智能變電站常見二次問題分析與處理

張燕，徐長鴻

（國網(wǎng)湖南省電力公司益陽供電分公司，湖南益陽413000)

智能變電站常見二次問題分析與處理

張燕，徐長鴻

（國網(wǎng)湖南省電力公司益陽供電分公司，湖南益陽413000)

分析了智能變電站運(yùn)行中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)鏈路中斷、采樣異常、通信異常幾種常見二次故障原因和研究了解決方案，并應(yīng)用到幾起智能變電站二次故障處理中，為智能變電站檢修起到借鑒作用。

數(shù)據(jù)鏈路中斷；采樣異常；通訊異常

隨著智能變電站的不斷建設(shè)投運(yùn)，一些問題在運(yùn)行過程中也逐漸暴露出來〔1〕。智能變電站與傳統(tǒng)變電站相比變化最大的是二次設(shè)備，在檢修過程中容易遇到二次故障有:數(shù)據(jù)鏈路中斷、采樣偏差、狀態(tài)量無效、遙控遙信遙測無法上傳、保護(hù)跳合閘命令無法執(zhí)行等，這種問題在傳統(tǒng)的二次檢修中沒有遇見的，對二次檢修工作提出了新的挑戰(zhàn)。

1 數(shù)據(jù)鏈路中斷的分析與處理

1.1 故障現(xiàn)象

裝置面板告警，同時(shí)向后臺發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路中斷等告警信號。

1.2 故障原因

1)物理鏈路不通。一般是由于裝置光口損壞、光纖損壞、光交換機(jī)問題引起；物理鏈路徹底不通，可通過查看光口對應(yīng)指示燈閃爍情況進(jìn)行初步判斷鏈路情況，也有少數(shù)情況是由于光通道衰耗過大導(dǎo)致。

2)配置問題，一般很少出現(xiàn)在已投運(yùn)變電站。裝置配置出錯(cuò)引起，導(dǎo)致發(fā)送方或訂閱錯(cuò)誤使得兩側(cè)無法通信。

1.3 故障處理

1)物理鏈路不通?？赏ㄟ^紅光筆查找故障點(diǎn)，也可以用光數(shù)字萬用表抓包檢測心跳報(bào)文的方法從出現(xiàn)告警的裝置逐級排查裝置、光纖、光交換機(jī)等二次設(shè)備。

2)配置問題。如果是發(fā)送方或是訂閱錯(cuò)誤，可通過光數(shù)字萬用表在接收端捕捉報(bào)文如無法訂閱報(bào)文可向上一級查找，如果報(bào)文與訂閱不一致則檢查發(fā)送配置，如果一致則向接收方模擬發(fā)送并檢查SCD〔2〕配置和裝置端口配置，排查錯(cuò)誤。

2 采樣問題分析與處理

2.1 故障現(xiàn)象

采樣偏差過大，無采樣值或裝置告警發(fā)TV斷線、TA斷線采樣告警信息等。

2.2 故障原因

保護(hù)裝置本身沒采到模擬量，SV通道不通或裝置配置出錯(cuò)，通道延時(shí)不符合要求〔3〕。

2.3 故障處理

當(dāng)無數(shù)字采樣時(shí)，首先在匯控柜檢查采樣異常二次回路模擬量是否正常，再檢查合并單元背板輸入是否確實(shí)有輸入；如果是通道問題可通過查看裝置顯示或用光數(shù)字萬用表抓包的方法從最上一級合并單元檢查采樣值是否正確，逐級排查找到故障點(diǎn)；當(dāng)模擬量平衡而數(shù)字采樣不平衡，一般是由于二次電纜接線松動(dòng)引起，關(guān)鍵在找到松動(dòng)的電纜芯線。

3 信號傳輸無效

3.1 故障現(xiàn)象

信號無法傳輸?shù)胶笈_，遙信、遙測無數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)不刷新，后臺與實(shí)際信號不一致。

3.2 故障原因

信號傳輸出錯(cuò)的原因很多，如智能終端外部回路接錯(cuò)，插件異常，配置錯(cuò)誤等。

3.3 故障處理

在運(yùn)行中如果是某個(gè)信號異常，首先排除外部電纜回路接線錯(cuò)誤，可用常規(guī)方法處理。如果是某個(gè)間隔所有信號異?？刹扇⊥瑪?shù)據(jù)鏈路故障處理相同的方法排查。如果排查出是二次裝置原因，建議先重新啟機(jī)，如果問題依然存在在用根據(jù)異常的信號類型找到相關(guān)光口，光口問題可更換備用光口，插件問題可更換相關(guān)插件。

4 智能變二次回路故障分析

4.1 故障一

2016年3月4日0時(shí)14分，220 kV某智能變電站110 kV洢海線522保護(hù)裝置間續(xù)性發(fā)“GOOSE＿1A網(wǎng)斷鏈告警”，檢查發(fā)現(xiàn)故障原因?yàn)?10 kV母線保護(hù)屏的110 kV中心交換機(jī)光口損壞。經(jīng)更換備用光口后告警消失，裝置恢復(fù)正常運(yùn)行。

4.1.1 故障現(xiàn)象

522保護(hù)裝置洢海線522保護(hù)裝置發(fā) “GOOSE＿1A網(wǎng)鏈路中斷告警”，后臺機(jī)顯示 “522保護(hù)裝置GOOSE中斷告警”、“522智能終端過程層網(wǎng)絡(luò)異?！?、“522洢海線GOOSE＿1A網(wǎng)110 kV母線保護(hù)鏈路中斷”等告警信息。

4.1.2 故障原因分析

522間隔組網(wǎng)及直跳光纖鏈路如圖1所示。

圖1 522間隔光纖鏈路

洢海線522保護(hù)裝置所發(fā)出的保護(hù)跳閘、重合閘等GOOSE命令都通過光纖由522保護(hù)裝置直接上光配線架，再傳至室外匯控柜內(nèi)光配線架，入522智能終端〔3〕。

保護(hù)裝置、智能終端組網(wǎng)GOOSE報(bào)文通過光纖傳輸至522過程層交換機(jī)再匯入110 kV中心交換機(jī)，110 kV母差保護(hù)組網(wǎng)的GOOSE報(bào)文也需通過110 kV中心交換機(jī)傳輸至各個(gè)間隔交換機(jī)。

因?yàn)橹碧糠諫OOSE斷鏈不會報(bào) “母線保護(hù)鏈路中斷”，由后臺報(bào)文 “522智能終端過程層網(wǎng)絡(luò)異?！?、“522洢海線GOOSE＿1A網(wǎng)110 kV母線保護(hù)鏈路中斷”判斷故障鏈路應(yīng)該在過程層組網(wǎng)部分。

4.1.3 故障處理

采取逐段排查鏈路的方法用光功率計(jì)對可能故障光纖鏈路進(jìn)行排查。

1)由于后臺告警報(bào)文 “522智能終端過程層網(wǎng)絡(luò)異?！?、“522洢海線GOOSE＿1A網(wǎng)110 kV母線保護(hù)鏈路中斷”，首先排查與智能終端及母線保護(hù)都有聯(lián)系的522過程層交換機(jī)部分:522保護(hù)裝置—522過程層交換機(jī)—光配線架。采用光功率計(jì)檢查所收光功率情況，檢查發(fā)現(xiàn)鏈路正常。

2)再次排查室外匯控柜至522保護(hù)屏部分: 522過程層交換機(jī)—522光纖配線架—522智能終端，檢查發(fā)現(xiàn)鏈路正常。

3)由于母線保護(hù)屏內(nèi)裝置涉及間隔較多，為減小風(fēng)險(xiǎn)最后排查:522過程層交換機(jī)—110 kV中心交換機(jī)—110 kV母線保護(hù)裝置。檢查發(fā)現(xiàn)鏈路異常，用光功率計(jì)測得110 kV母線保護(hù)中心交換機(jī)T口發(fā)出功率為－30 dBm，而測得正常情況測得裝置發(fā)出850 nm波長，光功率為－15 dBm左右。

根據(jù)排查情況:110 kV中心交換機(jī)(型號為NARI EP56028E)光口發(fā)出功率為－30 dBm小于光接收器靈敏度要求〔4〕，導(dǎo)致522保護(hù)裝置至110 kV母線保護(hù)GOOSE鏈路時(shí)斷時(shí)續(xù)，引起保護(hù)發(fā) “洢海線522GOOSE1＿A網(wǎng)鏈路中斷”。通過咨詢廠家，在中心交換機(jī)找一對備用光口，更換至備用光口后，告警消失，保護(hù)設(shè)備恢復(fù)正常，后臺告警消失。

4.2 故障二

2016年2月26日12時(shí)02分，110 kV某智能變電站，110 kV桃童線506，110 kV母線保護(hù)裝置頻發(fā) “TV斷線”告警，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)為5×14智能匯控柜內(nèi)5×14合并單元裝置背板N線接線松動(dòng)，經(jīng)緊固后恢復(fù)正常電壓，TV斷線告警消失。

4.2.1 故障現(xiàn)象

1)506保護(hù)裝置、110 kV母線保護(hù)裝置報(bào)“TV斷線”Ⅱ母電壓A相低于正常相約8 V。

2)500，502，504，506，1號變A套保護(hù)裝置均顯示Ⅱ母保護(hù)的A相電壓比其他兩相偏低8 V左右。

4.2.2 故障原因

1)根據(jù)裝置說明書〔5〕當(dāng)母線三相電壓矢量和大于8 V且沒有啟動(dòng)元件動(dòng)作，1.25 s后報(bào) “PT斷線”。而110 kV母線保護(hù)及506線路保護(hù)都發(fā)TV斷線告警，說明應(yīng)為合并單元采得的保護(hù)電壓模擬量出現(xiàn)了不平衡。

2)各間隔匯控柜內(nèi)的合并單元均顯示Ⅱ母A相電壓偏低，說明各間隔匯控柜合并單元采樣應(yīng)無問題，故障點(diǎn)應(yīng)該其上一級即TV匯控柜內(nèi)。

3)根據(jù)現(xiàn)場檢查情況:5×14合并單元采集Ⅰ母、Ⅱ母電壓模擬量，為506，502，504，500合并單元、510A套保護(hù)合并單元提供電壓數(shù)字量。因此5×14匯控柜出問題可能性最大。

4.2.3 故障處理

1)現(xiàn)場在5×14匯控柜內(nèi)檢查Ⅰ，Ⅱ母電壓空開下端頭電壓均正常，三相電壓平衡，說明源頭處的模擬電壓無問題。

2)進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)5×14合并單元背板電壓輸入N線松動(dòng)。

3)緊固背板端子螺絲，電壓恢復(fù)正常、TV斷線告警消失。

4.3 故障三

2016年11月29日110 kV某智能變電站510智能終端(型號:許繼DBU－814)網(wǎng)絡(luò)異常，與主機(jī)無法通訊。510斷路器及相關(guān)刀閘位置信號、機(jī)構(gòu)箱彈簧未儲能等信號無法發(fā)出，遙控?zé)o法執(zhí)行。

4.3.1 故障現(xiàn)象

510間隔后臺信息無刷新，510智能終端裝置面板出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)異常告警，網(wǎng)絡(luò)通信光纖對應(yīng)信號燈不閃爍。

4.3.2 故障原因

510智能終端網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展插件光口損壞是故障的主要原因。

4.3.3 故障處理

1)重啟510智能終端，故障依然存在；

2)在網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展插件處找到異常光口，更換了備用光纖接口，更改配置后恢復(fù)正常，并與監(jiān)控進(jìn)行遙控試驗(yàn)及相關(guān)信號核對無誤。

5 總結(jié)

智能變電站作為一種新型變電站，二次回路大量采用光纖代替?zhèn)鹘y(tǒng)電纜作為通信介質(zhì)。由于光纖，光接口、光交換機(jī)等的傳輸介質(zhì)數(shù)量龐大，在長期運(yùn)行后難免發(fā)生故障。

由于智能變電站保護(hù)跳合閘信號均為GOOSE報(bào)文發(fā)送，保護(hù)的直采直跳GOOSE鏈路相當(dāng)于常規(guī)站的跳合閘回路，一旦發(fā)生鏈路異常告警必須及時(shí)處理。

遇到類似智能變二次故障消缺，應(yīng)帶好相關(guān)檢測儀器，如電站光功率計(jì)、紅光筆、光數(shù)字萬用表等，切忌盲目排查，多與廠家聯(lián)系，注意認(rèn)真細(xì)致的查看后臺機(jī)，網(wǎng)絡(luò)分析儀，判斷故障可能點(diǎn)，尤其是鏈路中斷故障應(yīng)分清處于直跳鏈路還是組網(wǎng)鏈路，這樣有利于在最短的時(shí)間內(nèi)找出故障點(diǎn)，排除故障，減少保護(hù)拒動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。

〔1〕國家電網(wǎng)公司.智能變電站繼電保護(hù)檢驗(yàn)規(guī)程:Q/ GDW1809—2012.〔S〕.北京:中國電力出版社，2014.

〔2〕王天鍔.智能變電站二次系統(tǒng)調(diào)試技術(shù) 〔M〕.北京:中國電力出版社，2013:62.

〔3〕劉振亞.智能電網(wǎng)知識問答 〔M〕.北京:中國電力出版社，2010:72.

〔4〕陳宏.智能變電站培訓(xùn)教材 〔M〕.北京:中國電力出版社，2010:109.

〔5〕國電南京自動(dòng)化股份有限公司.SGB—750母線保護(hù)裝置說明書 〔Z〕.2010.

Analysis and Treatment of Secondary Circuit Faults in Intelligent Substation

ZHANG Yan，XU Changhong
(State Grid Hunan Electric Power Corporation Yiyang Power Supply Company，Yiyang 413000，China)

This paper analyzes several common secondary faults in intelligent substation，analyzes the causes and summarizes some solutions.It takes several intelligent substation secondary failures an examples to carry on the analysis.Which give references for intelligent substation maintenance.

data link interrupt；sampling error；communication error

TM63

B

1008-0198(2017)04-0034-03

張燕(1986)，女，湖北鄂州人，工程師，碩士，主要從事變電站繼電保護(hù)及自動(dòng)化調(diào)試工作。

10.3969/j.issn.1008-0198.2017.04.010

2017-07-06 改回日期:2017-07-12