220kV智能變電站監(jiān)控信息現(xiàn)場調(diào)試方法及問題探討

（國網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，濟南 250000）

摘 要：針對220kV智能變電站監(jiān)控信息現(xiàn)場調(diào)試工作，以220kV仲連智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試為例，闡述了現(xiàn)場調(diào)試需具備的條件，探討了調(diào)試需做的準備工作以及調(diào)試項目，提出了工程上可行的調(diào)試方案，并分析了調(diào)試過程中容易出現(xiàn)的問題及相應的處理方法。

關(guān)鍵詞：智能變電站;監(jiān)控系統(tǒng);監(jiān)控信息;現(xiàn)場調(diào)試

0 引言

隨著電網(wǎng)建設(shè)的推進，新投運智能變電站及改造智能變電站的數(shù)量越來越多，在智能變電站的投運過程中，監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)場調(diào)試有著極為重要的地位。

智能站監(jiān)控系統(tǒng)包括繼電保護系統(tǒng)、計算機監(jiān)控系統(tǒng)、遠動通信系統(tǒng)、全站同步對時系統(tǒng)、站內(nèi)網(wǎng)絡系統(tǒng)、網(wǎng)絡狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、電能量信息管理系統(tǒng)、一次設(shè)備在線檢測系統(tǒng)、交直流一體化電源系統(tǒng)、智能輔助控制系統(tǒng)等子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)的調(diào)試工作需要在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備單體調(diào)試工作完成后進行，調(diào)試工作總體上分為設(shè)備單體調(diào)試、分系統(tǒng)聯(lián)調(diào)兩步，分系統(tǒng)聯(lián)調(diào)又包括一體化監(jiān)控系統(tǒng)功能調(diào)試和調(diào)度業(yè)務調(diào)試兩部分。

1 仲連站網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)及接入設(shè)備

220kV仲連站站控層網(wǎng)絡由220kV間隔層交換機、110kV間隔層交換機、35kV間隔層交換機與站控層中心交換機級聯(lián)而成，按照二次安全防護要求通過防火墻分為Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)，采用星形雙網(wǎng)設(shè)計，傳輸MMS報文、GOOSE報文和SNTP報文。

過程層網(wǎng)絡為GOOSE和SV共網(wǎng)，220kV過程層網(wǎng)絡為星形雙網(wǎng)，110kV過程層網(wǎng)絡為星形單網(wǎng)。35kV采用常規(guī)保測一體裝置，接入站控層網(wǎng)絡。站控層設(shè)備包括監(jiān)控系統(tǒng)主機、綜合應用服務器、告警圖形網(wǎng)關(guān)機、遠動機、交直流一體化電源系統(tǒng)、智能輔助控制系統(tǒng)、一次設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)。間隔層設(shè)備包括保護裝置、測控裝置、故障錄波裝置、網(wǎng)絡報文記錄分析裝置。過程層設(shè)備包括220kV合并單元及智能終端，110kV智能終端及合并單元一體化裝置、主變本體智能終端（含非電量保護功能）。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備有2套，每套設(shè)備有交換機、縱向加密及路由器各1臺。Ⅲ區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機有1臺，接入綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)。

2 調(diào)試條件及工作內(nèi)容

2.1 調(diào)試條件

在調(diào)試前現(xiàn)場應具備以下調(diào)試條件：屏柜與設(shè)備安裝完畢，站內(nèi)設(shè)備線纜敷設(shè)并接線完畢，光纖熔接完成，站內(nèi)通信網(wǎng)絡搭建完成，各層設(shè)備已經(jīng)接入相應網(wǎng)絡;調(diào)試現(xiàn)場應有完整的經(jīng)項目管理部門確認的工廠調(diào)試文件、工程設(shè)計資料和設(shè)備技術(shù)資料。

2.2 調(diào)試準備工作

調(diào)試前應進行充分的準備和核查工作，主要包括：（1）清點設(shè)備數(shù)量，檢查設(shè)備銘牌、標識及外觀，組屏是否正確，回路絕緣情況，屏柜及設(shè)備接地可靠，設(shè)備上電工作正常，全站所有設(shè)備通訊狀態(tài)正常;（2）檢查通信配置文件（SCD文件）中的通信地址分配、數(shù)據(jù)集正確性、虛端子連線正確完整性，檢查從SCD文件中導出的各智能設(shè)備的CID文件是否已全部下裝;（3）一體化監(jiān)控后臺搭建完畢，根據(jù)SCD文件解析生成的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫完整，后臺所有畫面繪制完成。

3 調(diào)試過程

（1）單體調(diào)試。1）保護及安自設(shè)備單體調(diào)試。包括MMS信息交互功能，SV輸入、GOOSE輸入/輸出虛端子配置、異常情況判斷與響應功能、與其他設(shè)備之間的相互啟動和閉鎖、壓板投退功能、信息上送、邏輯功能、時間同步及故障告警功能等;2）合并單元單體調(diào)試。檢查SV輸出、對時功能、GOOSE輸入/輸出虛端子配置、電壓切換、守時精度，交流采樣SV輸出信號的順序、相序、極性、比差、延遲時間;3）智能終端單體調(diào)試。包括裝置配置、對時功能、MAC地址、光口測試、GOOSE開出/開入、GOOSE斷鏈、下行延時、檢修機制、SOE時標、斷路器防跳回路及本體三相不一致保護、跳閘傳動等;4）智能電表單體調(diào)試。包括通信端口檢查、SV虛端子、參數(shù)配置、交流采樣測量功能、故障告警、與電能量采集終端及后臺的通信。

（2）一體化監(jiān)控系統(tǒng)功能調(diào)試。1）遙信功能調(diào)試。試驗硬接點信號以及保護軟信號的動作及上送后臺的正確性。其中硬接點信號根據(jù)其觸發(fā)原理從信號發(fā)生處直接觸發(fā)，保護軟信號從保護裝置前面板處操作開出，信號上送的正確性通過后臺告警窗、光字牌以及告警鈴聲來驗證;2）遙控功能調(diào)試。對全站所有開關(guān)、隔離開關(guān)、接地刀閘、軟壓板進行遙控操作，結(jié)合此項內(nèi)容測試智能終端遙控出口壓板及把手功能，測試測控裝置和智能終端的檢修壓板配合。對斷路器還要專門進行同期及無壓遙控試驗，在檢查完畢測控裝置同期遙控配置、無壓遙控配置、同期定值和無壓定值之后，在合并單元或合并單元一體化裝置處加模擬量，檢查此時后臺遙控斷路器的執(zhí)行情況;3）遙測功能調(diào)試。在合并單元或智能終端或合并單元一體化裝置處加模擬量，檢查測控裝置及后臺的遙測數(shù)值，同時通過三相加不同數(shù)值的量確認測量回路相序是否正確;4）測控遙測精度調(diào)試。檢查被測電壓、電流、功率在0%-120%各個區(qū)段內(nèi)裝置的測量精度，對精度不符合要求者重新進行校準;5）保護軟壓板遙控及遠方召喚下裝定值功能調(diào)試。從后臺投退保護及測控裝置的軟壓板，召喚及修改保護定值，檢查功能是否能實現(xiàn);6）綜合應用服務器集成應用功能調(diào)試。配置交直流一體化電源系統(tǒng)、智能輔助控制系統(tǒng)、一次設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)接入后臺，從后臺處檢驗通信情況以及數(shù)據(jù)上送是否正確完整;7）時間同步功能調(diào)試。檢查GPS對時鐘基本功能是否正常，檢查過程層設(shè)備的對時尾纖及間隔層設(shè)備的對時線，并核查設(shè)備對時情況;8）網(wǎng)絡交換機調(diào)試。按照設(shè)計提供的VLAN劃分表對過程層交換機進行VLAN劃分，檢查交換機各端口通信狀態(tài);9）順序控制功能及閉鎖邏輯功能調(diào)試。檢查順序控制是否可用，GOOSE聯(lián)鎖功能是否配置，配置之后能否實現(xiàn);10）網(wǎng)絡報文記錄分析儀調(diào)試。檢查網(wǎng)絡報文實時監(jiān)視、捕捉、存儲、分析和統(tǒng)計功能，報文異常告警功能完整、正確。裝置的告警信號已接出并能正確上送;11）站控層網(wǎng)絡安全分區(qū)調(diào)試。站控層網(wǎng)絡實現(xiàn)安全分區(qū)，檢查防火墻是否已正常運行，安全策略正確配置。

（3）調(diào)度業(yè)務調(diào)試。1）遠動調(diào)試。檢查遠動安裝情況、遠動配置及點表下裝，測試遠動與間隔層設(shè)備的通信，重點確保兩臺遠動點表及通信配置相同，調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)IP按照調(diào)度要求進行配置;2）調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)通道調(diào)試。檢查調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備之間的連接以及路由器到數(shù)字配線架的同軸電纜;3）調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備調(diào)試。兩套調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備需分別與調(diào)度進行聯(lián)調(diào)，確保交換機VLAN正確劃分、縱向加密策略、路由器路由正確配置，建立與調(diào)度的通信鏈路;4）調(diào)度數(shù)據(jù)核對。主要包括遙信、遙測、遙控三個方面，確保站內(nèi)遙信變位實時上送，遙測數(shù)值可變化上送和總召上送，調(diào)度遙控功能在滿足邏輯條件時可正確執(zhí)行，不滿足邏輯條件時能夠閉鎖。核對過程中進行遠動切機試驗;5）告警直傳和遠程瀏覽調(diào)試。檢查告警圖形網(wǎng)關(guān)機G文件庫中文件是否與后臺圖庫畫面文件一一對應，告警直傳信號數(shù)量是否符合要求，名稱是否規(guī)范。在進行調(diào)度數(shù)據(jù)核對的同時核對遠程瀏覽的遙測數(shù)據(jù)上送、遙信光字變位及告警直傳信號的上送。調(diào)試過程中進行告警圖形網(wǎng)關(guān)機切機試驗;6）調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)通道切換調(diào)試。站內(nèi)有兩套調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備，遠動及告警圖形網(wǎng)關(guān)機信息可通過兩套設(shè)備分別上送，在進行遠動數(shù)據(jù)核對和告警圖形網(wǎng)關(guān)機調(diào)試過程中需要對兩臺遠動和兩臺告警圖形網(wǎng)關(guān)機分別進行通道切換;7）電能量采集終端調(diào)試。檢查電能量采集終端是否已接至兩臺調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)交換機，并與調(diào)度側(cè)進行聯(lián)調(diào)，確保通信正常;8）一次設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)業(yè)務調(diào)試。檢查正向隔離裝置的配置策略以及綜合應用服務器通過正向隔離裝置之后與Ⅲ區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機的通信。

4 調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的問題和應對方案

在智能變電站調(diào)試過程中，廠家還是承擔了核心任務， SCD文件配置、CID文件導出下裝、ICD模型修改都是由廠家在現(xiàn)場的技術(shù)人員完成。供電公司的調(diào)試人員更多的是進行功能驗證以及回路檢查的工作，難以掌握核心技術(shù)，為將來的運行維護以及檢修造成了極大的困擾。

（1）SCD文件錯誤多。SCD文件由集成廠商根據(jù)設(shè)計院提供的虛端子表配置，而虛端子表是由設(shè)計院根據(jù)二次設(shè)備廠商提供的ICD文件設(shè)計，任何一方出現(xiàn)失誤都會導致SCD文件中出現(xiàn)錯誤。因此調(diào)試之前的SCD文件錯誤數(shù)量多，需進行大量修改。

為了在基礎(chǔ)層面減少SCD文件修改次數(shù)，需要努力標準化二次設(shè)備和二次系統(tǒng)設(shè)計。同時在調(diào)試準備期間提前對SCD文件進行核對，做到錯誤集中發(fā)現(xiàn)，集中修改。

（2）CID文件配置問題。理想狀態(tài)下各二次設(shè)備廠商不需要對導出的CID文件進行任何修改，直接下裝即可使用。但在實際工作中，除CID文件外，二次設(shè)備中還需要下裝私有文件，導致設(shè)備配置修改復雜，不利于運行維護。

為使二次設(shè)備的CID文件配置簡單、易操作，可以將CID文件的解析轉(zhuǎn)移到二次設(shè)備中完成，同時也有利于調(diào)試人員掌握這項技術(shù)，方便后期運行維護和檢修。

（3）站內(nèi)與主站通信帶寬不足。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)單條物理通道帶寬為2M，需要承擔遠動實時數(shù)據(jù)、電能量采集終端、故障錄波、行波測距、保護信息子站等多項業(yè)務，在與主站多項業(yè)務調(diào)試同時展開時極易出現(xiàn)通道堵塞的情況，導致數(shù)據(jù)上送延遲甚至遺漏。在有大量數(shù)據(jù)同時上送（如故障狀態(tài)）時，為保障站內(nèi)與主站的正常通信，必須擴大調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)通道的帶寬，最好是使用2條2M通道進行聚合。

（4）光纜的大量使用對通信的影響。站內(nèi)通信介質(zhì)大量使用了光纜，降低了電纜使用量和線纜敷設(shè)的工作量，但是光纖熔接質(zhì)量、端面清潔度、扭曲程度、溫濕度及尾纖收發(fā)插反都會對站內(nèi)設(shè)備通信造成影響。為保障站內(nèi)設(shè)備之間的通信以及投運之后的運行維護，需要提高相關(guān)人員的光纖作業(yè)能力。

（5）測控裝置同期遙控功能無法實現(xiàn)。同期功能需要通過功能壓板投退、同期/無壓模式選定、定值壓入以及PLC邏輯等相互配合才能實現(xiàn)，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會導致無法進行同期遙控。在進行同期遙控之前需要對各臺測控裝置的壓板投退、定值下裝以及PLC邏輯設(shè)置情況進行檢查，確保各項配置的正確性。

5 總結(jié)

智能變電站調(diào)試要求調(diào)試人員要熟悉通信以及計算機技術(shù)，對IEC61850規(guī)約要有深刻的理解。在調(diào)試之前調(diào)試人員要做充分的準備工作，在開始階段對設(shè)計圖、SCD文件、站內(nèi)光纖回路等方面需要做周密充分的檢查，盡量減少調(diào)試階段可能遇到的問題。本文通過對220kV仲連智能變電站調(diào)試的探討，提出了較為可行的監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試方案，歸納了調(diào)試中遇到的問題并提供了建議，可以為今后的智能變電站調(diào)試提供參考，提高調(diào)試水平和效率。

參考文獻：

[1]紀陵，李忠明，蔣衍君，裘愉濤.智能變電站二次系統(tǒng)仿真測試和集成調(diào)試新模式的探索和研究[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2014，42（22）：119-123.

[2]樊陳，倪益民，竇仁輝.智能變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)有關(guān)規(guī)范的解讀[J].電力系統(tǒng)自動化， 2012，36（19）：1-5.

[3]王雷，孫曉飛.智能站與常規(guī)站二次系統(tǒng)主要技術(shù)差異[J].東北電力技術(shù)，2012，33（02）： 18-20.

[4]李靜，楊以涵，于文斌.電能計量系統(tǒng)發(fā)展綜述[ J] .電力系統(tǒng)保護與控制， 2009， （37）11：130 -133.