数字化变电站继电保护调试技术应用探讨

数字化变电站继电保护调试技术应用探讨

赵彦秀

（国网福建省电力有限公司福州供电公司福建福州350009）

摘要：随着电力改革的不断深入，近年来我国电力领域发展极为迅速，数字化、智能化变电站的大量建设便能够证明这一认知，基于此，本文简单分析了数字化变电站继电保护调试技术应用要点，并选择了某地以IEC61850标准设计的110kV数字化变电站作为研究对象，希望由此开展的深入探讨能够为相关业内人士带来一定启发。

关键词：数字化变电站；继电保护调试；继电保护系统

前言：

相较于常规变电站，数字化变电站系统的层次架构出现了较大变化，并以“三层两网”为主要架构。在大量智能化设备支持下，数字变电站实现了信息共享、设备互操作，维护、调试的便利性也大大提升，而为了保证数字化变电站的安全稳定运行，继电保护必须最大化发挥自身效用。

1.数字化变电站继电保护调试技术应用要点

1.1调试前准备

为开展高水平的数字化变电站继电保护调试，调试前的准备不容忽视。具体来说，调试人员需提前准备好具备光口的数字式继电保护试验仪，各类试验线缆和光纤，以及SCD文件（与装置同版本），同时需要配置好保护装置CID文件。不同于常规变电站的继电保护调试仅需要进行装置外观检查，数字化变电站的调试还需要对各类光纤接口的发送功率、接收功率、最小接收功率进行检查，具体检查需采用光功率计与光衰耗器。站控层及过程层网络的检查同样需要得到重视，以此进行GOOSE、SV、MMS设备的MAC地址、IP地质、优先级、APPID、VLANID的正确性检查。GOOSE报文、光纤回路同样属于调试需关注的重点，围绕前者的调试需保证报文发送时间间隔、帧数满足使用要求，光纤回路的调试需使用激光笔、光功率计并开展光源测试，以此保证其外观、光纤损耗符合要求，且相关标识准确清晰[1]。

1.2主要调试内容

在数字化变电站的继电保护调试中，合并单元、保护装置、智能终端、其他智能电子设备属于调试的重点。相较于普通变电站，数字化变电站需增加GOOSE、SV链路检查，需保证检查无告警灯或异常报文。MU采样延时试验、保护闭锁测试、装置零漂及交流精度检查、GOOSE开入检查、各装置间检修位配合测试、故录功能检查同样属于数字化变电站继电保护调试的重要内容。但值得注意的是，数字化变电站保护装置无法通过短接保护动作出口的方式进行调试，因此需通过模拟故障进行防跳回路正确性检查。

1.3调试问题处理

由于数字化变电站推广时间不长，且存在较为复杂的继电保护调试流程，这就使得具体的调试过程很容易出现各类问题，这类问题很容易出现在数字式继电保护试验仪设置、保护装置压板设置、换机网络风暴等环节。以换机网络风暴为例，由于数字化变电站中的部分GOOSE和SMV信息通过交换机在三层两网的结构中传输，这就使得调试现场频繁插拔网线和光纤很容易导致交换机配错网口，大网络中的小环网也会因此形成，无法正确传输信息在交换机间形成的无限循环，便会最终形成网络风暴。一旦出现换机网络风暴问题，继电保护调试的正常进行将受到严重影响，因此调试人员必须严格按照设计要求配置光纤链路，并做好网线和光纤插拔标记，为有效预防换机网络风暴，网络分析仪报文的分析同样需要得到重视[2]。

2.实例分析

2.1变电站概括

为提升研究的实践价值，本文选择了某地110kV数字化变电站作为研究对象，该变电站的电压等级为110/35/10kV，主变压器规模为3×40MVA，110kV线路、35kV线路、10kV线路分别采用内桥接线、单母线分段接线、单母线分段接线。图1为该数字化变电站继电保护系统组成，其继电保护一次端设备主要包括电子式传感器、智能终端、合并单元（MU），并采用光纤以太网传输GOOSE、SV报文信息，图2为该变电站继电保护结构。

图1数字化变电站继电保护系统组成

图2数字化变电站继电保护结构

2.2验收调试准备工作

为保证继电保护调试质量，调试人员首先完成了以下几方面准备工作：（1）明确过程层设备与保护设备的具体联线，熟悉设备间网络传输以及网络传输信息流向连接关系。（2）明确数字化变电站的标准和规程以及事故应对措施，以此编写科学、实用、详细的验收方案，同时需保证评审过程的正确、合理、安全。（3）准备相关工器具、仪表、仪器，并做好相应培训工作。

2.3验收调试项目

2.3.1过程层验收

作为继电保护调试的重要组成部分，该环节的验收需重点关注合并单元设备与数字互感器，合并单元设备的验收主要围绕采集器调试、输入及输出接口调试、交流模拟量采样精度检査校验展开，数字互感器验收需关注采集电气信息数据、非电气量数据、设备硬件性能的测试和检测。

2.3.2间隔层验收

该环节的验收需关注设备布置的整齐性与美观性，布置结构能否较好服务于运维维护及检修也需要得到重视。测控设备、二次回路及保护的测试检验同样属于验收的重点，保证跳闸逻辑、整定值、出口行为的一致则能够较好保证间隔层整组实验质量，同时还需要开展监控系统相关信号传动试验[3]。

2.4线路保护设备调试要点

2.4.1测试仪配置

采用POVONO数字测试仪，该数字测试仪由四方公司生产，具体应用需按照“选择“9-2”报文→配置地址信息→选择完保护装置订阅的SV控制块并确定→设置SV通讯参数→设置测试设备通道与SV通道的映射关系”。测试仪GOOSE报文设置的流程可为：“打开验收设置软件→进入对应设置界面→导入所需文件→选择导入的SCD文件→选取测试的对象设备→选择并勾选需要订阅的GOOSE控制块→联系部分开关量与已经选取信息（如“跳A相”关联A）”，其中的关联需要在左、右两侧分别进行关联的描述与关联开关量选择。在完成订阅后，还需要进行GOOSE报文发布设置，而在线路保护调试过程中，则需要将配置好的信息导入到试验中。

2.4.2纵联零序差动保护调试

试验条件为开关合位，测试软件可看到跳位A、B、C的开入均为开的状态，纵联差动压板投入后显示纵联差动保护。具体试验需按照表1所示的定制清单5倍整定确定突变量启动定值、纵联差动定值等电流定值。调试以整组试验菜单进行，调试过程需重点关注故障类型、短路电流、阻抗角、故障方向、故障性质、负荷电流、负荷功角、最大故障时间等内容，具体的试验结果满足表2要求，图3为1.05倍Icd0零序差动保护出口时装置的报文。

表1定制清单

表2零序差动保护校验

图3零序差动保护出口报文

结论：

综上所述，数字化变电站继电保护调试技术的应用具备较高现实意义，在此基础上，本文涉及的调试前准备、调试问题处理、过程层验收、间隔层验收、线路保护设备调试要点等内容，则提供了可行性较高的数字化变电站继电保护调试技术应用路径，而为了更好保证调试质量，信息传输网络化的影响、一次与二次边界的模糊化必须得到重视。

参考文献：

[1]孙文文，程晓通，张太敏.提高110kV数字化变电站继电保护可靠性的方法[J].山东工业技术，2017（22）：156.

[2]李珊珊.浅谈提高110kV数字化变电站继电保护可靠性的措施[J].机电信息，2017（15）：174-175.

[3]韩鹏元.智能变电站继电保护调试方法及其应用研究[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2017（02）：165-166.