含智能終端動作時(shí)間、傳送位置信號、SOE精度、檢修狀態(tài)測試 等內(nèi)容。檢修狀態(tài)測試同MU檢修狀態(tài)測試。智能終端動作時(shí)間測試:檢查智能終端響應(yīng)GOOSE命令的動作時(shí)間。測試儀發(fā)送一組GOOSE跳、合閘命令,智能終端應(yīng)在7ms內(nèi)可靠動作。檢驗(yàn)方法: 由測試儀分別發(fā)送一組GOOSE跳、合閘命令,并接收跳、合閘的節(jié)點(diǎn)信息, 記錄報(bào)文發(fā)送與硬接點(diǎn) 輸出時(shí)間差。傳送位置信號測試: 檢查智能終端應(yīng)能通過GOOSE報(bào)文準(zhǔn)確傳送開關(guān)位置信息。檢驗(yàn)方法: 通過數(shù)字繼電保護(hù)測試儀分別輸出相應(yīng)的電纜分、合信號給智能終端,再接收智能終端發(fā)出的GOOSE命令，解析相應(yīng)的虛端子位置信號,觀察是否與實(shí)端子信號一致。

結(jié)束語

智能電網(wǎng)是當(dāng)今世界能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展變革的最新動向，體現(xiàn)了社會的進(jìn)步，代表著電網(wǎng)未來發(fā)展的方向。繼電保護(hù)做為電網(wǎng)中重要的二次設(shè)備，在技術(shù)成熟、可靠的基礎(chǔ)上應(yīng)積極探索其他實(shí)現(xiàn)方式。

參考文獻(xiàn)

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