智能化變電站繼電保護(hù)調(diào)試方法探討

嚴(yán)小玉

【摘要】近年來，隨著科技水平的不斷提高，智能化變電站技術(shù)的實現(xiàn)和發(fā)展是目前電網(wǎng)建設(shè)和變電站發(fā)展的方向。繼電保護(hù)作為變電設(shè)備中的重要組成部分，實現(xiàn)其數(shù)字化，智能化已勢在必行。本文針對智能化變電站繼電保護(hù)調(diào)試進(jìn)行研究，對其調(diào)試現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并給出了相應(yīng)的調(diào)試方法。

【關(guān)鍵詞】智能化變電站；繼電保護(hù)調(diào)試；智能電網(wǎng)

1 智能化變電站繼電保護(hù)調(diào)試現(xiàn)狀

智能變電站是以設(shè)備全智能化和測控全智能為基礎(chǔ)，具有變電設(shè)備的智能監(jiān)控、供電安全的在線預(yù)警、薄弱環(huán)節(jié)的自動識別等功能。目前，智能化的一次設(shè)備（如光纖傳感器、智能化開關(guān)等）、網(wǎng)絡(luò)化

的二次設(shè)備、符合IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)的通信網(wǎng)絡(luò)和自動化的運行管理系統(tǒng)，是智能變電站最主要的技術(shù)特征。智能變電站技術(shù)日新月異，發(fā)展速度迅猛。目前國內(nèi)部分省份已經(jīng)有投運的智能化變電站試點工程，擁有智能化變電站的繼電保護(hù)調(diào)試的相關(guān)經(jīng)驗，但智能化變電站的繼電保護(hù)調(diào)試整體上仍處于摸索階段。

2 智能化變電站的繼電保護(hù)調(diào)試方法

針對智能化變電站缺乏調(diào)試經(jīng)驗和必要的調(diào)試方法，通過對智能化變電站的相關(guān)技術(shù)、智能設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、傳輸規(guī)約等進(jìn)行學(xué)習(xí)、研究、調(diào)試、總結(jié)，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)試實際，將目前常規(guī)及數(shù)字化變電站的試驗方法進(jìn)行改進(jìn)，摸索出一整套適用于智能化變電站的繼電保護(hù)調(diào)試方法。研究符合數(shù)字化變電站實際需要的保護(hù)調(diào)試方案，必須與變電站整體調(diào)試緊密結(jié)合，與一次設(shè)備的調(diào)試試驗緊密配合，結(jié)合常規(guī)變的調(diào)試核心和智能變的新技術(shù)新應(yīng)用的特點確定了以下幾個調(diào)試重點。

2.1 電子式互感器測試

電子式互感器即電子式電流互感器ECT，檢驗方案基本思路是利用大電流發(fā)生器作為電流源，標(biāo)準(zhǔn)TA 和電子式電流互感器ECT 串入電流回路，通過比較輸出來檢測電子式電流互感器。其中標(biāo)準(zhǔn)TA的變比和精度與電子式電流互感器一致，大電流發(fā)生器輸出額定電流流過ECT和標(biāo)準(zhǔn)TA，由ECT 經(jīng)光纖引至合并單元，并由合并單元把電流信號數(shù)字量接入電子式互感器校驗儀，同樣，標(biāo)準(zhǔn)TA 的輸出電流變換為一個模擬電壓弱信號接入電子式互感器校驗儀。通過高壓發(fā)生器模擬一次電壓，電子式互感器校驗儀可以實時檢測EVT 輸出的數(shù)字量信號與標(biāo)準(zhǔn)TV輸出的模擬信號的變比是否一致，波形是否同步，從而完成電壓互感器的校驗工作。

2.2 變電站模型建立

包括智能電子設(shè)備、智能終端、SCD文件、ICD 文件、CID 文件、GOOSE、二次轉(zhuǎn)換器、合并單元等。智能電子設(shè)備（IED）包含一個或多個處理器，可接收來自外部源的數(shù)據(jù)，或向外部發(fā)送數(shù)據(jù)，或進(jìn)行控制的裝置，以通信的方式向變電站間隔層傳遞數(shù)字采樣合并值。

2.3 通信網(wǎng)絡(luò)搭建及測試

數(shù)字化變電站模型建立之后就要開始進(jìn)行通信網(wǎng)絡(luò)的搭建工作。通信網(wǎng)絡(luò)中最重要的設(shè)備是以太網(wǎng)交換機(jī)，它實質(zhì)上也是一個智能電子裝置（IED），和保護(hù)裝置具有可相比的復(fù)雜性。變電站采用的交換機(jī)與普通工業(yè)交換機(jī)的區(qū)別主要是：1）任意端口均可組環(huán)，恢復(fù)時間<5ms/ 臺交換機(jī)；而普通工業(yè)機(jī)一般為200～300ms。2）強(qiáng)電磁干擾下零丟包；普通工業(yè)機(jī)無此要求。為提高變電站通信網(wǎng)絡(luò)的性能，需要采用優(yōu)先級控制、GOOSE 報文以及VLAN 技術(shù)。以下歸納了常見的、對智能變調(diào)試流程有重要影響的問題：

1）110kV 母差保護(hù)跳閘不閉鎖線路重合閘問題。試驗現(xiàn)象為110kV 線路保護(hù)及母聯(lián)保護(hù)傳動正確后，進(jìn)行110kV 母線保護(hù)傳動。模擬母線故障后，母差保護(hù)動作，110kV 各開關(guān)跳開，但線路開關(guān)經(jīng)過延時后重合閘動作。考慮到換硬件時間較長，因此修改110kV 線路保護(hù)的CID 文件，使其適應(yīng)現(xiàn)場母差保護(hù)的要求。經(jīng)過測試，試驗合格。

2）保護(hù)裝置采樣通道延時和采樣通道斷鏈問題。保護(hù)裝置會默認(rèn)裝置開機(jī)時的第1 個采樣通道延時，如果延時發(fā)生變化則會報延時異常，保護(hù)采樣無效。并且保護(hù)裝置必須在合并單元之后上電，否則

保護(hù)的采樣會出現(xiàn)由于延時異常產(chǎn)生的角差。對于數(shù)字保護(hù)，如果采樣通道斷鏈，則閉鎖所有跟采樣相關(guān)的保護(hù)（類似于以前保護(hù)的CT、PT 斷線但不完全相同）。特別需要注意的是在線路保護(hù)縱聯(lián)通道聯(lián)

調(diào)由對側(cè)模擬故障時本側(cè)也必須通過數(shù)字保護(hù)測試儀加入0A 電流或者接上合并單元以保證保護(hù)采樣通道處在正常狀態(tài)。

3）雙套智能終端及斷路器保護(hù)閉鎖重合閘的問題。當(dāng)一套智能終端閉鎖重合閘時，例如當(dāng)線路高抗非電量電纜直跳或者就地手分時需要閉鎖本斷路器保護(hù)的重合閘，同時還要閉鎖另一套保護(hù)的重合閘。本裝置的重合閘閉鎖功能由智能終端直接通過GOOSE 上送給本套斷路器保護(hù)，另一套的重合閘閉鎖時通過硬接點開出給本套智能終端的開入然后通過GOOSE上送給本套斷路器保護(hù)。

4）壓板的問題。數(shù)字保護(hù)不同于傳統(tǒng)保護(hù)，不設(shè)硬壓板，出口全部由軟壓板實現(xiàn)。而智能終端有出口硬壓板。所以在傳動進(jìn)行壓板驗證時必須同時驗證保護(hù)出口軟壓板和智能終端出口硬壓板的正確性。數(shù)字保護(hù)的檢修狀態(tài)壓板不同于傳統(tǒng)保護(hù)，不但具有屏蔽信息上送后臺的功能，還有閉鎖保護(hù)的功能。具體功能為，保護(hù)或智能終端只接收跟自己檢修狀態(tài)相同的采樣和GOOSE 開入，既同為檢修狀態(tài)或同不為檢修狀態(tài)時相互信息可起作用，狀態(tài)不一致時不起作用。在調(diào)試時也必須驗證此功能的正確性。

3 調(diào)試方法的創(chuàng)新點

3.1 使用傳統(tǒng)實驗儀進(jìn)行數(shù)字式保護(hù)裝置調(diào)試方法

數(shù)模轉(zhuǎn)換，在常規(guī)變電站調(diào)試保護(hù)裝置時，可直接將試驗臺輸出的模擬量加入保護(hù)裝置進(jìn)行模擬故障；而智能變必須要經(jīng)過一個模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備將模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，再進(jìn)入合并器，然后再由裝置進(jìn)行模擬故障實驗。就可以完成模擬量輸入工作，使用常規(guī)實驗儀正確輸入故障量再結(jié)合常規(guī)主變保護(hù)裝置的調(diào)試方法，即可完成保護(hù)裝置的調(diào)試工作。

3.2 光口對應(yīng)表

裝置背板上光纖口有很多，每個光口功能都不一樣，調(diào)試員很容易會記混，針對該問題編制了光口對應(yīng)表，具體到哪塊板卡的哪個口，該光口的用途、光纖的編號與衰耗等重要信息，方便了現(xiàn)場調(diào)試與投運后智能變電運行維護(hù)。結(jié)合光口對應(yīng)表及智能變光纖集中分布的特點分門別類有針對性的給智能終端、合并單元、保護(hù)測控裝置、交換機(jī)后的光纖做好標(biāo)識，與光口對應(yīng)表一一對應(yīng)。在標(biāo)識上標(biāo)明起點、具體位置、終點、承載功能。相應(yīng)的，也為相關(guān)網(wǎng)線等做好標(biāo)識。清晰明了，便于調(diào)試維護(hù)。

4 結(jié)論

通過此種系統(tǒng)完善的智能化變電站調(diào)試方法，使繼電保護(hù)調(diào)試人員的整體技術(shù)水平、調(diào)試能力得到提高。提高了工作效率，為企業(yè)節(jié)約了大量資金，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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