智能变电站继电保护系统调试技术探讨

贾寅飞 宋畅

摘要：智能变电站建立在IEC61850通信规范基础上，实现一次设备智能化和二次设备网络化。本文针对智能电子设备(IED)构成智能变电站保护系统后的相互配合问题,提出了智能变电站继电保护系统的调试方法,并从通用检査、合并单元检査、继电保护和安全自动装置检验、智能终端检验4个方面进行了重点分析。

关键词：智能变电站;继电保护;系统调试

中图分类号：TM774 文献标识码： A

引言

智能变电站继电保护系统调试是保证变电站顺利投产的重要环节,也是检验变 电站所使用的电气设备功能及性能是否满足设计和运行要求的关键试验,是检查 变电站全站二次设备相互操作性的重要手段。试验结果可作为设备投产依据,也为将来变电站运行维护提供了参考资料。由于不同制造商对IEC61850标准的理解存在差异,导致其生产的IED虽然通过了一致性测试,但不同厂家的IED构成系统时却存在互操作性问题。因此,研究智能变电站的系统调试技术和方法十分必要。本文在总结智能变电站继电保护系统调试工作经验的基础上,研究智能变电站继电保护系统调试方法,有助于提高智能变电站 的调试水平,保障智能变电站的顺利投运。

一、调试条件

智能变电站继电保护系统通过网络进行连接,设备间的连接是基于网络传输的数字信号,原有二次回路中点对点的电缆连接被网络化的光缆连接所取代,因 此调试的方法也较常规变电站发生了较大的变化,在进行继电保护系统调试时应满足以下要求:1、系统及设备安装完毕。2、与一次设备及自动化系统相关的二次电缆巳施工结束。3、网络设备安装及通信线缆(铜缆和光缆)已施工结束,通信线缆测试合格并标示正确。4、现场交直流系统已施工结束,满足现场调试要求。

二、调试步骤

在继电保护系统调试阶段应尽可能发现互操作和运行要求方面的问题,及时进行更正,使智能变电站继电保护系统满足相关标准、规范和运行的要求。系统调试按 如下步骤进行:(1)通用检查;(2)合并单元(MU)的检验;(3)二次回路 系统检查;(4)继电保护和安全自动装置检验;(5)智能终端检验;(6)整组试验;(7) 与调控系统、站控系统配合检验。其中,二次回路系统检査、整组试验、与调控系统和站控系统配合检验部分内容与常规变电站调试方法相同。

1、通用检査

通用检査主要包含外观检査、设备工作电源检查、设备通信接口检査、设备软件版本和通信报文检查等,其中外观检查、设备工作电源检查和设备软件版本检査与传统继电保护设备相同。智能变电站继电保护通用检査增加了设备通信接口检査和通信报文检査等项目。设备通信接口检 査主要检査通信接口种类和数量是否满足要求,检查光纤端口发送功率、接收功率、最小接收功率。要求值如下:一20dBm <发送功率(包括以太网口和FT3网口)<-14dBm,-23d&n<接收功率(包括以太网口和FT3网口)<—1 4dB m;最小接收功率(包括以太网口和 FT3网口)<_30dBm。

2、合并单元栓査

MU检查主要包含MU发送SV报文检验、MU对时误差测试、MU失步再同步性能检验、MU检修状态测试、MU电压切换、并列功能检验。MU发送SV报文检验主要检验SV报文的丟帧率和SV报文发送频率。检査方法:将PC机通过光猫与MU连接,抓取SV报文并进行分析。M U对时误差测试主要测试合并单元对时误差。对时误差的最大值应不大于1畔。在外部同步信号消失后,MU至少能在Wmin内继续满足4/is同步精度要求。MU输人电流电压信号的同步检验主要检查MU失去同步信号再获得同步信号后, MU传输SV报文的误差。检验方法:将MU的外部对时信号断开,过1min再将外部对时信号接上,进行SV报文的记录和分析。MU 检修状态测试: MU发送SV报文检修品质应能正确反映MU装置检修压板的投退。检验方法:投退MU装置检修压板,抓取SV报文并分析“test”是否正确置位,通过装置面板观察。MU电压切换/并列功能检验:检验MU的电压切换和电压并列功能是否正常。

三、智能变电站继电保护装置配置方案

1、网络配置

站控层采用单星型以太网络；过程层推荐全站配置单星型以太网络，采用GOOSE与SV共网方式。

1.1 这里推荐不按照电压等级进行组建过程层网络，主要是因为为了减少交换机投资，另外，也考虑到间隔数比较少的情况。

1.2 过程层网络单重化配置，则是由于110kV侧由于间隔保护单套配置。要是考虑到主变保护双套配置的情况，应该GOOSE点对点方式在第二套主变保护与100kV桥备自投之间采用。

1.3 在不考虑母差保护、间隔间无配合的情况下，10kV推荐采用常规互感器，在用于自投、分段保护测控装置等相关配合的时候，应该配置GOOSE单网；另外，对于第二套主变保护动作信号来说，采用电缆连接智能终端输出硬接点与备自投、分段保护测控装置；不配置SV网。

2、间隔层及过程层设备配置

2.1互感器配置

110kV线路、内桥采用三相电子式电流互感器；110kV母线采用三相电子式电压互感器；变压器高压侧中性点采用单相电子式电流互感器、低压侧采用三相电子式电流电压互感器。10kV母线采用三相常规电压互感器、各间隔采用三相常规电流互感器。

2.2 合并单元配置

110kV 线路、内桥及母线合并单元需与双套变压器保护配合，因此需要双套配置；母线合并单元按每两段母线双套配置；每套合并单元含电压并列功能。

变压器高压侧中性点合并单元双套配置，接入高压侧中性点互感器；低压侧合并单元双套配置，接入低压侧ECVT。

2.3 智能终端配置110kV智能终端单套配置

变压器各侧智能终端单套配置，本体智能终端单套配置。两段母线单套配置一台智能终端。35(10)kV及以下采用户内开关柜布置不配置智能终端(主变低压侧除外)。

2.4 保护装置配置

线路间隔采用保护测控一体化装置，单套配置，包含完整的主后备保护功能。桥间隔采用保护测控一体化装置，单套配置。

变压器电气量保护双套配置，每套含完整的主后备保护功能。变压器保护应接入110kV线路电流合并单元、110kV桥电流合并单元、l10kV母线电压合并单元、高压侧中性点电流合并单元。

2.5 测控装置配置

每台主变配置1台测控装置。每段母线配置1台测控装置。

四、智能终端检验

智能终端检查包含智能终端动作时间、传送位置信号、SOE精度、检修状态测试 等内容。检修状态测试同MU检修状态测试。智能终端动作时间测试:检查智能终端响应GOOSE命令的动作时间。测试仪发送一组GOOSE跳、合闸命令,智能终端应在7ms内可靠动作。检验方法: 由测试仪分别发送一组GOOSE跳、合闸命令,并接收跳、合闸的节点信息, 记录报文发送与硬接点 输出时间差。传送位置信号测试: 检查智能终端应能通过GOOSE报文准确传送开关位置信息。检验方法: 通过数字继电保护测试仪分别输出相应的电缆分、合信号给智能终端,再接收智能终端发出的GOOSE命令，解析相应的虚端子位置信号,观察是否与实端子信号一致。

结束语

智能电网是当今世界能源产业发展变革的最新动向，体现了社会的进步，代表着电网未来发展的方向。继电保护做为电网中重要的二次设备，在技术成熟、可靠的基础上应积极探索其他实现方式。

参考文献

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