芻議智能變電站繼電保護(hù)的調(diào)試方法

唐一專

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司南寧供電局 廣西南寧 530000）

芻議智能變電站繼電保護(hù)的調(diào)試方法

唐一專

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司南寧供電局 廣西南寧 530000）

電力能源已成為當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，無論是生產(chǎn)生活還是社會(huì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)都需要充足的電能作為保障。隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)電能供應(yīng)提出了更高的要求，智能變電站也應(yīng)運(yùn)而生，大幅度的提升了原有變電站的工作效率和安全穩(wěn)定性。在智能變電站發(fā)展過程中也顯現(xiàn)出了越來越多的問題和缺陷，尤其是繼電保護(hù)問題，更是直接影響了變電站的工作效果。鑒于此，本文將在分析智能變電站繼電保護(hù)結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)上，提出幾種可行性調(diào)試方法，希望為推動(dòng)智能變電站向著更加安全、穩(wěn)定的方向發(fā)展。

智能變電站；繼電保護(hù)；調(diào)試方法

智能變電站中的繼電保護(hù)裝置與傳統(tǒng)變電站的功能類似，都是進(jìn)行電力系統(tǒng)檢測、發(fā)出故障信號(hào)并解決故障的保護(hù)裝置。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，智能變電站中的繼電保護(hù)技術(shù)也隨之得到提升和完善，并從單一組合模式逐漸發(fā)展為自動(dòng)化多功能模式，不僅反應(yīng)速度快、操作便捷，而且信賴度高，硬件條件良好，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享，可見，智能變電站中的繼電保護(hù)裝置與傳統(tǒng)裝置相比具有巨大的優(yōu)勢。由于變電過程極為復(fù)雜，涉及不同系統(tǒng)的交互和聯(lián)結(jié)，因此任意一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都有可能造成整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)問題甚至崩潰，尤其是繼電保護(hù)裝置的調(diào)試工作，更需要以動(dòng)態(tài)的眼光去看待，努力鉆研和創(chuàng)新調(diào)試方法。

1 智能變電站繼電保護(hù)調(diào)試的重要性和結(jié)構(gòu)體系

1.1 智能變電站繼電保護(hù)調(diào)試的重要性

進(jìn)行繼電保護(hù)調(diào)試的目的：①在于保證智能變電站能夠順利輸送電能；②檢驗(yàn)變電站電氣設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)和性能，從而判斷設(shè)備運(yùn)行是否符合設(shè)計(jì)要求?？梢哉f，繼電保護(hù)調(diào)試是保證智能變電站發(fā)揮送電功能，進(jìn)行全站設(shè)備檢測的重要環(huán)節(jié)[1]。近年來，我國在建和已建成的智能變電站數(shù)量持續(xù)增長，極大地提升了電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化和智能化，同時(shí)在抵抗突發(fā)事故的能力上也獲得顯著提升。數(shù)字化操控過程實(shí)現(xiàn)了全站設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行，在這一背景下，更需要做好繼電保護(hù)調(diào)試工作以適應(yīng)新的工作方式。

1.2 智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系

智能變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)與傳統(tǒng)變電站相比存在明顯差異，其組織形態(tài)為模塊化，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是兩網(wǎng)三層，標(biāo)準(zhǔn)體系采用的是IEC61850，傳輸依據(jù)為數(shù)據(jù)幀。傳統(tǒng)變電站是將繼電保護(hù)裝置組織起來進(jìn)行控制，而智能變電站則是在模塊化理念的引導(dǎo)下創(chuàng)造更加靈活多變的繼電保護(hù)系統(tǒng)，這種構(gòu)造可以在相關(guān)裝置中更加靈活的體現(xiàn)保護(hù)功能[2]。兩網(wǎng)三層的繼電保護(hù)結(jié)構(gòu)是由間隔層、過程層、站控層來組成的兩層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)——站控層網(wǎng)絡(luò)和過程層網(wǎng)絡(luò)，具體來講，處于站控層的工作站和打印機(jī)以及處于間隔層的保護(hù)、測控、計(jì)量、錄波設(shè)備交織成站控層網(wǎng)絡(luò)，間隔層與處于過程層的智能終端、合并單元交織成過程層網(wǎng)絡(luò)。IEC61850是智能變電站網(wǎng)絡(luò)通信中需要遵循的基本原則，具體體現(xiàn)為功能邏輯劃分需要參照傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置，也就是需要按照繼電保護(hù)裝置的功能單元來劃分邏輯點(diǎn)，包括采樣值處理、算法等。智能變電站繼電保護(hù)裝置的流程依據(jù)為數(shù)據(jù)幀，即使用太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀形式來傳送采樣值，并下達(dá)跳閘等指令。

2 智能變電站繼電保護(hù)調(diào)試工具配置及方法總結(jié)

2.1 調(diào)試工具

智能變電站繼電保護(hù)裝置的調(diào)試工具包括：萬用表，500V、1000V及2500V兆歐表，光發(fā)生器、光功率計(jì)，雙絞線纜測試儀，網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析儀、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載測試儀（如Smartbits），繼電保護(hù)試驗(yàn)儀（包括常規(guī)和數(shù)字式），高頻通道測試儀，GPS信號(hào)發(fā)生器，精確時(shí)鐘測試儀、電子式互感器綜合校驗(yàn)儀（NT702等）、AD模擬器、光電轉(zhuǎn)換器、便攜式示波器、便攜式錄波器等。應(yīng)用軟件包括SCD配置軟件、GOOSE模擬軟件、SCD文件查看軟件等。

2.2 調(diào)試方法

智能變電站繼電保護(hù)裝置的調(diào)試流程可以總結(jié)為：組態(tài)配置→系統(tǒng)測試→系統(tǒng)動(dòng)模試驗(yàn)→現(xiàn)場調(diào)試→投產(chǎn)試驗(yàn)，其中，組態(tài)配置包括對(duì)相關(guān)圖表文件進(jìn)行核對(duì)和下裝；系統(tǒng)測試即在出廠階段進(jìn)行單體和系統(tǒng)測試；系統(tǒng)動(dòng)模并非常規(guī)調(diào)試內(nèi)容，只在必要時(shí)進(jìn)行，而且動(dòng)模試驗(yàn)一次接線應(yīng)當(dāng)與實(shí)際工程保持一致，如果系統(tǒng)規(guī)模較大可以適當(dāng)減小規(guī)模但需保證完成各類保護(hù)的所有故障類型；現(xiàn)場調(diào)試需要借助其他輔助設(shè)備完成；上述工作完成后需要在投產(chǎn)前進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)和檢查。

2.2.1 繼電保護(hù)裝置元件調(diào)試

對(duì)繼電保護(hù)裝置元件進(jìn)行調(diào)試既是其他調(diào)試方法的基礎(chǔ)，同時(shí)也是最直接有效的調(diào)試手段。在進(jìn)行元件調(diào)試之前，首先應(yīng)當(dāng)全面檢查相關(guān)設(shè)備的插件是否完好無損，如果發(fā)現(xiàn)壓板松動(dòng)的情況需要及時(shí)處理。之后還要仔細(xì)檢查設(shè)備的絕緣情況，觀察裝置電流及電壓的零漂值[3]。相關(guān)設(shè)備檢驗(yàn)工作完成后，下一步就是進(jìn)行保護(hù)定值的校驗(yàn)，校驗(yàn)完成后需要在確保光纖通道連接正常的前提下進(jìn)行聯(lián)調(diào)，連接正常的標(biāo)準(zhǔn)為指示燈熄滅且無警告異常，聯(lián)調(diào)時(shí)首先需要檢測差流和對(duì)側(cè)電流，然后聯(lián)調(diào)兩側(cè)設(shè)備保護(hù)功能。元件及相關(guān)設(shè)備的調(diào)試需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)的流程進(jìn)行，而且還要參照標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)模式進(jìn)行各項(xiàng)操作，避免因不規(guī)范操作造成意外不良后果。

2.2.2 光纖回路調(diào)試

智能變電站一般采用光纖傳輸方式，因此，光纖已成為智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分，光纖回路試驗(yàn)的重要性也與日俱增。光纖回路試驗(yàn)內(nèi)容主要包括以下兩點(diǎn)：①在測試工作中，要做好光通道損耗、光收發(fā)器件功率的測試記錄；②核對(duì)裝置背后的斷鏈警告信息[4]。

2.2.3 通道調(diào)試

通道調(diào)試之前需要進(jìn)行一系列的準(zhǔn)備工作，正式調(diào)試之前需要仔細(xì)判斷通道和相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，只有確認(rèn)通道光纖質(zhì)量符合要求及通道內(nèi)無異常報(bào)警情況才能開展下一步工作[5]。此外，還要檢查通道光纖路徑的清潔狀態(tài)及與接地線的安全性，如果接地線的質(zhì)量和性能不符合要求，嚴(yán)禁進(jìn)行下一步工作。準(zhǔn)備工作就緒后，就可以開始通道的調(diào)試工作，主要工作內(nèi)容為：同時(shí)對(duì)光纖路徑和備用通道進(jìn)行調(diào)試，在調(diào)試光纖路徑時(shí)需要檢查相關(guān)設(shè)備的發(fā)光率，并準(zhǔn)確記錄調(diào)試數(shù)據(jù)，將記錄結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，如果調(diào)試數(shù)據(jù)超出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)范圍需要進(jìn)行全面的檢查。雙重調(diào)試工作完成后，需要調(diào)試光纖在接收數(shù)據(jù)方面的工作效率，在調(diào)試操作階段，如果出現(xiàn)信號(hào)接收異常則表明通道異常，否則提示通道一切正常。

2.2.4 GOOSE調(diào)試

GOOSE調(diào)試需要按照配置表的所有信息進(jìn)行整理，并以此作為圖紙依據(jù)。GOOSE調(diào)試之前：①需要根據(jù)智能裝置開發(fā)原理設(shè)計(jì)智能裝置的虛端子，并設(shè)置好通信狀態(tài)，做好報(bào)文的統(tǒng)計(jì)工作，只有明確沒有報(bào)警訊息才能進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試。②要結(jié)合繼電保護(hù)原理設(shè)計(jì)虛端子邏輯連線，并按照邏輯連線完成配置表設(shè)計(jì)，GOOSE調(diào)試的發(fā)送功能最多能夠同時(shí)支撐八個(gè)模塊，為了方便現(xiàn)場調(diào)試，需要配置發(fā)送壓板，如果發(fā)送壓板出現(xiàn)運(yùn)行故障則需要將GOOSE發(fā)送的訊息清零[6～7]。

2.2.5 其他調(diào)試

上文提到智能變電站采用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是兩網(wǎng)三層，不同網(wǎng)絡(luò)層級(jí)之間都是通過GOOSE形式來進(jìn)行終端傳送的，繼電保護(hù)裝置能否作出迅速反應(yīng)直接取決于網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量，智能變電站GOOSE網(wǎng)絡(luò)與一般的變電站二次回路類似，交換機(jī)是最關(guān)鍵的部件，因此，變電站能否穩(wěn)定運(yùn)行與交換機(jī)的性能和功能有很大的關(guān)系。智能變電站GOOSE網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)主要有以下功能：①測試GOOSE報(bào)文能否進(jìn)行優(yōu)先傳送；②測試安全性，評(píng)估有無安全漏洞，對(duì)交換機(jī)進(jìn)行攻擊測試從而檢查其抗攻擊能力；③檢查功能不同的Vlan端口之間能否進(jìn)行合理有序的隔離；④測定能否在目標(biāo)端口看到源端口的數(shù)據(jù)包；⑤抑制廣播風(fēng)暴；⑥測試交換機(jī)的警告性能，評(píng)估其能否正常發(fā)揮功能，在出現(xiàn)異常情況時(shí)需要做好記錄工作。

3 智能變電站繼電保護(hù)調(diào)試的應(yīng)用案例

通過上文的分析可以看出，在智能變電站繼電保護(hù)調(diào)試中，GOOSE連線功能非常重要，其采用硬電纜接線方法對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行收集，之后再采用打包的方式向外傳輸。接收方通常只能接受部分信號(hào)，因此，在配置GOOSE連接功能之前，接收方首先需要增加信號(hào)，而且內(nèi)外兩個(gè)信號(hào)不同連接。有一條220kV的線路，現(xiàn)對(duì)其繼電保護(hù)裝置的開入量通道進(jìn)行測試，為此，本文將采取智能保護(hù)校驗(yàn)儀來進(jìn)行測試檢查。檢查發(fā)現(xiàn)異常后檢驗(yàn)儀已開始進(jìn)行檢測，但是保護(hù)裝置內(nèi)卻未查看到相關(guān)開入訊息，為了查明原因，首先需要檢測設(shè)備配置，反復(fù)驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn)設(shè)備配置沒有問題，但是光網(wǎng)口指示燈一直閃爍，表明硬件口沒有異常。之后對(duì)開啟模型文件搜索相關(guān)數(shù)據(jù)集，發(fā)現(xiàn)了GOOSE基本參數(shù)校對(duì)錯(cuò)誤，進(jìn)而導(dǎo)致開入閉鎖不能正常顯示。

4 結(jié)語

本文主要分析了智能變電站繼電保護(hù)裝置系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系，并提出了多種行之有效的調(diào)試方法，希望為今后的智能變電站繼電保護(hù)調(diào)試工作提供思路，從而推動(dòng)智能變電站的發(fā)展和完善。

[1]浮明軍，劉昊昱，董磊超.智能變電站繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測試系統(tǒng)研究和應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2015，01：40～44.

[2]段啟文.220kV智能變電站與常規(guī)變電站繼電保護(hù)調(diào)試研究與分析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015，04：246.

[3]高磊，卜強(qiáng)生，袁宇波，等.基于二次回路比對(duì)的智能變電站調(diào)試及安全措施[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2015，20：130～134.

[4]宋杰，靳希，鮑偉，等.基于IEC61850的智能繼電保護(hù)裝置協(xié)同測試系統(tǒng)的研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2012，05：59～63+68.

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[6]林春海.變電站綜合自動(dòng)化及繼電保護(hù)系統(tǒng)一體化調(diào)試方法[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014，14：122～123.

[7]陳志光，李一泉，黃勇，等.基于風(fēng)險(xiǎn)管控的智能變電站繼電保護(hù)測試平臺(tái)研究[J].機(jī)電工程技術(shù)，2015，11：108～113+162.

TM63

A

1004-7344（2016）10-0064-02

2016-3-1

唐一專（1989-），男，助理工程師，本科，主要從事繼電保護(hù)（智能變電站）工作。