110kV智能變電站二次設(shè)備調(diào)試方法研究

安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院/國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司培訓(xùn)中心 田 彥 門(mén)富媛

信息化時(shí)代發(fā)展背景下，變電站逐漸朝著智能化方向轉(zhuǎn)變，尤其是隨著智能電網(wǎng)的大規(guī)模建設(shè)，智能變電站技術(shù)越來(lái)越成熟，發(fā)展模式越來(lái)越完善。110kV 智能變電站運(yùn)行涉及大量設(shè)備，其中二次設(shè)備調(diào)試至關(guān)重要，必須結(jié)合設(shè)備具體情況制定全面的設(shè)備調(diào)試方案。智能變電站對(duì)二次設(shè)備調(diào)試提出更嚴(yán)格要求，在這種情況下就需對(duì)傳統(tǒng)調(diào)試方法加以創(chuàng)新，從智能變電站運(yùn)行結(jié)構(gòu)原理角度出發(fā)，做好二次設(shè)備調(diào)試工作，及時(shí)對(duì)智能變電站二次設(shè)備調(diào)試方法創(chuàng)新升級(jí)，以此保證設(shè)備調(diào)試不斷適應(yīng)智能變電站發(fā)展。

110kV 智能變電站作為城市建設(shè)與供電需求的重要組成，其設(shè)備的正常運(yùn)行是保證智能變電站運(yùn)行的關(guān)鍵，因此必須對(duì)設(shè)備調(diào)試及檢修等工作提高重視。110kV 智能變電站的廣泛建設(shè)及應(yīng)用，變電站中融入了更多智能化設(shè)備，很大程度上提升了智能變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)設(shè)備運(yùn)行創(chuàng)建調(diào)試信息平臺(tái)，從數(shù)字化、規(guī)范化以及設(shè)備調(diào)試運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)化等方面出發(fā)，及時(shí)對(duì)設(shè)備信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)行設(shè)備調(diào)試工作。智能變電站模式發(fā)展?jié)u趨成熟，在保證一次設(shè)備調(diào)試基礎(chǔ)上還需科學(xué)開(kāi)展二次設(shè)備調(diào)試，由此確保變電站功能的正常發(fā)揮[1]。110kV智能變電站運(yùn)行中，設(shè)備一旦出現(xiàn)問(wèn)題整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)都會(huì)受到影響，甚至?xí)斐刹豢赏旎氐膿p失，正因如此，二次設(shè)備調(diào)試是110kV 智能變電站正常、安全、可靠運(yùn)行的必然選擇。二次設(shè)備調(diào)試期間，針對(duì)設(shè)備的性能進(jìn)行檢查，確保達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的科學(xué)測(cè)量與控制，做好各項(xiàng)保護(hù)措施，有效調(diào)節(jié)設(shè)備運(yùn)行模式等，為智能變電站安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行提供條件。

1 110kV 智能變電站二次設(shè)備調(diào)試系統(tǒng)組網(wǎng)分析

110kV 智能變電站二次設(shè)備調(diào)試工作的開(kāi)展，必須要了解主要組網(wǎng)模式，如此才能保證二次設(shè)備調(diào)試方法的有效性。智能變電站的結(jié)構(gòu)主要分為站控層、過(guò)程層以及間隔層。該三層在110kV 智能變電站運(yùn)行期間均處于開(kāi)放狀態(tài)，在以太網(wǎng)的支持下實(shí)現(xiàn)科學(xué)分層并做到有效分布。二次設(shè)備調(diào)試的主要對(duì)象為繼電保護(hù)裝置、測(cè)控裝置、合并單元、智能終端等。智能變電站的主要結(jié)構(gòu)是“三層兩網(wǎng)”的結(jié)構(gòu)，“三層”之外是層與層之間的的通訊網(wǎng)絡(luò)，“兩網(wǎng)”即站控層網(wǎng)絡(luò)、過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)。

過(guò)程層。二次設(shè)備調(diào)試中，從110kV 智能變電站運(yùn)行組網(wǎng)系統(tǒng)分析認(rèn)識(shí)到，過(guò)程層包括一次與二次設(shè)備，兩者的結(jié)合為過(guò)程層關(guān)鍵組成，其作為110kV 智能變電站系統(tǒng)運(yùn)行關(guān)鍵內(nèi)容的作用主要體現(xiàn)為：110kV 智能變電站電力運(yùn)行過(guò)程中能實(shí)時(shí)對(duì)電氣量進(jìn)行測(cè)量；設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的所有狀態(tài)參數(shù)均詳細(xì)檢測(cè)并進(jìn)行記錄分析；站控層可通過(guò)過(guò)程層對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。過(guò)程層所涉及的設(shè)備主要包括智能組件以及電子式互感器，還有110kV 智能變電站中的智能終端與合并單元[2]。

間隔層是變電站原有的結(jié)構(gòu)層次，在智能變電站中依然是很重要的一層，間隔層的主要工作是匯總110kV 智能變電站系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，保證一次與二次設(shè)備能正常發(fā)揮控制功能，維護(hù)110kV 智能變電站網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)安全運(yùn)行[3]。尤其是控制數(shù)據(jù)的及時(shí)統(tǒng)計(jì)，迅速采集與準(zhǔn)確運(yùn)算等。間隔層二次設(shè)備主要包括保護(hù)裝置、測(cè)控裝置、網(wǎng)絡(luò)分析儀與電度表，還涉及PMU、故障錄波器等。

站控層主要是為完成智能變電站內(nèi)運(yùn)行情況的監(jiān)視，同時(shí)接受來(lái)自調(diào)度系統(tǒng)的控制命令，并將控制命令發(fā)送給間隔層設(shè)備。站控層的功能高度集成，功能可集成到一臺(tái)計(jì)算機(jī)上完成，主要包括遠(yuǎn)動(dòng)裝置、監(jiān)控主機(jī)、自動(dòng)化軟件系統(tǒng)、五防主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、操作員主機(jī)等一系列設(shè)備。

“兩網(wǎng)”結(jié)構(gòu)。110kV 智能變電站中除了上述結(jié)構(gòu)外還包括層與層之間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要是站控層網(wǎng)絡(luò)和過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)。光以太網(wǎng)是“兩網(wǎng)”結(jié)構(gòu)的核心，中間通過(guò)交換機(jī)進(jìn)行連接。過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)又分為SV 網(wǎng)絡(luò)、GOOSE 網(wǎng)絡(luò)，在間隔層間隔與間隔之間主要通過(guò)GOOSE 網(wǎng)絡(luò)完成聯(lián)閉鎖信息傳輸[4]。站控層主要是通過(guò)MMS 網(wǎng)進(jìn)行信息傳輸。

2 110kV 智能變電站二次設(shè)備調(diào)試方法分析

數(shù)字式測(cè)試儀應(yīng)用。智能變電站間隔層設(shè)備以及過(guò)程層設(shè)備中保護(hù)裝置、測(cè)控裝置、合并單元等設(shè)備均提供數(shù)字接口，因此現(xiàn)在測(cè)試儀均采用數(shù)字化測(cè)試儀，最常用的是數(shù)字式光電測(cè)試儀，可迅速完成二次設(shè)備測(cè)試與調(diào)試[5]。數(shù)字式測(cè)試儀提供了數(shù)字化接口，能提供光信號(hào)，還包括數(shù)/模轉(zhuǎn)換設(shè)備以及信號(hào)模擬測(cè)試混合形式的測(cè)試儀。其中新型測(cè)試設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中，可迅速完成間隔層設(shè)備運(yùn)行與智能終端運(yùn)行過(guò)程中的閉環(huán)測(cè)試，同時(shí)還實(shí)時(shí)對(duì)設(shè)備保護(hù)功能測(cè)試，可接收GOOSE 網(wǎng)絡(luò)發(fā)出的智能終端指令，同時(shí)執(zhí)行智能終端命令，通過(guò)出口節(jié)點(diǎn)及時(shí)將指令向發(fā)送給開(kāi)關(guān)設(shè)備。

繼電保護(hù)設(shè)備性能測(cè)試主要是針對(duì)110kV 智能變電站繼電保護(hù)裝置，要做好繼電保護(hù)功能的測(cè)試、軟硬壓板測(cè)試、保護(hù)定值的校驗(yàn)、對(duì)時(shí)功能測(cè)試等，通過(guò)測(cè)試保護(hù)裝置動(dòng)作情況以及分析GOOSE 報(bào)文，從邏輯上驗(yàn)證保護(hù)功能動(dòng)作的正確性完成以及保護(hù)裝置的精度測(cè)試等；繼電保護(hù)裝置的測(cè)試需進(jìn)行保護(hù)整組聯(lián)動(dòng)測(cè)試，還需驗(yàn)證保護(hù)裝置出口到智能終端、開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)這整個(gè)跳合閘回路的正確性。驗(yàn)證保護(hù)裝置與合并單元的配合，驗(yàn)證保護(hù)動(dòng)作、開(kāi)關(guān)跳閘的可靠性。

測(cè)試測(cè)控裝置性能檢測(cè)。110kV 智能變電站因?yàn)橹悄芑O(shè)備數(shù)量眾多，測(cè)控裝置作為實(shí)時(shí)監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行情況的重壓裝置，對(duì)測(cè)控裝置的調(diào)試也非常重要。其中主要測(cè)控裝置程序版本記錄，驗(yàn)證測(cè)控裝置間隔五防閉鎖邏輯性能。及時(shí)對(duì)110kV 智能變電站中的同期合閘功能加以檢測(cè)并驗(yàn)證。對(duì)時(shí)功能以及GOOSE 網(wǎng)報(bào)文性能等檢測(cè)，除此之外還包括采樣精度的驗(yàn)證。

合并單元性能測(cè)試。110kV 智能變電站合并單元性能測(cè)試中，主要對(duì)合并單元自診斷功能、合并單元格失步、電壓并列功能以及程序版本記錄等測(cè)試，電壓切換功能測(cè)試，做好性能測(cè)試記錄，同時(shí)還要對(duì)網(wǎng)絡(luò)記錄以及報(bào)文格式等加以核對(duì)分析[6]。測(cè)試同步精度以及守時(shí)情況，將合并單元輸出相關(guān)幅值變化以及角度等數(shù)據(jù)誤差降到最低。

智能終端性能測(cè)試。智能終端作為保障智能變電站保護(hù)安全可靠動(dòng)作的重要設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試顯得尤為重要。對(duì)智能終端進(jìn)行功能測(cè)試主要是測(cè)試智能終端的GOOSE 收發(fā)機(jī)制、GOOSE 提供的開(kāi)入/開(kāi)出節(jié)點(diǎn)測(cè)試、GOOSE 通道配置等。

3 110kV 智能變電站二次設(shè)備調(diào)試故障處理

二次設(shè)備調(diào)試期間避免不了會(huì)遇到各種故障，面對(duì)故障問(wèn)題一定要制定科學(xué)處理方案，及時(shí)解決故障。二次設(shè)備調(diào)試中如果保護(hù)裝置運(yùn)行異常，維修人員積極對(duì)設(shè)備詳細(xì)檢查，調(diào)取設(shè)備相關(guān)信息以及調(diào)試記錄，綜合實(shí)際情況準(zhǔn)確尋找原因并第一時(shí)間與調(diào)度人員溝通。待所有處理完畢重新將保護(hù)裝置啟動(dòng)，檢查其是否運(yùn)行正常。如果依然存在運(yùn)行異常，還需要對(duì)跳閘（合閘）出口加以檢查，對(duì)保護(hù)裝置的軟壓板的設(shè)置進(jìn)行檢查，保證壓板狀態(tài)的正確性。

智能終端測(cè)試過(guò)程中如出現(xiàn)故障同樣需對(duì)故障原因進(jìn)行調(diào)查，將智能終端重新啟動(dòng)，觀察啟動(dòng)后的狀態(tài)，依然不夠理想的情況下就需針對(duì)智能終端運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行檢查。著重從COOSE 斷鏈方面著手，調(diào)查相關(guān)記錄，及時(shí)對(duì)智能終端設(shè)備之前運(yùn)行情況進(jìn)行分析，從而避免保護(hù)裝置錯(cuò)發(fā)或者漏發(fā)報(bào)文情況，由此保證保護(hù)裝置運(yùn)行正常。

合并單元調(diào)試中，如發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)通訊異?；蜓b置內(nèi)部異常等情況，導(dǎo)致通訊終端、采集單元不能正常工作，需啟動(dòng)設(shè)備自檢功能，詳細(xì)分析異常情況，初步診斷合并單元狀態(tài)，如果故障沒(méi)有消除，需對(duì)合并單元進(jìn)行重啟，視具體情況制定具體處理方案。

綜上，110kV 智能變電站二次設(shè)備調(diào)試是保證智能變電站正常運(yùn)行的關(guān)鍵。結(jié)合二次設(shè)備調(diào)試具體情況，及時(shí)對(duì)調(diào)試方法進(jìn)行改善優(yōu)化，并對(duì)調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題及時(shí)處理，提升調(diào)試手段與智能化處理能力，保證110kV 智能變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行。