關(guān)于智能變電站的二次設(shè)備調(diào)試與檢修

王正陽

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司 鹽城供電分公司，江蘇 鹽城 224005）

1 智能變電站

智能變電站采用的智能化設(shè)備具有低碳、環(huán)保、可靠、集成以及先進(jìn)等特點(diǎn)，通過標(biāo)準(zhǔn)化信息平臺和一次設(shè)備參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化實(shí)現(xiàn)智能化、自動化。智能化變電站二次系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有以下3點(diǎn)。一是信息交換標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高度集成化。該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為合理，能夠?qū)崿F(xiàn)與控制中心的無縫通信，使得在采集設(shè)備的狀態(tài)特征量時(shí)不會出現(xiàn)盲區(qū)，快速完成系統(tǒng)的配置和維護(hù)。二是對控制系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，實(shí)現(xiàn)自動控制的操作，使得采集的電流、電壓全部自動化，將所有的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行高效集成，從而促進(jìn)了二次系統(tǒng)的不斷優(yōu)化與整合，更加充分的共享數(shù)據(jù)。三是認(rèn)真分析決策的在線化。對各設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測，有效獲得智能電子設(shè)備的信號回路狀態(tài)、動作信息、協(xié)議智能電子設(shè)備（Intelligent Electronic Device，IED）故障、電網(wǎng)狀態(tài)等。

2 研究智能變電站二次設(shè)備調(diào)試與檢修的現(xiàn)實(shí)意義

智能變電站可以獨(dú)立完成各項(xiàng)信息內(nèi)容的采集、測量、計(jì)算以及調(diào)控等各項(xiàng)工作。根據(jù)國內(nèi)電網(wǎng)的總體發(fā)展，近年來智能變電站的使用日益普及，需要做好二次設(shè)備的調(diào)試和檢修工作。通過對二次設(shè)備進(jìn)行調(diào)試和檢修，使其性能達(dá)到一定的要求，從而對一次設(shè)備進(jìn)行正確的檢測、控制、保護(hù)以及調(diào)試，以確保智能變電站的穩(wěn)定運(yùn)行，為用戶供電，滿足人們的生產(chǎn)和生活需要[1]。

3 智能變電站二次設(shè)備調(diào)試與檢修要點(diǎn)

3.1 二次設(shè)備調(diào)試

（1）測試儀調(diào)試。由于保護(hù)測控儀的輸入接口采用了全數(shù)字化的方式，所以在二次設(shè)備的測試中，必須使用數(shù)字光電儀表。

（2）繼電保護(hù)設(shè)備性能測試。繼電保護(hù)設(shè)備性能測試是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，其主要工作包括以下幾個(gè)方面：一是對特定的應(yīng)用軟件進(jìn)行文檔化的記錄；二是檢查定時(shí)功能，保證其符合使用規(guī)范；三是檢查軟壓板和硬壓板的特殊性能；四是詳細(xì)測試操作值和操作時(shí)間；五是檢查作業(yè)報(bào)告的規(guī)范化，發(fā)現(xiàn)問題，立即查明問題產(chǎn)生的原因，并采取措施解決問題；六是檢驗(yàn)發(fā)送和接收面向通用對象的變電站事件（Generic Object Oriented Substation Event，GOOSE）消息的功能等。繼電保護(hù)設(shè)備性能測試明確工作內(nèi)容，并按照相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，以確保各種檢測的合理性。防止測量結(jié)果的偏差，從而影響到智能變電站的正常工作。

（3）測控設(shè)備性能測試。測試和控制設(shè)備的性能主要包含以下幾個(gè)方面：對特定的應(yīng)用軟件進(jìn)行錄制、時(shí)間功能校驗(yàn)、檢驗(yàn)同步合閘的表現(xiàn)、測試取樣是否準(zhǔn)確以及檢驗(yàn)五防鎖定邏輯性。

（4）合并單元性能測試。測試合并單元是一個(gè)很復(fù)雜的工作，在具體的測試流程中包含了以下內(nèi)容：一是在特定的操作過程中，檢修單元的自我診斷能力；二是校驗(yàn)開關(guān)和并聯(lián)的電壓，如有故障，應(yīng)立即進(jìn)行調(diào)試；三是對合并單元在使用過程中發(fā)生的錯(cuò)處等進(jìn)行分析；四是分析智能變電站應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)記錄設(shè)備，并對分析報(bào)文的特定形式。

（5）智能終端性能測試。智能終端性能測試的關(guān)鍵部分如下：一是分析采樣信息的通信服務(wù)（Sampled Value，SV）報(bào)文出現(xiàn)中斷的原因，找出問題的根源；二是合理測試SV數(shù)據(jù)傳輸和接收的準(zhǔn)確性；三是對報(bào)警進(jìn)行校驗(yàn)，一旦有問題，終端就會發(fā)出警報(bào)；四是在特定應(yīng)用過程中合理地測試GOOSE切換量的延遲；五是測試操作時(shí)間等。在實(shí)際的測試中，要對每個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行詳細(xì)的測試和分析，并對其進(jìn)行合理的測試，以保證其功能的充分發(fā)揮。

（6）部分監(jiān)測測試。部分監(jiān)測測試內(nèi)容如下：一是以監(jiān)控后臺為依據(jù)，檢查智能變電站的監(jiān)測畫面能否達(dá)到操作要求，并對每一項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的說明；二是檢驗(yàn)每個(gè)區(qū)間的遙測數(shù)值是否正確；三是在遙信出現(xiàn)后，能否及時(shí)發(fā)出警報(bào)窗口，同時(shí)所使用的光子板是否清楚顯示信息。

3.2 二次設(shè)備故障檢修

3.2.1 保護(hù)設(shè)備檢修

在實(shí)際使用中，保護(hù)設(shè)備會發(fā)生故障，須找出原因并向相關(guān)的調(diào)度部門報(bào)告，經(jīng)調(diào)度部門批準(zhǔn)后再啟動。當(dāng)保護(hù)設(shè)備重新動完畢后，檢查其能否正常使用。如果能正常使用，那么有關(guān)工作人員將跳閘處的軟壓板恢復(fù)到正常工作狀態(tài)，并向有關(guān)的調(diào)度部門報(bào)告。如果工作狀態(tài)沒有恢復(fù)，那么向相關(guān)的調(diào)度員和檢修人員匯報(bào)，并根據(jù)調(diào)度員的指示，對保護(hù)設(shè)備進(jìn)行特殊的操作，以保證正常工作[2]。

3.2.2 智能終端檢修

在使用過程中，如果智能終端發(fā)生故障，那么工作人員要首先找出問題的根源，并向相關(guān)的值班調(diào)度人員匯報(bào)。在征得調(diào)度員的同意后，重新啟動智能終端。在此過程中，要做好安全防護(hù)工作，一旦啟動，就會將智能設(shè)備的情況及時(shí)反饋給相關(guān)的調(diào)度和檢修人員。

3.2.3 合并單元檢修

在實(shí)際操作過程中，檢修人員對所有的異常信息進(jìn)行分析。在特定的操作中，對合并單元的故障進(jìn)行細(xì)致診斷，對同一時(shí)刻的取樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以在使用過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并擇機(jī)處理。

4 智能變電站二次設(shè)備調(diào)試問題分析

在智能變電站和二次設(shè)備的操作中，應(yīng)按實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試。針對目前智能變電站二次設(shè)備的調(diào)試，有以下幾個(gè)方面的問題。

4.1 智能變電站二次設(shè)備調(diào)試流程問題

在智能變電站二次設(shè)備的調(diào)試中，由于各子設(shè)備的調(diào)試方法不盡相同，各有不同的調(diào)試程序，須嚴(yán)格按照相應(yīng)調(diào)試程序進(jìn)行二次設(shè)備的調(diào)試，以確保二次設(shè)備的調(diào)試工作的合理性和科學(xué)性。但是，由于一些工作人員不了解調(diào)試過程的功能，盲目根據(jù)自己的工作經(jīng)歷進(jìn)行調(diào)試，造成了二次設(shè)備調(diào)試過程中出現(xiàn)一系列問題。

4.2 智能變電站二次設(shè)備調(diào)試接線及安全措施

在智能變電站二次設(shè)備的調(diào)試中，為有效檢驗(yàn)二次回路的完整性和運(yùn)行的可靠性，二次設(shè)備的仿真應(yīng)該是基于二次設(shè)備的故障輸入。目前，智能變電站二次設(shè)備安全防護(hù)措施的重點(diǎn)是投退保護(hù)軟壓板以及插拔網(wǎng)絡(luò)光纖[3]。

5 智能變電站二次設(shè)備調(diào)試問題的解決對策及檢修

針對上述問題，提出了一些解決對策與方法，具體如下。

5.1 規(guī)范并遵循二次設(shè)備調(diào)試流程

智能化變電站二次設(shè)備的調(diào)試與傳統(tǒng)的二次設(shè)備的調(diào)試有很大不同，因此在二次設(shè)備的調(diào)試中，必須對二次設(shè)備進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試。聯(lián)調(diào)測試就是根據(jù)變電站現(xiàn)場的工程結(jié)構(gòu)，對變電站內(nèi)的有關(guān)設(shè)備進(jìn)行集中合并，并以此為依據(jù)進(jìn)行工程應(yīng)用測試。在進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試時(shí)，應(yīng)考慮到變電站內(nèi)各個(gè)設(shè)備的配合度、技術(shù)性能和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等方面的合理性。因此，要從根本上保證二次設(shè)備的調(diào)試工作的科學(xué)性，必須嚴(yán)格遵守有關(guān)的調(diào)試程序，并對運(yùn)行中出現(xiàn)的問題進(jìn)行改進(jìn)。

5.2 從有關(guān)MU合并器的檢修作業(yè)角度進(jìn)行改進(jìn)

借助于對小電壓電流互感器裝置的模擬，智能變電站一次施加電流信號以及電壓信號數(shù)值能夠借助于交流信號的模擬方式予以實(shí)現(xiàn)。從這個(gè)意義上講，變電站輸出的模擬電壓信號和電流信號指數(shù)都是一致的。合并單元（Merging Unit，MU）在滿足上述前提的情況下，可以可靠地接收到在正常工作狀態(tài)下的輸出電流和電壓信號。該部分所接收的電壓和電流信號都可以匯通全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS），從而達(dá)到同步傳輸信號?；谛盘柾?，可以比較兩個(gè)信號的相位進(jìn)行信號同步的可靠性判斷。

5.3 從有關(guān)電子互感器采集器的檢修作業(yè)角度進(jìn)行改進(jìn)

在智能變電站的正常工作條件下，取樣器采集的數(shù)據(jù)精度主要取決于差動保護(hù)的性能。而在智能變電站，由于其電流極性指數(shù)具有更高的靈活性，可以在MU設(shè)備中實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)節(jié)。但是，根據(jù)MU設(shè)備對變壓器電流的極性進(jìn)行調(diào)節(jié)，會對后期二次設(shè)備的檢修工作造成不利的影響，因此須提前制訂有效的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。同時(shí)，在二次設(shè)備停電檢修期間，采用一次電流控制對變壓器的變比指標(biāo)進(jìn)行有效的檢修。通常，當(dāng)二次電流方向和潮流方向呈現(xiàn)一致時(shí)，表示極性端就是線路側(cè)的位置[4]。

6 故障處理措施

6.1 保護(hù)設(shè)備

在保護(hù)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障的原因，并向調(diào)度報(bào)告。在重新啟動前，須從保護(hù)中退出，并進(jìn)入檢修狀態(tài)。重新啟動后：如果設(shè)備的故障消失，那么保護(hù)會繼續(xù)并向調(diào)度報(bào)告；如果不能修復(fù)，那么須向調(diào)度和檢修部門報(bào)告，并按照調(diào)度指示調(diào)試保護(hù)模式。

6.2 智能終端

一旦智能終端出現(xiàn)故障，就及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障的原因并向調(diào)度報(bào)告。在重新啟動前，須從保護(hù)中退出并進(jìn)入檢修狀態(tài)。當(dāng)重新啟動后：如果設(shè)備的故障已消除，將關(guān)閉開關(guān)的出口壓力恢復(fù)，并向調(diào)度報(bào)告；如果不能恢復(fù)，須向調(diào)度報(bào)告，告知檢修部門，并嚴(yán)格執(zhí)行調(diào)度命令，調(diào)試保護(hù)運(yùn)行模式。此外，當(dāng)智能終端出現(xiàn)故障時(shí)，保護(hù)系統(tǒng)會記錄一次設(shè)備的工作狀態(tài)，防止其功能受損。因此，在此情形下，不應(yīng)更改設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)。

6.3 交換機(jī)

在開關(guān)出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障的原因，并向調(diào)度報(bào)告。如果在檢查結(jié)束后判定開關(guān)出現(xiàn)故障，調(diào)度人員確認(rèn)并允許后重新啟動，并向調(diào)度報(bào)告重新啟動的程序和結(jié)果。若啟動后無法再啟動，則需按調(diào)度指示調(diào)試保護(hù)模式，并告知相關(guān)檢修單元。

6.4 邏輯錯(cuò)誤

邏輯上的錯(cuò)誤主要表現(xiàn)為邏輯上的寄生邏輯和邏輯不完整。若在操作中采取相似的措施，則會造成保護(hù)設(shè)備的誤啟動、誤收，嚴(yán)重時(shí)會造成誤動作或拒絕動作。為了解決這個(gè)問題，必須在設(shè)備的驗(yàn)收和檢修中嚴(yán)格控制，保證所有的保護(hù)回路都能得到有效的檢驗(yàn)。如果在使用中出現(xiàn)這種問題，那么在處理時(shí)要采取有效的安全措施，如果需要，就取消保護(hù)功能，修正故障邏輯。

7 智能變電站二次設(shè)備的檢修

在正常運(yùn)行中，智能變電站二次設(shè)備檢修應(yīng)根據(jù)故障、設(shè)備正常運(yùn)行、存在故障等采用不同的檢修方法，并根據(jù)設(shè)備狀況將故障進(jìn)行歸類和檢修，以確保檢修工作的順利進(jìn)行。另外，在對智能變電站二次設(shè)備進(jìn)行檢修時(shí)，要根據(jù)其工作性質(zhì)，從本質(zhì)上對其進(jìn)行分類。對變電站進(jìn)行分級，以提高維護(hù)工作的有效性，確保變電站安全運(yùn)行。此外，檢查過程中發(fā)現(xiàn)的問題，分析故障產(chǎn)生的原因，并根據(jù)故障原因和有關(guān)工作指示，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試和檢修[5]。

在實(shí)際運(yùn)行中，智能變電站的二次檢修工作主要有以下兩點(diǎn)。一是從MU并網(wǎng)機(jī)設(shè)備的檢修角度進(jìn)行檢修。在智能變電站的交流電源（Alternating Current，AC）信號源輸出模擬電流和電壓信號指標(biāo)處于一致的相對位置時(shí)，通過GPS將模擬電流和電壓信號進(jìn)行同步傳輸。在實(shí)際工作中，通過信號同步的方法可以判定信號是否同步。二是從電子變壓器采集設(shè)備的檢修角度進(jìn)行檢修。在智能變電站正常工作時(shí)，采用微分電流互感器的差動保護(hù)性能對采集到的取樣值數(shù)據(jù)產(chǎn)生重要影響。

8 結(jié) 論

智能化變電站具有智能化、科技化、數(shù)字化的特點(diǎn)，為電氣系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造了良好的條件。然而，電氣系統(tǒng)的安裝和調(diào)試難度較大，專業(yè)要求也較高。在實(shí)際應(yīng)用中，它的運(yùn)行穩(wěn)定性會受到二次設(shè)備的影響。為此，電力公司有關(guān)部門要加強(qiáng)對二次設(shè)備的調(diào)試和檢修工作的關(guān)注，并根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況對二次設(shè)備進(jìn)行檢修，以確保電氣系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。