刍议智能变电站继电保护系统调试与验收

刍议智能变电站继电保护系统调试与验收

吕志远

一、智能变电站概述

1.1智能变电站概念

智能变电站是指变电站信息采集、传输、处理、输出过程的全部智能，其基本特征为设备智能化、通信网络化、模型和通信协议统一化和运行管理自动化。

1.2智能变电站的优越性

①过程层网络传输介质采用光纤，其造价低、抗干扰能力强。②光信息介质断链能够识别，监控全面。③某些反措方面事故可以避免。如PT全站一点接地、电子式互感器无饱和问题。④远方操作功能略有增强，具有无人值守的趋势，有利于减员增效。⑤高级应用功能更加丰富。⑥调试工作中的某些方面变得更加容易实现。如采样加量的随意化。

二、智能变电站与常规变电站的区别

智能变电站与常规变电站的差异，主要源于数据传输方式的改进和网络通信技术的发展。

首先，智能变电站的过程层由传统的一次设备和智能组件柜组成，智能组件柜中有合并单元和智能操作箱两个装置。合并单元采取就地安装的原则，变电站常规互感器的数据通过交流就地采样电缆传送模拟信号，并将采样数据处理后通过IEC61850-9-I、IEC61850-9-2或者IEC60044-8的协议借助光纤通道发送到需要该模拟量的保护或者测控装置，或者可以通过网络交换机共享数据。智能操作箱解决了传统一次设备和数宇化网络的接口问题，作为数字化变电站一次开关设备操作的智能终端，将传统一次设备和保护测控等装置通过光纤网络连接，完成对断路器、隔离开关的分合操作，智能操作箱接收保护和测控装置通过GOOSE网下发的断路器或隔离开关的分、合及闭锁命令，然后转换成相应的继电器硬接点输出。

其次，在常规变电站二次系统中保护装置所须的模拟置信息和设备运行状态等信息通过电缆传送，动作逻辑在多个装置之间传递启动和闭锁信号，在各间隔层设备之间，间隔层和过程层设备之间要用大量的电缆连接，使传统方式下各个保护装置之间存在较多硬开入连线，导致二次回路接线比较复杂，容易出错、可靠性不高；而智能变电站间隔层装置之间通过以太网联系各间隔层设备，通过网络共享电流电压量和开关量信息，借助虚端子完成保护的动作逻辑和相关间隔之间的闭锁功能，其中电流电压量和开关呈的传输分别采用IEC61850规约中的单播采样值SMV服务和面向通用对象的变电站事件GOOSE服务完成。

三、智能变电站继电保护调试验收要点

智能变电站的继电保护装置的调试验收流程与常规变电站有很大区别，一方面，主要是因为智能变电站继电保护装置之间的通信是基于网络传输的数字信号，原有基于点对点的电缆连接的二次回路被网络化的光缆所取代，因此其调试工具和调试方法都发生了质的变化，调试人员应在保护装置的调试过程中，建立信息流向的概念，明确各类数字信息的传递方式和方向；另一方面，虽然智能变电站的继电保护系统的结构和信息传输模式发生了变化，但具体的保护装置的功能和动作原理与常规变电站基本相同，因此调试人员在调试时，对故障的模拟及保护装置动作逻辑的判断依据不会有太大的改变。

总结起来，智能变电站继电保护系统调试过程主要有以下几个要点。

3.1调试前的准备工作

对于智能变电站，调试前应准备好具备光口的数字式继电保护试验仪，各类光纤及试验线缆若干，与保护装置同版本的SCD文件，保护装置CID文件配置完毕。除了与常规变电站一致的装置外观检查，智能变电站还须检查各类光纤接口的发送功率（-20～-14dbm）、接收功率（-23～-14dbm）以及最小接收功率（-30dbm），其中发送功率和接收功率可直接用光功率计与保护装置连接后读数，最小接收功率须用光衰耗器连接保护装置，逐步降低功率至装置告警后读数即可。此外，还须检查过程层网络及站控层网络的SV-GOOSE.MMS设备的IP地址、MAC地址，VLANⅡ）、APPID以及优先级是否正确，GOOSE报文的发送帧数和时间间隔是否符合要求。光纤回路检查，包括光纤外观检查，使用激光笔打光对线，使用光功率计和光源测试光纤衰耗，尾纤、光缆、网线等标识应清晰准确。

3.2合并单元、智能终端、保护装置及其他智能电子设备调试

与常规变电站相比，增加了SV.GOOSE链路检查，二次光缆正确连接时，各装置应无SV.GOOSE链路异常报文或告警灯；MU采样延时试验；装置零漂及交流精度检查；保护闭锁测试，当发生采样值品质异常、传输异常或畸变时，装置应可靠闭锁相关功能，不发生误动作；智能终端动作时间及位置信号测试；保护装置功能检验，各类软压板及控制字投退测试，GOOSE开入检查；故录功能检查。各装置间检修位配合测试，各装置只响应相同检修位的信号和报文，如当合并单元与保护装置检修位一致时，保护装置可正常接收交流采样并动作，反之则无法接收采样并闭锁装置。此外，当装置间检修位置不一致时，应有装置报文或者告警灯提示。对于智能站特有的网络分析设备，除通用检查外，还应检查其MMS、GOOSE、SV报文记录功能，存储功能，在线分析报警、离线分析及网络分析功能等。

使用具备光口的数字式继电保护试验仪与保护装置连接，载入正确的SCD文件并选取对应间隔，正确配置SV及GOOSE链路，通过模拟故障传动保护装置并接收相关的GOOSE开入来确定其动作逻辑是否正确。

断路器防跳及非全相动作检查方法与常规变电站基本一致，须要注意一点，在常规变电站中，可通过短接保护动作出口的方法检查断路器防跳功能，但在智能站中，保护装置是通过光缆将动作信号传输给智能终端，无法短接，因此必须通过在保护装置上模拟故障使其动作出口来检查防跳回路的正确性。

四、智能变电站二次系统现场调试

4.1单体调试：①智能型二次设备电流、电压SV采样方法；②开关量GOOSE信号订阅开入方法；③开关量GOOSE信号发布方法。

4.2光纤检查：①光纤连接正确性检查；②光纤连接可靠性，可恢复性检查；③光纤衰耗检查。

4.3典型间隔整组试验。

4.4检修机制检查。

4.5带负荷相量检查。

结语

变电站的智能化是一个不断发展的过程。只有应用科学的测试方法，建立完善的规范体系、贯彻严格的测试流程、提供完备的检测手段，才能通过调试和验收对智能变电站系统的有效性、可靠性、适用性、经济学进行合理评估，为推进智能变电站的应用做好服务。

参考文献：

[1]智能变电站数字化相位核准技术规范：Q/GDW11054—2013[S].2014.

[2]智能变电站自动化系统现场调试导则：Q/GDW431—2010[S].

[3]智能变电站继电保护技术规范：Q／GDW441—2010[S].