變電站主變保護裝置調(diào)試的探討

周桂庭

摘 要：主變保護調(diào)試是整個智能變電站正常投運的關(guān)鍵，因此應加以重視。本文從主變保護裝置的單體調(diào)試，合并單元、智能終端的單體調(diào)試以及整組試驗這3方面出發(fā)，就智能變電站中110kV主變保護調(diào)試的過程以及常見問題和解決辦法進行了分析與探討，以期能夠為今后智能變電站主變調(diào)試提供參考。

關(guān)鍵詞：主變保護；調(diào)試；問題；解決方法

引言

隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，作為我國堅強智能電網(wǎng)建設(shè)的核心部分，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標準化為主要特點的智能變電站近年來投運規(guī)模迅速增長。如今，現(xiàn)代化的110kV智能變電站設(shè)備不但科技含量高且結(jié)構(gòu)復雜，其調(diào)試與以往相比也有較大差異，而智能站主變保護調(diào)試是整個智能站能否正常投運的關(guān)鍵，因此，需要對110kV智能站主變保護裝置調(diào)試進行相關(guān)研究，以保證變電站的運行安全。本文就主要探討了智能變電站中 110kV 主變保護（兩圈變）調(diào)試的過程以及常見問題和解決辦法。

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618509-2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。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。

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(shè)備參數(shù)和光數(shù)字保護試驗儀基本參數(shù)變比設(shè)置是否正確，按照現(xiàn)場一次設(shè)備（PT、CT）變比設(shè)置或自己設(shè)定變比，但主變設(shè)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(shè)置是否一致，檢修設(shè)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(shè)備的測量、控制等功能。合并單元、智能終端測試用到的設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)備而設(shè)置的一種功能壓板，當設(shè)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)

綜上所述，110kV智能站主變保護裝置調(diào)試極其重要，通過調(diào)試可確保變電站主變保護動作的正確性和可靠性，解決施工中遇到的問題，進而保證變電站按時投運及正常運行，并且能獲得良好的經(jīng)濟效益與社會效益。此外，在智能站主變保護調(diào)試中，調(diào)試人員應要有較好的邏輯思維與協(xié)調(diào)組合能力，并要具有十足的耐心，善于發(fā)現(xiàn)問題，勤于總結(jié)，只有這樣才能做好智能站主變保護裝置調(diào)試工作。

參考文獻：

[1] 沈微. 110kV主變保護裝置安裝及調(diào)試效率的方法[J]. 電源技術(shù)應用， 2013.

[2] 趙博， 董守田. 110kV智能化變電站二次系統(tǒng)調(diào)試的研究[J]. 山東工業(yè)技術(shù)， 2015（22）：184-184.

[3] 陸銘駿. 關(guān)于110kV變電站繼電保護改造調(diào)試問題探討[J]. 大科技， 2017（25）.