智能變電站的二次設(shè)備調(diào)試與檢修

摘要：在智能電網(wǎng)中，二次設(shè)備是智能電網(wǎng)中非常重要的一部分，是智能電網(wǎng)運(yùn)行的物理基礎(chǔ)，同時也是執(zhí)行調(diào)度中心命令的重要單元。文章以110kV智能變電站為例，首先對二次設(shè)備的調(diào)試和檢修進(jìn)行了探討，然后對存在的問題進(jìn)行了分析并提出了相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；智能變電站；二次設(shè)備調(diào)試；智能終端；設(shè)備調(diào)試 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM63 文章編號：1009-2374（2017）04-0128-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.065

隨著現(xiàn)代化智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，智能化電網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)成為電站未來發(fā)展的主要方向。而對調(diào)試工作人員來說，智能化變電站的二次設(shè)備已經(jīng)產(chǎn)生了非常大的變化，如果依然采用傳統(tǒng)的二次設(shè)備檢修模式已經(jīng)不再適應(yīng)，為了做好智能變電站二次設(shè)備的調(diào)試和維護(hù)工作，需要進(jìn)一步對智能化變電站的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行探討，并提出相應(yīng)的調(diào)試措施，保證變電站的穩(wěn)定運(yùn)行。

1 智能變電站

智能變電站使用的智能型設(shè)備的主要特點(diǎn)是低碳、環(huán)保、可靠、集成和先進(jìn)，以規(guī)范化的信息平臺和一次設(shè)備參量的標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化為基礎(chǔ)，在設(shè)計過程中需要對信息化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)行嚴(yán)格要求，可以自主地完成一些智能化操作，比如對信息進(jìn)行控制、檢測、保護(hù)、計算、采集以及測量等進(jìn)行智能化操作。以IEC61850的標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，促使互動協(xié)同化、一體化集成和信息標(biāo)準(zhǔn)化得以完全實現(xiàn)。智能化變電站二次系統(tǒng)的主要特點(diǎn)包括三點(diǎn)：（1）信息交換標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)實現(xiàn)高度集成化。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較合理，變電站與控制中心可以使無縫通信得以實現(xiàn)，從而使采集設(shè)備狀態(tài)特征量時，不會有盲區(qū)存在，使系統(tǒng)的配置、維護(hù)得到快速的實現(xiàn)；（2）對控制系統(tǒng)化進(jìn)行保護(hù)，使控制自動化運(yùn)行得以實現(xiàn)，使電流和電壓在采集時完全實現(xiàn)自動化，有效集成所有的數(shù)據(jù)信息，促使二次系統(tǒng)設(shè)備實現(xiàn)不斷的優(yōu)化和整合，使數(shù)據(jù)共享得到全面實現(xiàn)；（3）對決策在線化進(jìn)行仔細(xì)分析。在線監(jiān)測所有的設(shè)備，使信號回路狀態(tài)、動作信息智能電子裝置IED故障以及電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)等實現(xiàn)高效獲取。

2 二次系統(tǒng)的主要組網(wǎng)方式

智能變電站邏輯上的設(shè)備組成主要包括三層，即站控層、間隔層和過程層，在連接時主要使用開放、分布和分層的以太網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。整個二次系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)類型為“三層兩網(wǎng)”，間隔層設(shè)備和站控層設(shè)備在連接時主要借助站控層網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)的，過程層設(shè)備和間隔層設(shè)備在連接時，主要是借助過程網(wǎng)來實現(xiàn)的，詳見圖1

所示：

2.1 過程層

一次設(shè)備和二次設(shè)備的結(jié)合面被稱之為是過程層，這也是智能化電氣設(shè)備的主要組成部分，過程層的作用主要包括三點(diǎn)：（1）在電力運(yùn)行時對電氣量進(jìn)行實時檢測；（2）對運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行認(rèn)真檢測；（3）對各種操作進(jìn)行執(zhí)行和控制。主要的設(shè)備有智能組件、智能終端、合并單元和電子式互感器等。

2.2 間隔層

對間隔層的實時數(shù)據(jù)資料進(jìn)行匯總，使一次設(shè)備的控制功能得以實現(xiàn)，使其與站控層和過程層的網(wǎng)絡(luò)通信得到高速完成，優(yōu)先控制統(tǒng)計運(yùn)算和數(shù)據(jù)采集。主要的設(shè)備有PMU、網(wǎng)絡(luò)分析儀、故障錄波器、電度表、測控裝置以及保護(hù)裝置等。

2.3 站控層

站控層在對全站的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總時，主要是借助兩級高速網(wǎng)絡(luò)得以實現(xiàn)的，對站內(nèi)運(yùn)行的連接界面進(jìn)行及時供應(yīng)，使對全站的監(jiān)管得以實現(xiàn)，主要包括自動化軟件系統(tǒng)、遠(yuǎn)動裝置、五防主機(jī)、操作員主機(jī)、監(jiān)控主機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。

2.4 “兩網(wǎng)”結(jié)構(gòu)

過程層交換機(jī)也被稱為光以太網(wǎng)，主要包括過程層的GOOSE網(wǎng)絡(luò)和SV網(wǎng)絡(luò)。站控層交換機(jī)也被稱之為電以太網(wǎng)，主要包括站控層的MMS網(wǎng)絡(luò)。間隔層的聯(lián)閉鎖信息也是通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效傳輸?shù)摹?/p>

3 調(diào)試智能變電站二次設(shè)備

3.1 調(diào)試測試儀

保護(hù)測控設(shè)備的輸入數(shù)據(jù)接口完全都是數(shù)字化的，因此需要使用數(shù)字式光電測試儀來對二次設(shè)備進(jìn)行測試。數(shù)字式光電測試儀主要包括兩種類型：（1）由Omicron等公司生產(chǎn)的高價格新型測試設(shè)備，該設(shè)備可以發(fā)射數(shù)字信號；（2）模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備方式與模擬信號測試設(shè)備相結(jié)合的儀器，使用比較廣泛的就是HELP2000模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備。Omicron公司生產(chǎn)的新型測試設(shè)備可以使智能終端和間隔層設(shè)備的閉環(huán)測試方法進(jìn)行快速的實現(xiàn)，在對設(shè)備進(jìn)行保護(hù)時，GOOSE網(wǎng)絡(luò)給智能終端發(fā)出指令時主要是借助GOOSE動作命令實現(xiàn)的，智能終端在接收到指令以后，借助出口節(jié)點(diǎn)動作將相關(guān)指令傳輸給開關(guān)設(shè)備。

3.2 測試?yán)^電保護(hù)設(shè)備的性能

測試?yán)^電保護(hù)設(shè)備的性能時主要包括以下內(nèi)容：程序版本的記錄；對時功能的檢驗；軟、硬壓板的審查；檢查動作報告標(biāo)準(zhǔn)化程度；測試動作時間和動作值；收發(fā)GOOSE報文功能的檢查；保護(hù)邏輯的驗證以及采樣功能和精度的檢查等。

3.3 測試測控設(shè)備的性能

測試測控設(shè)備的性能時主要包括以下內(nèi)容：程序版本的記錄；對時功能的檢驗；同期合閘功能的驗證；間隔五防閉鎖邏輯性能的驗證；收發(fā)GOOSE報文性能的檢查以及采樣精度與功能的檢查等。

3.4 測試合并單元的性能

測試合并單元的性能時主要包括以下內(nèi)容：程序版本的記錄；合并單元自診斷功能的檢修；電壓并列功能和電壓切換功能的驗證；對合并單元格失步等現(xiàn)象進(jìn)行規(guī)范；對報文格式和網(wǎng)絡(luò)記錄設(shè)備進(jìn)行分析；對守時和同步精度進(jìn)行測試以及對合并單元輸出的角度和幅值誤差進(jìn)行仔細(xì)分析等。

3.5 測試智能終端的性能

測試智能終端的性能時主要包括以下內(nèi)容：分析SV報文中斷的原因；測試SV報文接收與發(fā)送的精準(zhǔn)度；程序版本的記錄；報警功能的驗證；測試智能終端功能消耗情況；測試GOOSE開關(guān)量延時情況；測試智能終端的最佳開關(guān)量發(fā)送情況；對動作時間進(jìn)行測試以及對智能終端的執(zhí)行控制能力進(jìn)行測試等。

3.6 測試部分監(jiān)控

在對部分監(jiān)控進(jìn)行測試時主要包括以下內(nèi)容：以監(jiān)控后臺為基礎(chǔ)，對監(jiān)控畫面的繪制是否滿足運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查；對各間隔的遙測值正確性進(jìn)行檢查；出現(xiàn)遙信以后，警告窗是不是進(jìn)行及時的報出，光字牌上是否有清晰的顯示等。

4 二次設(shè)備故障的解決

4.1 保護(hù)裝置

保護(hù)裝置出現(xiàn)故障后，需要及時地將原因找到，并將具體情況匯報給調(diào)度人員，在調(diào)度人員同意后重新啟動保護(hù)裝置。保護(hù)裝置重新啟動以后如果能夠正常運(yùn)行，需要將跳閘出口軟壓板恢復(fù)到正常的工作狀態(tài)，將處理結(jié)果及時地上報給調(diào)度人員；如果不能恢復(fù)正常運(yùn)行，需要及時地給檢修人員和調(diào)度人員匯報有關(guān)的重啟情況，按照調(diào)度人員的指令對保護(hù)裝置的運(yùn)行模式進(jìn)行調(diào)整。

4.2 智能終端

智能終端出現(xiàn)故障后一定要及時將原因查明，并將具體情況匯報給值班調(diào)度。調(diào)度人員同意重新啟動智能終端后，需要先將相關(guān)的安全保護(hù)措施提前準(zhǔn)備好，智能終端重啟的相關(guān)情況及時地上報給檢修人員和調(diào)度人員。智能終端GOOSE出現(xiàn)斷鏈的情況后，保護(hù)裝置會記住GOOSE斷鏈前一次的設(shè)備情況，這就使得其他的保護(hù)裝置不會發(fā)送報文，使保護(hù)裝置的功能不受到任何的影響。

4.3 合并單元

合并單元的自診斷功能比較完善，確保在裝置內(nèi)部異常、通訊異常、通訊中斷、采集單元異常、電壓異常以及電源中斷時不會有錯誤的信號發(fā)出。自檢信息和異常信號可以通過合并單元進(jìn)行傳輸，檢修人員對這些異常信息進(jìn)行仔細(xì)分析以后，可以對合并單元出現(xiàn)的故障進(jìn)行初步診斷，對同一時間點(diǎn)的采樣報文進(jìn)行分析后，合并單元出現(xiàn)的故障就會被發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而采取最佳的辦法進(jìn)行解決。

4.4 GOOSE配置

GOOSE配置出現(xiàn)故障以后保護(hù)裝置會錯誤的發(fā)送異常信號，從而使保護(hù)裝置出現(xiàn)誤動或者是拒動的情況。要想對其進(jìn)行及時的處理，就要將現(xiàn)場調(diào)試和出廠聯(lián)調(diào)工作做好，對配置版本、GOOSE控制引用、目的地址、數(shù)據(jù)集、GOOSE標(biāo)識以及應(yīng)用標(biāo)識等進(jìn)行認(rèn)真檢查，確保所有的GOOSE參數(shù)滿足裝置的使用需求。

4.5 遠(yuǎn)動裝置

當(dāng)遠(yuǎn)動裝置出現(xiàn)故障以后，運(yùn)行人員需要第一時間到達(dá)現(xiàn)場，對站內(nèi)裝置進(jìn)行及時的監(jiān)控，在調(diào)度同意以后重新啟動遠(yuǎn)動裝置。遠(yuǎn)動裝置重新啟動后，依然無法恢復(fù)就要及時地聯(lián)系檢修人員進(jìn)行處理。

5 結(jié)語

綜上所述，在對智能變電站的二次設(shè)備進(jìn)行調(diào)試和檢修時，要求工作人員可以了解各智能設(shè)備的特點(diǎn)，全面掌握IEC61850通信規(guī)范，配合廠家對二次設(shè)備進(jìn)行升級，結(jié)合智能變電站的實際運(yùn)行情況開展二次設(shè)備的調(diào)試和檢修，保證智能電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

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作者簡介：冉鑫（1985-），男，貴州銅仁人，云南銀塔電力建設(shè)有限公司助理工程師，研究方向：變電二次調(diào)試。

（責(zé)任編輯：小 燕）