110kV智能變電站主變保護調(diào)試過程及常見問題淺析

王蕾蕾

（新鄉(xiāng)華源電力集團有限公司 變電工程分公司，河南 新鄉(xiāng) 453000）

0 引言

110kV智能變電站（以下簡稱智能站）采用先進、可靠、低碳、環(huán)保、集成的智能設備，可實現(xiàn)全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡化、信息共享標準化、設備狀態(tài)可視化的功能，能夠自動完成設備的測量、控制、保護、計量等基本功能，并能支持電網(wǎng)實時自動控制、在線分析決策、協(xié)同互動等高級應用功能。設備按結(jié)構(gòu)可分為站控層、間隔層和過程層，它們之間以以太網(wǎng)和光纜連接來傳輸信息。

110kV智能站主變保護調(diào)試是整個智能站能否正常投運的關(guān)鍵,保障全站繼電保護系統(tǒng)的可靠安全運行，在全站系統(tǒng)調(diào)試中起著不可替代的作用。110kV智能站主變保護裝置調(diào)試，是通過調(diào)試人員的現(xiàn)場試驗，按照先單體、后整組的方式進行。單體調(diào)試主要是對裝置進行定值整定、邏輯功能檢驗，整組試驗主要是對整個智能站的二次鏈路及繼電保護系統(tǒng)的邏輯動作特性進行檢驗。

1 主變保護裝置的單體調(diào)試

1.1 主變保護裝置單體調(diào)試的過程

主變保護裝置從數(shù)據(jù)采集、邏輯判斷到跳閘出口，遵循全站統(tǒng)一的 IEC61850體系標準。主變保護裝置采集到的模擬量是合并單元通過光纜、按照61850 9-2協(xié)議傳輸過來的，稱之為SV。做采樣檢查時，一般使用手持式光數(shù)字測試儀（如 DM5000E）。做保護試驗時使用的光數(shù)字保護試驗儀與被試驗保護裝置之間在時間上必須同步。

主變保護裝置與常規(guī)站基本相同，所不同的是智能站主變保護裝置需要進行系統(tǒng)配置。在現(xiàn)場調(diào)試過程中，現(xiàn)場施工人員需要廠家的協(xié)助和配合。施工單位向集成廠家提供全站的虛端子圖紙，集成廠家利用專用軟件根據(jù)圖紙配置SCD文件，主變保護裝置廠家根據(jù)集成廠家配置的SCD文件，利用自己的軟件轉(zhuǎn)換為CCD裝置配置文件，并下載至主變保護裝置中。施工人員利用光數(shù)字保護試驗儀檢驗單體裝置的各項功能。光數(shù)字保護試驗儀也需要同步下載相同的SCD配置文件，通過調(diào)試光纖與保護裝置連接。光數(shù)字保護試驗儀操作界面與常規(guī)測試儀相似。保護項目的調(diào)試與常規(guī)站基本相同，故不再詳細介紹。

1.2 主變保護裝置單體調(diào)試的常見問題及解決方法

問題：主變保護裝置某一相電流或者電壓無采樣、采樣錯位或采樣值錯誤。

解決方法：

（1）查 SCD文件配置是否錯誤，對照虛端子圖紙查找，有可能SCD文件配置錯位或者漏項，修正后重新下載，重新試驗；

（2）檢查變壓器各側(cè)MU壓板是否投入。智能站主變保護裝置多了一個裝置采樣的接收軟壓板，進行試驗前認真檢查其是否投入；

（3）檢查主變設備參數(shù)和光數(shù)字保護試驗儀基本參數(shù)變比設置是否正確，按照現(xiàn)場一次設備（PT、CT）變比設置或自己設定變比，但主變設備參數(shù)變比與光數(shù)字保護試驗儀變比必須一致；

（4）檢查采樣光口的輸出和接收端是否插反，或者采樣光口的尾纖插口是否插好，重新插好再次測試；

（5）檢查試驗光纖是否完好正常，保證傳輸無丟幀；

（6）檢查主變保護裝置檢修壓板與光數(shù)字保護試驗儀檢修設置是否一致，檢修設置一致后重新試驗。

2 合并單元、智能終端的單體調(diào)試

2.1 合并單元、智能終端單體調(diào)試的內(nèi)容和過程

合并單元、智能終端就地安裝，一般高壓側(cè)、本體安裝在智能控制柜上，低壓側(cè)安裝在 10kV進線柜上。主要檢查包含裝置基本信息的檢查校核、裝置上電后其各路指示燈是否正確、SV/GOOSE輸入輸出檢查、精確度和同步性測試、對時誤差測試和額定延時測試等項目。合并單元、智能終端主要起到橋梁的作用，將采集到的電量信號轉(zhuǎn)換成光信號傳送到主變保護裝置及其他采集系統(tǒng)。合并單元主要用來采集輸送電壓電流等采樣值；智能終端主要用來采集輸送開入開出等信號量,實現(xiàn)對一次設備（斷路器、隔離開關(guān)、主變壓器等）的測量、控制等功能。合并單元、智能終端測試用到的設備有合并單元測試儀、DM5000凱默測試儀等，測試時，用合并單元測試儀測試合并單元同步性、對時誤差和額定延時等項目，用 DM5000凱默測試儀檢查配置文件和SV/GOOSE輸入輸出等項目。

合并單元、智能終端單體調(diào)試屬于新型設備調(diào)試，目前調(diào)試技術(shù)還不太成熟，很容易因為細節(jié)問題導致結(jié)果出錯，調(diào)試過程必須統(tǒng)籌兼顧，被測裝置、試驗儀器、光口對接必須正確一致。在調(diào)試過程中，難點是同步性測試、對時誤差測試和額定延時測試。同步性測試是指測試間隔合并單元經(jīng)電壓合并單元級聯(lián)后電流電壓的同步性，級聯(lián)后電流電壓的相位差應不大于10′。對時誤差主要是測試合并單元、智能終端等有對時要求的被測設備與標準時鐘源之間的對時誤差，合并單元不大于 1us,智能終端不大于 1ms。合并單元額定延時指從電流或電壓模擬信號輸入的時刻到數(shù)字信號發(fā)送時刻之間的時間間隔，其額定延時小于2ms，誤差不超過20us。

2.2 合并單元、智能終端單體調(diào)試的常見問題及解決方法

問題 1：合并單元同步性測試、對時誤差測試和額定延時測試不合格超出規(guī)定誤差范圍。

解決方法：

（1）查合并單元和合并單元測試儀配置文件是否正確，對照虛端子圖紙查找，有可能配置錯位或者漏項，修正后重新下載重新試驗；

（2）查合并單元電流回路接線是否正確，有無開路、繞組及相位接線錯誤；

（3）如使用同步法測試，查合并單元與合并單元測試儀時間是否同步，是否在同一時鐘源上；

（4）查合并單元和合并單元測試儀的檢修狀態(tài)是否一致。

問題 2：智能終端開關(guān)量指示燈不顯示或者指示不會變化。

解決方法：

（1）查無指示的開關(guān)量實際位置是否正確，如查斷路器實際是否有位置指示、各個刀閘是否分合到位；

（2）查開關(guān)量實際接線是否正確，對照接線端子排圖進行核對查誤；

（3）查文件配置是否錯誤，對照虛端子圖紙查找，有可能配置錯位或者漏項，修正后重新下載重新試驗。

3 整組試驗

3.1 整組試驗的內(nèi)容和過程

整組試驗是指從裝置的電流、電壓、二次鏈路端子的引入端子處或從互感器一次側(cè)，向被保護設備的所有裝置通入模擬電壓、電流量，以檢驗各裝置在故障過程中的動作情況。它是檢查繼電保護裝置接線是否正確合理、各個光纖鏈路是否暢通、所有終端采集裝置是否正確、工作是否可靠的最有效方法。

整組試驗在實際操作中主要分兩部分，第一部分是一次升流、二次升壓，查看保護動作情況及各個終端系統(tǒng)的采樣；第二部分是保護傳動，即利用光數(shù)字保護試驗儀按照下發(fā)的保護定值模擬故障進行傳動試驗，檢查主變保護裝置動作情況、跳閘矩陣、智能終端及斷路器跳閘回路是否正確，同時應查看后臺及錄波報文信息。除整組試驗外還要驗證所有遙控、遙信、遙測回路的完整性，即從實際發(fā)生至傳送到后臺、調(diào)度的整個鏈路。

3.2 一次升流、二次升壓的常見問題及解決辦法

該項試驗是在二次鏈路全部完成、各單體調(diào)試無誤的情況下進行的。一次升流是用大電流發(fā)生器從電流互感器一次側(cè)輸入電流，用鉗形電流表在智能控制柜端子排上卡二次電流值，檢驗互感器變比，同時查看主控室內(nèi)保護、測量、計量電流采樣值均正確。二次升壓是用測試儀在電壓互感器二次側(cè)輸入二次模擬電壓值，用萬用表在智能柜端子排上檢查幅值，用相序表檢查相序，同時查看主控室內(nèi)保護、測量、計量電壓采樣值均正確。

問題：電壓電流采樣值不正確，信號指示不正確或者無指示。

解決方法：

（1）如果鉗形電流表、萬用表等表計測量不正確，檢查測試儀與設備連線是否正確，檢查智能控制柜相關(guān)接線是否正確；

（2）如果主變保護裝置采樣值不正確，檢查所有光纜回路的鏈接，光纜線芯是否按照圖紙正確插入光纜終端盒，收發(fā)是否接反；

（3）檢查每一根光纜線芯的功率衰耗值，是否在正常范圍之內(nèi)；

（4）檢驗監(jiān)控系統(tǒng)主機（施工現(xiàn)場一般稱之為后臺機）配置文件是否正確，采樣值和信號值命名是否正確，是否與圖紙對照。

3.3 保護傳動過程中的常見問題和解決辦法

保護傳動試驗涉及主變保護裝置、合并單元、智能終端裝置、二次鏈路、一次開關(guān)、刀閘等設備。主變保護單體裝置主要負責采集信息、邏輯判斷，將判斷結(jié)果通過二次鏈路傳輸給合并單元、智能終端，作用于一次開關(guān)、刀閘設備，使其分閘或者合閘。保護采集分為直采集和網(wǎng)采集，跳閘分為直跳和網(wǎng)跳。保護傳動對智能站保護的采集、跳閘和相應信號進行了進一步的驗證。保護傳動試驗除了需要各設備之間相互配合之外，還受到各裝置檢修壓板的制約，不同于傳統(tǒng)保護裝置，主變保護裝置、合并單元裝置、智能終端裝置分別配備一個檢修硬壓板，保護傳動試驗要正常進行，必須遵循相應的檢修機制。下面將遇到的問題及解決辦法做簡單介紹。

問題：保護裝置不會出口，斷路器不會跳閘。解決方法：

（1）檢查主變保護裝置GOOSE出口跳閘軟壓板是否投入，在智能站中，主變保護裝置跳閘壓板不再配置相應的硬壓板；

（2）檢查主變保護裝置中跳閘矩陣設置是否正確，與定值單核對無誤后進行試驗；

（3）檢查智能控制柜上的跳閘出口硬壓板，在智能控制柜上配置有跳閘出口硬壓板，檢查其是否投入；

（4）檢查斷路器機構(gòu)回路是否正確，與圖紙核對儲能和操作回路的正確性；

（5）檢查主變保護裝置、合并單元、智能終端檢修壓板的配合是否符合檢修機制邏輯。

檢修機制分為GOOSE檢修機制和SV檢修機制，是智能站保護傳動過程中不可或缺的試驗項目。

智能站檢修機制是為了便于檢修設備而設置的一種功能壓板，當設備檢修時投入相應的檢修壓板，此時發(fā)送的GOOSE信號TEST位置1、SV采樣位直TEST位為True。接收信號的智能終端或保護裝置通過比對自身的檢修壓板開入量，檢修壓板一致時進行邏輯運算，否則裝置做數(shù)據(jù)無效處理。

智能站主變保護裝置、合并單元、智能終端的檢修壓板三者之間相互制約，共同控制著開關(guān)的分合，其檢修機制如附表所示。

附表 檢修機制說明

4 小結(jié)

智能站主變保護調(diào)試工作是一項極其需要耐心的工作，要求調(diào)試人員有較好的邏輯思維能力、協(xié)調(diào)組合能力,善于發(fā)現(xiàn)問題，勤于總結(jié)。文章通過對110kV智能站主變保護調(diào)試過程及常見問題的分析，總結(jié)了調(diào)試時經(jīng)常遇到的問題和解決辦法，為今后110kV智能站主變調(diào)試提供了參考。

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