智能變電站二次相量測(cè)試方案的研究與討論

馬艷 楊軍偉 吳航

【摘要】針對(duì)傳統(tǒng)變電站進(jìn)行二次相量測(cè)試的風(fēng)險(xiǎn)性，文章以某110kV的智能變電站送電試驗(yàn)為例，對(duì)智能變電站的應(yīng)用進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】智能變電站；二次相量測(cè)試方案；DM5000E

電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，需要對(duì)電壓互感器進(jìn)行二次相量測(cè)試。而傳統(tǒng)的變電站要以帶負(fù)荷的方式進(jìn)行具體測(cè)試，這就增加了其測(cè)試的風(fēng)險(xiǎn)?；诖耍瑧?yīng)采用智能變電站進(jìn)行二次相量測(cè)試。該類變電站能夠有效保證二次相量測(cè)試所獲取數(shù)據(jù)信息的精確性，并且不存在延時(shí)不穩(wěn)定的問題

一、智能變電站二次相量測(cè)試試驗(yàn)方案

智能變電站采樣回路的試驗(yàn)過程有三個(gè)，分別是合并單位、保護(hù)裝置以及分開測(cè)試。合并單位裝置，首先要利用DM5000E備用出SV的輸出光口來接收數(shù)據(jù)。該裝置能夠測(cè)得三相電壓電流的相位角與二次值，所獲得的數(shù)據(jù)內(nèi)容可作為基準(zhǔn)值。其次，再利用DM5000E的保護(hù)裝置，將合并單元進(jìn)行直接采集直到保護(hù)裝置的光纖拔下才能接入DM5000E。期間所獲得的相位角和二次值可作為驗(yàn)證智能變電站SCD文件的配置是否正確。最后，在過程層的交換機(jī)上，要開通一個(gè)備用的光口。與此同時(shí)，還要對(duì)其配置為SV的采樣，并利用DM5000E在此備用光口接收數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而獲得三相電壓電流的相位角和二次值。這一數(shù)據(jù)，能夠驗(yàn)證智能變電站SCD文件配置的過程是否正確。

二、測(cè)試方案分析

1.安全性分析

智能變電站的二次相量測(cè)試方案，需要應(yīng)用到測(cè)量電流和電壓二次回路的電流電壓數(shù)據(jù)信息。由此可以看出，二次相量測(cè)試方案需要在電流電壓二次回路基礎(chǔ)上進(jìn)行工作。對(duì)于傳統(tǒng)的變電站來說，二次相量測(cè)試是一項(xiàng)具有風(fēng)險(xiǎn)的工作內(nèi)容。尤其是需要進(jìn)行帶負(fù)荷的二次相量測(cè)試工作，這就意味著傳統(tǒng)變電產(chǎn)的相量測(cè)試工作人員，要在既定的操作流程、安全規(guī)程以及監(jiān)護(hù)制度來保證整個(gè)測(cè)試方案的順利完成。對(duì)于智能變電站而言，由于線路、母線等保護(hù)裝置中不存在模擬量的輸入。因而，合并單元在采集二次繞組模擬量時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)外露，這就有效降低了PT機(jī)短路和CT機(jī)開路的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。此外，由于數(shù)字量的采集過程中應(yīng)用到的電壓都是安全電壓，所以不會(huì)對(duì)工作人員造成人身方面的傷害。利用智能變電站進(jìn)行二次相量測(cè)試的過程中，由于其光纖較為脆弱，插拔過程要注意保護(hù)好光纖和光口的接頭。

2.可靠性分析

智能變電站進(jìn)行二次相量測(cè)試的方法主要是通過測(cè)量?jī)x表，來獲取互感器二次繞組上實(shí)時(shí)的電壓信息和電流相量的。而后，系統(tǒng)就能夠結(jié)合變電站具體的運(yùn)行方式和潮流方向，分別分析出一次側(cè)電流和電壓的運(yùn)行狀況，進(jìn)而判斷其是否具有運(yùn)行可靠性。在此過程中，需要充分考慮合并單元時(shí)，電流電壓的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的精度度。對(duì)于電流電壓的模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化過程，還要考慮其路徑的走向和同步延時(shí)所產(chǎn)生的誤差問題。此外，測(cè)試采用的測(cè)量?jī)x表所獲取數(shù)據(jù)的可靠性，也是必須要考慮的。

由于各類智能變電站的規(guī)范設(shè)計(jì)中，有嚴(yán)格的要求指出：必須保證二次相量測(cè)試所獲取數(shù)據(jù)信息具有可靠性、時(shí)效性和精確性。這就需要測(cè)試方案在執(zhí)行過程中，必須考慮合并單元與保護(hù)裝置之間同步時(shí)延誤差。具體的測(cè)試過程是靠光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，這就意味著傳遞以及DM5000E所接收到的數(shù)據(jù)內(nèi)容全都是數(shù)字量。根據(jù)IEC61850的校驗(yàn)和規(guī)范后，就能夠保證數(shù)字量傳輸過程的數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確性。由此可以看出，智能變電站進(jìn)行二次相量測(cè)試方案能夠具備可靠性的使用要求。

三、智能變電站二次相量測(cè)試方案的應(yīng)用分析

智能變電站的二次相量測(cè)試，是通過手持式數(shù)字萬用表（DM5000E）中的SMV采樣功能與安全措施和一定方法來實(shí)現(xiàn)的。智能變電站的規(guī)范設(shè)計(jì)中，進(jìn)行一次電壓電流互感過程所采用的是傳統(tǒng)的互感器。而智能變電站的二次相量測(cè)試合并了單元，直接利用電磁式互感器來進(jìn)行二次繞組模擬量的采集。文章以某110kV的智能變電站的送電試驗(yàn)為例，當(dāng)電磁式互感器采集了二次繞組模擬量后，就可以將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號(hào)量。而后，數(shù)據(jù)信息就可以經(jīng)過合并的單元同時(shí)為二次設(shè)備的使用進(jìn)行供電。測(cè)試試驗(yàn)方案還將智能變電站中的線路保護(hù)和母線保護(hù)，利用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的模式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。這樣一來，二次測(cè)試合并單元所輸出的數(shù)字量采樣值就可以直接發(fā)送到線路的保護(hù)裝置和母線的保護(hù)裝置中。對(duì)于測(cè)控裝置和計(jì)量裝置的采樣過程采用的是組網(wǎng)傳輸模式，而由合并單元輸出的數(shù)字量采樣值，則是以太網(wǎng)交換機(jī)的形式共享至過程層的總線。

在智能變電站二次相量測(cè)試方案的應(yīng)用中，過程層采用的是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸模式。這就意味著合并單元所輸出的數(shù)字量采樣值，是直接發(fā)送到線路和母線保護(hù)裝置的。在整個(gè)二次相量測(cè)試方案的過程中，不論是采樣環(huán)節(jié)還是傳輸環(huán)節(jié)都不存在延時(shí)不穩(wěn)定的條件，這是因?yàn)椴蓸雍屯绞窃谙到y(tǒng)的間隔層完成的。而合并單元數(shù)據(jù)的傳輸前期階段，需要將前端的采樣數(shù)據(jù)延時(shí)標(biāo)記在數(shù)字采樣值的報(bào)文中。在進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)收的工作中，要特別注意合并單元采集的內(nèi)部延時(shí)標(biāo)記過程。與此同時(shí)，報(bào)文的采樣延時(shí)設(shè)置，需要注意不同廠家之間配合問題。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，智能變電站已經(jīng)成為電力系統(tǒng)未來發(fā)展的主要方向之一，應(yīng)將智能變電站有關(guān)的應(yīng)用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行完善，以發(fā)揮出其應(yīng)有的價(jià)值作用。本文分析的二次相量測(cè)試方案內(nèi)容，就是研究完善方式的具體過程，其目的是為相關(guān)行業(yè)建設(shè)者提供一些理論依據(jù)。

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