變電站測(cè)控裝置驗(yàn)收

姚欣烈

摘 要：在變電站新建、擴(kuò)容或測(cè)控裝置改造后，應(yīng)在投入使用前驗(yàn)收測(cè)控裝置的四遙功能等，這是因?yàn)橥诠δ艿恼Ｅc否直接影響著裝置能否正常投產(chǎn)，進(jìn)而影響著電力生產(chǎn)效率。通過介紹同期功能的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，研究、總結(jié)了測(cè)控裝置中同期合閘功能的校驗(yàn)方法。

關(guān)鍵詞：測(cè)控裝置；同期功能；變電站；滑差值

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.19.134

1 同期功能簡(jiǎn)介

采用同期功能對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行有諸多好處，如果同期合閘失敗，則會(huì)對(duì)電網(wǎng)的正常運(yùn)行造成很大影響。目前，本地變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)普及率已達(dá)100%.同期判定裝置由自動(dòng)化測(cè)控裝置控制，因此，在變電站自動(dòng)化專業(yè)的驗(yàn)收工作中，同期功能試驗(yàn)是變電站驗(yàn)收中的重要項(xiàng)目。

2 同期合閘

在合閘操作中，運(yùn)行人員需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行方式選擇合閘方式，包括無壓合、試驗(yàn)合和同期合。

2.1 無壓合

無壓合是指在合閘時(shí)測(cè)控裝置在未收到“TV斷線”告警的情況下斷路器兩端均無壓或只有一端有電壓時(shí)合閘。

2.2 試驗(yàn)合

試驗(yàn)合是指合閘不經(jīng)過測(cè)控裝置的任何判據(jù)直接出口合閘。

2.3 同期合

同期合是指當(dāng)斷路器兩端均有電壓時(shí)合閘，且在合閘時(shí)需經(jīng)過測(cè)控裝置計(jì)算、判斷斷路器兩端的電氣量。同期電壓取自斷路器兩側(cè)電壓互感器上的二次電壓，測(cè)控裝置通過設(shè)定定值的方式給定臨界的同期定值。在發(fā)出同期合閘指令后，測(cè)控裝置將測(cè)量、計(jì)算、比較實(shí)際值和設(shè)定值。當(dāng)實(shí)測(cè)值大于定值時(shí)，測(cè)控裝置自動(dòng)閉鎖合閘出口；當(dāng)斷路器兩側(cè)的電壓、相角位和頻率差保持在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，允許合閘，可實(shí)現(xiàn)同期合閘功能，否則，經(jīng)過一定的延時(shí)后合閘失敗歸位。此外，同期合閘又可根據(jù)系統(tǒng)頻率分為同頻同期和差頻同期兩種方式。

2.3.1 同頻同期

同頻同期是指斷路器兩側(cè)的電源在電氣上存在聯(lián)系的2個(gè)系統(tǒng)，可通過該斷路器進(jìn)行再連通操作。其主要特點(diǎn)是在合閘前兩側(cè)的電壓幅值可能不同，但頻率相等，且電壓功角差固定不變。該功角差的大小與兩側(cè)系統(tǒng)各自的功率因數(shù)有關(guān)。簡(jiǎn)單而言，同頻同期的條件是兩側(cè)的電壓差和功角差在定值范圍內(nèi)即可執(zhí)行合閘操作。比如，母聯(lián)斷路器、母線分段斷路器或3/2接線的中間串?dāng)嗦菲鞯鹊暮祥l操作并列屬于同頻同期。

2.3.2 差頻同期

差頻同期是指2個(gè)沒有電氣聯(lián)系的系統(tǒng)并列。其主要特點(diǎn)為斷路器兩側(cè)的電壓、頻率可能均不相同，且因頻率不同，兩側(cè)的壓相角差在不斷變化。進(jìn)行差頻同期合閘時(shí)，要在兩側(cè)電壓和頻率相近時(shí)捕獲兩側(cè)電壓相位差為0時(shí)的平滑并網(wǎng)。比如，發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)、交流輸電系統(tǒng)與直流輸電系統(tǒng)的并網(wǎng)。

3 同期功能的驗(yàn)收試驗(yàn)

在110 kV以上的變電站中，要求110 kV及以上的線路或斷路器測(cè)控裝置具有同期合閘功能。目前，在本地變電站自動(dòng)化專業(yè)的驗(yàn)收中，通常使用昂立（ONLLY）測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)控裝置的同期功能試驗(yàn)。

3.1 同期定值

以廣東電網(wǎng)為例，省網(wǎng)調(diào)度管轄范圍內(nèi)的同期定值一般按以下標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定：頻差≤0.5 Hz；壓差≤10%；電壓相角差≤10°。

3.2 同期功能試驗(yàn)

在進(jìn)行同期功能試驗(yàn)前，需要注意以下4點(diǎn)：①線路PT的安裝相別。一般的線路PT只使用單相的線路PT，因此，在線路測(cè)控裝置中，也只能使用一相的線路電壓與母線電壓比較。在試驗(yàn)前，工作人員一定要前往高壓設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)線路PT的安裝相別，否則會(huì)因測(cè)控裝置內(nèi)設(shè)置的用于比對(duì)的相電壓與實(shí)際PT安裝相不符而無法實(shí)現(xiàn)同期功能。②二次電壓的區(qū)別。一般的線路PT二次電壓有57.7 V和100 V兩種。在測(cè)控裝置中，可通過同期控制字定義二次電壓，通常以母線PT二次電壓（57.74 V）為準(zhǔn)，更改同期控制字定義線路PT二次電壓為57.7 V或100 V，從而使測(cè)控裝置可正確計(jì)算母線和線路電壓的幅值，進(jìn)而驗(yàn)證壓差閉鎖值。③注意同期控制字或同期定值的設(shè)定。不同廠家的測(cè)控裝置對(duì)其本身同期控制字或同期定值的設(shè)置方法不同，不同的設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)時(shí)也有區(qū)別。比如，在某些廠站的測(cè)控裝置中，除了裝置軟件內(nèi)部安裝具有同期功能的軟壓板外，還會(huì)在屏柜上設(shè)置1塊具有同期功能的硬壓板，試驗(yàn)時(shí)需同時(shí)投入軟壓板和硬壓板后，裝置的同期功能才能正常使用，只要有一者退出，則整個(gè)功能都會(huì)失效。因此，在試驗(yàn)前最好先充分了解有關(guān)廠家的說明書和相關(guān)圖紙。④開展同期試驗(yàn)時(shí)，最易被忽略的是TA、TV斷線判別是否投入。如果判別已投入，則在試驗(yàn)時(shí)必須增加開關(guān)所在母線PT二次側(cè)的電壓量，否則會(huì)因裝置判別斷線而閉鎖合閘出口，導(dǎo)致試驗(yàn)無法正常進(jìn)行。因此，應(yīng)在試驗(yàn)前先將TA、TV斷線判別的控制字退出，待試驗(yàn)結(jié)束后恢復(fù)。

3.2.1 采取程序控制法進(jìn)行同期試驗(yàn)

同期功能試驗(yàn)主要分為頻差閉鎖試驗(yàn)、壓差閉鎖試驗(yàn)和角差閉鎖試驗(yàn)。其方法基本相同，只是試驗(yàn)中的變量不同。下面以頻差閉鎖試驗(yàn)為例介紹程序控制法。

以運(yùn)行系統(tǒng)側(cè)的頻率為準(zhǔn)，在測(cè)試儀中選擇“自動(dòng)準(zhǔn)同期”功能，采用程序控制的試驗(yàn)方法，在界面上設(shè)置系統(tǒng)側(cè)運(yùn)行頻率為50 Hz，系統(tǒng)側(cè)電壓為100 V，系統(tǒng)側(cè)角度為0°。測(cè)試項(xiàng)目選擇“動(dòng)作頻率”，并逐個(gè)設(shè)置“變化起點(diǎn)”“變化終點(diǎn)”“變化步長(zhǎng)”和“每布時(shí)間”的數(shù)值（可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況設(shè)置），必須針對(duì)閉鎖值的上、下限分別進(jìn)行待并側(cè)頻率的遞增和遞減試驗(yàn)。比如，先進(jìn)行由48～50 Hz的遞增試驗(yàn)，然后再進(jìn)行50～52 Hz的遞減試驗(yàn)。

應(yīng)在頻差閉鎖試驗(yàn)中設(shè)置“變化步長(zhǎng)”和“每步時(shí)間”，否則會(huì)因?yàn)榛钪党薅鴮?dǎo)致試驗(yàn)失敗。開始試驗(yàn)后，待并側(cè)頻率為變量，其變化過程完全受控于程序設(shè)定值，無需人工操作，直至測(cè)控裝置滿足同期條件時(shí)出口合閘，測(cè)試儀自動(dòng)停止并記錄合閘時(shí)的動(dòng)作值，并查看測(cè)控裝置上是否有同期合閘成功的相關(guān)報(bào)文，最后由試驗(yàn)人員記錄動(dòng)作值，并判斷其是否符合測(cè)控裝置所設(shè)定的頻差閉鎖值。

壓差閉鎖試驗(yàn)、角差閉鎖試驗(yàn)的試驗(yàn)方法與頻差閉鎖試驗(yàn)相似，只將頻差試驗(yàn)中的變量分別改為待并側(cè)電壓和待并側(cè)角度即可。在所有試驗(yàn)中，系統(tǒng)側(cè)運(yùn)行頻率和電壓均保持不變，即系統(tǒng)側(cè)運(yùn)行頻率為50 Hz，系統(tǒng)側(cè)電壓為100 V，系統(tǒng)側(cè)角度為0°。待并側(cè)只有變量變化，其余設(shè)置為定量并保持與系統(tǒng)側(cè)相同，以保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性?？筛鶕?jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控裝置的同期定值設(shè)定變量的變化方式。

在試驗(yàn)前設(shè)定變量的變化方式時(shí)需注意以下3點(diǎn)：①變化起點(diǎn)和終點(diǎn)設(shè)定的區(qū)間，即變化范圍必須覆蓋測(cè)控裝置所設(shè)定的動(dòng)作值；②變化步長(zhǎng)的設(shè)定關(guān)系著試驗(yàn)的準(zhǔn)確度——一般步長(zhǎng)越小，測(cè)試精度越高；③設(shè)置每步時(shí)間時(shí)，設(shè)定的每步時(shí)間應(yīng)大于測(cè)控裝置的動(dòng)作時(shí)間。

3.2.2 采取手動(dòng)控制法進(jìn)行同期試驗(yàn)

手動(dòng)控制法同期試驗(yàn)與程序控制法的原理類似，即通過設(shè)置1個(gè)變量并逐步接近同期定值，直至開關(guān)動(dòng)作合閘，手動(dòng)記錄合閘時(shí)的變量值，并判斷該值是否符合測(cè)控裝置設(shè)定的閉鎖值。下面同樣以頻差閉鎖試驗(yàn)為例，對(duì)手動(dòng)控制法進(jìn)行介紹。

以運(yùn)行系統(tǒng)側(cè)的頻率為準(zhǔn)，在測(cè)試儀中選擇“自動(dòng)準(zhǔn)同期”功能，使用手動(dòng)控制（以下簡(jiǎn)稱“手控”）的試驗(yàn)方法，在界面上設(shè)置系統(tǒng)側(cè)運(yùn)行頻率為50 Hz，系統(tǒng)側(cè)電壓為100 V，系統(tǒng)側(cè)角度為0°，待并側(cè)頻率為48 Hz，待側(cè)電壓為100 V，待側(cè)角度為0°（由于使用手控，此處的待并側(cè)頻率相當(dāng)于程序控制法中的“變化起點(diǎn)”）。測(cè)試項(xiàng)目選擇“動(dòng)作頻率”，“變化步長(zhǎng)”設(shè)為0.1 Hz。

開始試驗(yàn)后，按測(cè)試儀上的“+”按鈕，待并側(cè)頻率按照設(shè)定的步長(zhǎng)加0.1 Hz。此時(shí)，需要人工進(jìn)行1次合閘操作，如果合閘不成功，則查看測(cè)控裝置是否有有關(guān)同期失敗的報(bào)文。在繼續(xù)調(diào)整的過程中再次合閘，不斷重復(fù)，直到合閘操作成功，試驗(yàn)人員再次查看測(cè)控裝置上是否有同期合閘成功的相關(guān)報(bào)文，并記錄待并側(cè)的頻率數(shù)值。

手動(dòng)控制法的壓差閉鎖試驗(yàn)、角差閉鎖試驗(yàn)與頻差閉鎖試驗(yàn)基本相同，與程序?qū)嶒?yàn)法相同只更改了部分變量。

3.3 試驗(yàn)結(jié)束

試驗(yàn)結(jié)束后，恢復(fù)測(cè)控裝置至試驗(yàn)前的狀態(tài)，并拆除相關(guān)接線。如果試驗(yàn)前有TA、TV斷線判別的控制字退出，則需重新投入該控制字。

4 結(jié)束語

同期功能作為變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分，準(zhǔn)同期合閘對(duì)保障電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行、生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的電能起著非常重要的作用。因此，在測(cè)控裝置投入使用前，必須在驗(yàn)收試驗(yàn)中對(duì)其各項(xiàng)功能進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試。本文只介紹了同期功能的基本原理和試驗(yàn)方法，具體因設(shè)備廠家、設(shè)備的不同而導(dǎo)致試驗(yàn)方法可能略有差別，建議在試驗(yàn)前先認(rèn)真閱讀說明書和相關(guān)現(xiàn)場(chǎng)資料，以確保試驗(yàn)的順利進(jìn)行。

〔編輯：張思楠〕

Acceptance of Substation Measurement and Control Device

——Check Method for the Synchronization Function

Yao Xinlie

Abstract： After the transformation of new substation， expansion or measurement and control device， the four remote function of the acceptance test and control device should be put into use. This is because the function of the same period will affect the normal operation of the device directly， and then affect the power production efficiency. Through the introduction of the basic knowledge related to the function at the same time， this paper studies， summarizes the checking method of measurement and control device synchronization function.

Key words： measurement and control device； synchronization function； substation； slip difference

文章編號(hào)：2095-6835（2015）19-0136-02