330 kV智能變電站二次系統(tǒng)聯(lián)調(diào)方法探索

李江鵬， 寧永龍

(吳忠供電公司，寧夏 吳忠 751100)

330 kV智能變電站二次系統(tǒng)聯(lián)調(diào)方法探索

李江鵬， 寧永龍

(吳忠供電公司，寧夏 吳忠 751100)

介紹了某330 kV新建變電站的基本情況和二次系統(tǒng)聯(lián)調(diào)方法，通過對SCD文件的配置和檢查，對站內(nèi)過程層、間隔層、站控層設(shè)備的單體測試和聯(lián)合調(diào)試，總結(jié)了330 kV智能變電站聯(lián)調(diào)的主要思路、項目和方法，為新建智能變電站聯(lián)調(diào)測試提供參考。

智能變電站；IEC61850；SCD文件；組態(tài)；聯(lián)調(diào)

Abstract: This paper contains basic information about a new 330kV substation and the joint debugging method for its secondary system. On the basis of SCD file configuration and inspection as well as unit test and joint debugging of its equipment on the process layer and spacer layer and its equipment on the station control layer, it summarizes main ideas, projects and methods for joint debugging of the 330kV intelligent substation, thus providing a reference for joint debugging of new intelligent substations in the future.

Keywords: intelligent substation; IEC61850; SCD file; configuration; joint debugging

0 引 言

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的逐步推進，新建的變電站大多都采用了基于IEC61850規(guī)約的智能變電站。由于目前智能變電站正處于發(fā)展階段，智能變電站二次設(shè)備可能存在一些問題。為了加快智能變電站的施工進度和提高智能變電站的運維質(zhì)量，盡可能的在變電站投運前解決發(fā)現(xiàn)的問題，智能變電站的二次系統(tǒng)聯(lián)調(diào)就顯得尤為重要。

1 聯(lián)調(diào)變電站基本情況

本次聯(lián)調(diào)的變電站共有三個電壓等級，分別為330 kV、110 kV和35 kV，其中330 kV部分采用3/2接線形式，110 kV部分采用雙母雙分段接線形式，35 kV部分采用單母分段接線形式。二次系統(tǒng)配置中，330 kV過程層未配置合并單元，110 kV過程層配置合并單元。表1所示是本次聯(lián)調(diào)涉及的二次系統(tǒng)配置表。

2 變電站聯(lián)調(diào)依據(jù)的標準和規(guī)范

目前，智能變電站聯(lián)調(diào)的主要依據(jù)為IEC61850-9-1-2003《變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)》和國家電網(wǎng)公司頒布的技術(shù)標準和規(guī)范，比如Q/GDW 383—2009 《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》、Q/GDW1809-2012《智能變電站繼電保護檢驗規(guī)程》、Q/GDW1810-2012《智能變電站繼電保護檢驗測試規(guī)范》、Q/GDW426-2010《智能變電站合并單元技術(shù)規(guī)范》、Q/GDW428-2010《智能變電站智能終端技術(shù)規(guī)范》、Q/GDW429-2010 《智能變電站網(wǎng)絡(luò)交換機技術(shù)規(guī)范》，國網(wǎng)標準是對IEC61850-9-1-2003《變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)》的細化和補充。

3 二次系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的主要工作

3.1 SCD組態(tài)配置檢查

SCD文件作為智能變電站的基礎(chǔ)，描述了變電站中各個IED設(shè)備間通信和IED之間邏輯聯(lián)系等信息。SCD文件的正確性決定了聯(lián)調(diào)工作的正確性和可靠性，其重要程度不言而喻。SCD組態(tài)配置檢查主要有如下幾個方面[1]。

3.1.1ICD文件的合法性檢查

ICD文件作為智能變電站IED設(shè)備的能力描述文件，表示IED設(shè)備的信息交換等信息。本站二次系統(tǒng)設(shè)備的集成廠商為國電南自，所以本次聯(lián)調(diào)ICD文件合法性檢查采用國電南自AltovaXMLspy工具，此工具可以檢查出ICD文件是否存在語法錯誤和是否符合Q/GDW396 《IEC 61850工程繼電保護應(yīng)用模型》規(guī)范。

3.1.2SCD文件Communication配置檢查

SCD文件中Communication為工程實際物理通信子網(wǎng)的映射，包括站控層MMS網(wǎng)，過程層GOOSE網(wǎng)及SV網(wǎng)。本次聯(lián)調(diào)Communication配置主要檢查項目有如下幾個部分。

1)站控層MMS網(wǎng)設(shè)備IP地址配置是否全站唯一，避免造成IP沖突導(dǎo)致的站控層設(shè)備通信中斷。

2)過程層GOOSE網(wǎng)及SV網(wǎng)中各控制塊MAC地址、APPID是否正確并全站唯一，各間隔IED設(shè)備報文發(fā)送優(yōu)先級、VLAN配置是否正確。

3.1.3SCD文件中IED配置檢查

SCD文件中IED部分配置描述了站內(nèi)各二次設(shè)備間的邏輯聯(lián)系關(guān)系，決定了保護裝置能否正確動作出口和告警信息能否正確上送。IED配置檢查主要進行以下幾個部分。

1)各間隔IED設(shè)備命名是否符合規(guī)范，是否存在重復(fù)命名的現(xiàn)象，以利于后期變電站的運行維護。

2)各關(guān)聯(lián)IED設(shè)備虛端子連線是否正確。如某110 kV線路間隔需檢查：保護測控裝置與該間隔合并單元和智能終端間虛端子連線，保護測控裝置與母差保護間虛端子連線，合并單元和智能終端與母差保護間虛端子連線，間隔合并單元與母線合并單元間虛端子連線等。此項工作作為SCD文件制作過程中最繁瑣的部分，需要集成廠商和聯(lián)調(diào)工作人員認真仔細，確保每一根連線正確。3.2典型間隔二次系統(tǒng)測試

本次聯(lián)調(diào)涉及站內(nèi)330 kV、110 kV和35 kV三個電壓等級，為了盡可能發(fā)現(xiàn)存在的問題，330 kV部分選取第一串線變串作為典型間隔，同時測試兩套330 kV母差保護與各間隔合并單元與智能終端間配合。110 kV部分選取111線路和100 A母聯(lián)間隔作為典型間隔，同時測試110 kV母差保護與各間隔合并單元與智能終端間配合和110 kV母線合并單元電壓并列功能。公用部分測試變電站監(jiān)控系統(tǒng)能否正確接收和分析各典型間隔設(shè)備信息。35 kV部分由于采用常規(guī)保護測控裝置，所以本次聯(lián)調(diào)中不涉及35 kV部分。

3.2.1二次系統(tǒng)設(shè)備單體測試

1)保護裝置邏輯功能測試

保護裝置邏輯功能測試的目的是檢驗保護裝置邏輯和SCD文件導(dǎo)出的各裝置實例化配置文件ICD的正確性，確保在電網(wǎng)發(fā)生故障時能迅速可靠的切除故障。保護裝置邏輯功能測試應(yīng)按照Q/GDW1809—2012《智能變電站繼電保護檢驗規(guī)程》[2]及Q/GDW1810—2012《智能變電站繼電保護檢驗測試規(guī)范》[3]要求來進行，對發(fā)現(xiàn)的問題及時進行反饋并處理。

2)智能終端和合并單元性能測試

智能終端和合并單元性能測試的目的是檢驗智能終端和合并單元是否滿足Q/GDW426 -2010《智能變電站合并單元技術(shù)規(guī)范》[4]、Q/GDW428-2010《智能變電站智能終端技術(shù)規(guī)范》[5]要求，本次聯(lián)調(diào)中智能終端和合并單元測試項目如表2和表3所示。

表2 智能終端性能測試項目

表3 合并單元性能測試項目

3)交換機性能測試

智能變電站交換機分為站控層交換機和過程層交換機，站控層交換機承擔著全站間隔層設(shè)備與站控層設(shè)備的通信，過程層交換機承擔著過程層網(wǎng)絡(luò)中GOOSE和SV信號的傳輸。所以交換機的性能對變電站安全穩(wěn)定運行起到重要的作用，必須在聯(lián)調(diào)階段進行交換機性能測試。按照Q/GDW429-2010 《智能變電站網(wǎng)絡(luò)交換機技術(shù)規(guī)范》[6]要求，本次聯(lián)調(diào)交換機性能測試項目如表4所示。

表4 交換機性能測試項目

3.2.2過程層與間隔層設(shè)備聯(lián)合測試

過程層設(shè)備與間隔層設(shè)備聯(lián)合測試的目的是為了檢驗在各IED設(shè)備下載了SCD文件生成的配置文件后，各IED設(shè)備是否可以正確的反應(yīng)一次設(shè)備實際情況并在發(fā)生故障時及時切除故障，主要包括裝置跳合閘出口驗證、各裝置間的啟動失靈和互相閉鎖功能驗證、各間隔合并單元與保護裝置間采樣通道驗證等。本次聯(lián)調(diào)主要對330 kV和110 kV部分典型間隔進行了測試(如圖1所示)，具體有以下幾個方面[7]。

圖1 聯(lián)調(diào)變電站接線圖

1)330 kV線變串二次系統(tǒng)測試

(1)在3311合并單元處施加模擬量模擬故障狀態(tài)，檢查2SS線路保護動作正確跳相應(yīng)3311開關(guān)和3310開關(guān)并啟動相應(yīng)裝置失靈；

(2)在3311合并單元處施加模擬量模擬故障狀態(tài)，檢查3311開關(guān)保護動作后跳3311開關(guān)、啟動3311開關(guān)重合閘并啟動相應(yīng)裝置失靈；

(3)在3312合并單元處施加模擬量模擬故障狀態(tài)，檢查1B主變保護動作跳3312開關(guān)、3310開關(guān)、101開關(guān)、301開關(guān)、100 A開關(guān)、100I開關(guān)、100II開關(guān)、300開關(guān)并啟動相應(yīng)裝置失靈；

(4)檢查各間隔合并單元、保護裝置、測控裝置、智能終端檢修狀態(tài)不一致時閉鎖功能是否滿足要求。

2)330 kV母線系統(tǒng)測試

(1)在3311合并單元處施加模擬量模擬I母母線故障，檢查330 kV I母差保護動作時正確跳連接于I母的3311開關(guān)；

(2)在3311合并單元施加模擬量模擬支路故障，并在3311開關(guān)保護裝置處給母差保護發(fā)送支路開關(guān)失靈GOOSE開入，檢查330 kV母差保護失靈保護動作時正確跳連接于I母的3311開關(guān)。

(3)檢查3311合并單元、智能終端與母差保護間檢修狀態(tài)不一致時閉鎖功能是否滿足要求。

3)110 kV線路間隔、母聯(lián)間隔系統(tǒng)測試

(1)在111合并單元處施加模擬量模擬故障狀態(tài)，檢查110 kV線路保護動作時正確跳開對應(yīng)斷路器并啟動110 kV母差失靈；

(2)在100 A合并單元處施加模擬量模擬故障狀態(tài)，檢查110 kV母聯(lián)保護動作時正確跳開對應(yīng)斷路器并啟動110 kV母差失靈；

(3)檢查100 A與100 A間隔合并單元、保護測控裝置、智能終端檢修狀態(tài)不一致時閉鎖功能是否滿足要求。

4)110 kV母線系統(tǒng)測試

(1)在111合并單元處施加模擬量模擬IA母線故障，檢查110 kV IA/IIA母差保護動作時正確跳連接于故障母線的111開關(guān)、100 A開關(guān)、100I開關(guān)；

(2)在111合并單元施加模擬量模擬支路故障，并在111線路保護裝置處給母差保護發(fā)送111開關(guān)失靈GOOSE開入，檢查110 kV母差保護失靈保護動作時正確跳開連接IA母線的111開關(guān)、100 A開關(guān)、100I開關(guān)；

(3)檢查各間隔合并單元、智能終端與母差保護間檢修狀態(tài)不一致時閉鎖功能是否滿足要求。

(4)模擬110 kV I/II母電壓并列和解列狀態(tài)，在111線路保護、100 A母聯(lián)保護、1B主變保護、110 kV母差保護處觀察電壓是否正常。

3.2.3站控層設(shè)備檢查和測試

本次聯(lián)調(diào)涉及的站控層設(shè)備主要為國電南自PS6000+變電站監(jiān)控系統(tǒng)，測試項目如表5所示[8]。

表5 PS6000+變電站監(jiān)控系統(tǒng)測試

4 結(jié)束語

智能變電站的建設(shè)過程中，掌握科學(xué)高效的聯(lián)調(diào)方法可以加快變電站的建設(shè)速度，同時能夠及時解決聯(lián)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)的問題，提高了變電站投運后的運行質(zhì)量。本次變電站聯(lián)調(diào)工作解決了一些設(shè)計存在的不足之處，同時在聯(lián)調(diào)過程中總結(jié)了智能變電站聯(lián)調(diào)的思路、項目和方法，提升了自身對智能變電站二次系統(tǒng)的理解。

[1] 智能變電站技術(shù)導(dǎo)則.Q/GDW383-2009[S].北京：中國電力出版社,2009.

[2] 智能變電站繼電保護技術(shù)規(guī)范.Q/GDW1809-2012[S].北京：中國電力出版社,2012.

[3] 智能變電站繼電保護檢驗測試規(guī)范.Q/GDW1810-2012[S].北京：中國電力出版社,2012.

[4] 智能變電站合并單元技術(shù)規(guī)范.Q/GDW426-2010[S].北京：中國電力出版社,2010.

[5] 智能變電站智能終端技術(shù)規(guī)范.Q/GDW428-2010[S].北京：中國電力出版社,2010.

[6] 智能變電站網(wǎng)絡(luò)交換機技術(shù)規(guī)范.Q/GDW429-2010[S].北京：中國電力出版社,2010.

[7] 董磊超,于士謙,喬彥濤,潘良煜.智能變電站聯(lián)調(diào)測試方法研究[J].華電技術(shù),2012,34(11):62-62.

[8] 顧建,王志亮,王金巖.智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)的測試與聯(lián)調(diào)[J].浙江電力,2014,36(9):62-64.

Exploration of Joint Debugging Method for the Secondary System of a 330 kV Intelligent Substation

Li Jiangpeng, Ning Yonglong

(Wuzhong Power Supply Co., Wuzhong Ningxia 751100, China)

10.3969/j.issn.1000-3886.2017.03.017

TM76

A

1000-3886(2017)03-0053-04

定稿日期: 2016-10-12

李江鵬(1990-)，男，寧夏人,助理工程師，研究生，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護工作和研究。 寧永龍(1988-)，男，寧夏人,助理工程師，研究生，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護工作和研究。