智能变电站继电保护检测和调试技术浅析

智能变电站继电保护检测和调试技术浅析

孙浩

国网吉林省电力有限公司长春供电公司吉林130000

摘要：智能变电站需要运用更加先进可靠的智能设备，并且需要通过信息数字化、通信平台网络化为基础，完成信息的采集、控制、检测等各项功能，考虑到所需支持电网实时自动化控制系统以及在线分析决策。智能变电站SCD文件是二次系统的组成之一，描述了变电站一次设备模型与电气拓扑结构之间的联系，IED中逻辑节点的映射，使SCD构成镜像系统成为可能。随着智能电网的推进，根据IEC61850标准的智能变电站自动化技术获得了很大的成功，智能变电站与传统变电站最大的不同就在于变电站配置文件(SCD)的引入，为基于模型的智能变电站提供了基础。

关键词：智能变电站;继电保护;检测;调试

1智能变电站的特征

智能变电站是计算机技术、智能算法以及信息技术等各种技术综合在一起得来的成果，国家对变电站的智能化建设大力支持，与以往的变电站继电保护系统相比可知，具有非常明显的特征。智能变电站所拥有智能化一次设备，综合传感器以及智能终端，能够更好的对信息实施具体的采集与处理，真正实现信息化数字技术，同时在原有技术的基础下增加智能控制功能，并与电子设备形成交互功能，对智能变电站的装置进行自我诊断，变电站中的智能化一次设备通常有互感器、断路器以及变压器等，这些设备都能够实现智能化功能。智能变电站如果按IEC61850的标准，能够分为三层结构形式，在目前的阶段中主要采用的是二次设备，在变电站中，对保护与测试装置所添加，从而实现一些特定的功能。为了能够进一步使系统的性能实现最佳，达成信息化集成，一定要运用高端的网络通讯功能，进而能达到二次设备网络化。在智能变电站中，结合一次设备与二次设备，通过硬件单元，使变电站的测量与保护实现，进而能达到信息的共享。

2IEC61850标准

2.1IEC61850的核心内容

随着数据交换标准化技术的发展，国际电工组织(IEC)结合智能电网系统的发展要求，引入了大量数字化建模的概念以及网络通信方法，随着变电站集成自动化IED模型的提出，使智能变电站系统的设备配置得到了实现，为完成变电站系统网络智能化的应用奠定了基础。IEC61850不仅仅是一种通信标准，更是一种能够规划变电站智能化的设计以及开发的准则，实现控制、检测以及继电保护等功能。与常规的通信标准体系相比，通过开发出一种实时的数据传输技术信息服务模型，使虚拟通讯功能得到了快速的发展。IEC61850标准的核心主要体现在自我描述的功能，利用变电站配合文件实现描述，定义抽象通信的服务接口，在通信技术方面能够达到独立的功能，并根据功能划分不同的节点，用逻辑设备表示抽象物理设备。

2.2IEC61850标准采用的机制

IEC61850标准主要采用采样值(SV)描述电流与电压，SV支持的传输方式是网络数据，因为在每一个以太网数据帧之前都有前导字节，并且在以太网数据帧之间还会插入其他字节，用IEC61850进行数据的分析，如果IED输出的采集数据采样率为256点/周波，频率为50Hz，则数据的流量为12.4Mbit/s，如果不是256点/周波，则报文中只含有1个采样点数据。采用IEC61850标准格式最大的优点就是能够自由配置通道的个数，但是数据帧的长度会在每个通道中增加两个字节，SV是一种时间驱动的通信方式，因为通信的原因容易造成报文的丢失或者是发送失败。

2.3GOOSE

GOOSE指的是面向通用对象的变电站事件机制，具有优先级控制功能，提供高效率实现IEC之间的直接通信，当事件发生后，GOOSE的间隔时间会连续发送2次信息，按照T=2N×s(N=0，1，2，3，…，s=1ms)的方式发送N遍并一直重复。

3IEC61850智能变电站继电保护检测

3.1通过合并单元进行检测

根据当前的智能变电站交流采样的模式，其能分为电子式互感器以及常规互感器两种，因为电子式互感器的技术还不太成熟，因此在智能变电站中，普遍采取的是模拟式合并单元。合并单元的关键功能就是解码电子式互感器传输的数据，并发送给监控保护装置。合并单元自动检测功能能够对装置中的硬件以及错误通讯自行判断，当发生电源的中断、异常时能够发出报警信号，并在采样异常的情况下将参数设置成00000001，如果保护装置收到合并单元的数据后出现报警信号，依据合并单元提供的数据加以运算，避免A/D采样环节的过程中出现异常，结合实际情况进行分析，合并单元本身的自动检测功能还不太完善，存在数据同时出现异常，自动检测仍然能够通过的现象，出现这种情况后就需要判断数据的有效性。

3.2通过等比差的方式进行检测

通过冗余通道对比检测，合并单元输送保护装置电气量，通过互相比较可以判断出部分的异常，比如三相电流和零序电流之间的联系。

3.3模型匹配自动检测

以往的变电站继电保护装置，其所采用的安全方式是短接电流的回路，断开交流电压与回路压板，并运用专用继电保护测试仪器实施测试，通过人工的方式进行测试。而智能变电站继电保护的测试分为合并单元、保护装置以及智能终端，前两项主要运用测试仪加报文组成，保护装置的测试主要通过以往的模拟量输出仪器进行。相比传统的继电保护测试，智能变电站继电保护在测试的过程中也会发生一些问题，比如测试的设备在人员方面的要求非常高，很多与运行有关的参数需要通过人工完成;工作量较大，保护装置在各种逻辑测试上需要进行重新设置时，测试的工作量大，容易出现漏测的问题，在没有智能终端测试的情况下需要人工来对GOOSE报文的正确性加以判断。

4智能变电站继电保护调试技术

4.1定值检验

首先检查压板的配置信息，除了检查远方操作的压板以及硬压板外，其他的压板需要运用软压板，投入检修压板后，需要监视GOOSE报文以及装置面板的显示，通过装置参数以及文件，保护上送带的位置信息，当面板的指示灯或者界面有明显的数据显示时，在检修压板时下装并采用闭锁保护，然后退出检修压板，对GOOSE报文以及装置面板的提示信息进行监视，进行装置参数以及其他相关的操作，如果面板的指示灯以及界面恢复正常，参数和配置文件不能进行安装。

对GOOSE出口软压板进行检验，需要投入出口软压板，并保护元件配置和动作，对正确的GOOSE报文进行监视;退出出口软压板，保护元件，监视GOOSE报文，当对正确的没有跳闸的GOOSE报文监视到时，需要对压板的状态监视，看其是否正确。

4.2精度检验

对装置SV报文接收的性能进行检测，模拟SV报文的SVID、APPID等参数的变化，对保护装置的功能进行正确显示，根据接受到的报文以及采样值的配置信息判断报文配置的一致性，并发出相应的报警信号;模拟SV报文的时间变化，保护装置并监视采样值，当超出保护装置的范围或，报警并关闭保护功能;模拟SV报文对应中Validity字段的变化，接收的一方需要争取识别并做出正确的反应。模拟合并信号与装置之间的信号，当通信中断后，保护装置需要根据相应的信号做出反应，并发出警告信号，当通信恢复之后，对装置信号进行保护并自动返回，使保护功能能够恢复正常。

5结束语

基于IEC61850标准的继电保护测试方法，将合并单元的检测能力提升，实现了自动化测试，解决了人工干预以及实验结果错误等问题，提高了检修的水平以及工作效率，进一步提升了智能变电站继电保护的检测能力。

参考文献

［1］尹雁和．智能变电站继电保护检测与调试方法研究［J］．中国新技术新产品，2014，(19):35－36．