智能变电站电子互感器相量测试及核相研究

李敏敏

摘 要：随着经济社会的快速发展，对电网供电可靠性和稳定性的要求越来越高，电网新建、扩建、改造工程不断增多。作为电网建设检修中的一项常规工作，电压核相工作的重要性也越来越高。电压核相的目的是，检查需要并列或合环运行的三相交流电源系统的相序、相位，确保三项电压相序正确一致。如果出现非同相运行，将会导致相间短路事故，不仅损坏电气设备，甚至危害电网系统的安全稳定运行。文章针对智能化变电站电子互感器启动送电过程无法进行相量测试及核相问题，提出了新对策和解决办法，为以后智能站电子互感器结构变电站启动送电相量测试提供可靠保证。

关键词：新一代智能变电站 核相 电子互感器 SV 网络记录分析单元

中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）09（a）-0001-02

该论文依托龙岩上杭龙翔220 kV变电站工程；龙翔变按2014年新一代智能变电站示范工程设计技术要求设计， 220 kV、110 kV采用电子式互感器，220 kV、110 kV及主变变压器均采用一次设备加智能组件实现采样数字化；全站配置1套故障录波与网络记录分析一体化装置，通过SV网络接收采样值数据录波，通过GOOSE网络接收GOOSE报文录波，这种配置方式主变三侧电压量不在同一个数据采集单元，导致主变三侧无法进行电压核相，现场故障录波与网络记录分析配置方案如下。

（1）配置2台220 kV录波装置，分别通过A、B GOOSE/SV网过程中心交换机采集各220 kV线路、母联、主变220 kV侧、主变本体录波量。

（2）配置1台110 kV录波装置，分别通过A、B GOOSE/SV网过程中心交换机采集各110 kV线路、母联、主变110 kV侧、主变10 kV侧的录波量。

1 调试过程发现暂态故障记录分析仪无法进行主变三侧核相

暂态故障记录分析仪软件在不同采集单元里无法将相关SV通道提取到同一录波文件分析，由于设计问题，厂家解释只能通过CAAP2008离线软件进行不同采集单元数据分析比较向量，将两个不同采集单元里的同一时刻点的波形将转换成.CFG波形，并采用CAAP2008软件将两个.CFG波形进行融合成同一个波形文件，现场使用调试数字仪进行模拟加量，分别从不同数据采集单元里抓了220 kV母线PT与110 kV母线PT数据报文进行软件融合分析，分析过程发现两个报文存在延时，并有一定的角差，经过与厂家研发人员进一步沟通，提出了解决策略，厂家在CAAP2008分析软件里增加了数据同步性功能，两个波形文件合并时设置一个参考文件，然后对其他每个波形文件单独设置对齐参考点。可对所有需要合并的文件单独选择需要合并的通道。文件融合时采用优化的插值和抽样算法，对不同采样率的波形合并时可拟合出逼真的波形，最后在同一个融合录波文件里可以选出相应SV通道进行相量比较，从而实现不同数据采集单元之间核相及相量测试功能。

2 用CAAP2008软件与数字相量仪测试结果进行比较

为了验证此软件正确性，在变电站启动送电过程中，采用两种不同的方法进行核相，并确认其测试一致性，数字相量仪采用凯墨DM5000里面核相功能，DM5000采用序号对齐进行同步，在此工程之前还未能很好地使用，其原因是SV接收光口为百兆口，接入中心交换机很容易死机，这个工程为了使用DM5000核相功能，将其各间隔过程层交换机进行合理的VLAN划分，每个交换机固定分配一个口进行相量测试，保证这个光口VLAN划分出相应需要的SV数据块，这样避免数据风暴，导致DM5000死机。龙翔变启动过程使用以上两种方法测试主变高中压侧电压核相结果如图1、图2所示。

从图1、2核相结果看，两种方法测试结果一致，从而解决了电子互感器变电站无法进行电压核相及相量测试的问题。

3 结语

新一代智能变电站采用集成化智能设备和一体化业务系统，采用一体化设计、一体化供货、一体化调试模式，实现“占地少、造价省、可靠性高”的目标，打造“系统高度集成、结构布局合理、装备先进适用、经济节能环保、支撑调控一体”新一代智能变电站。采用稳定可靠的电子互感器技术，解决了电子互感器的长期运行稳定可靠性不足以及抗干扰能力较差等问题，可提高电子互感器的应用成熟度，实现电压、电流采样的源端数字化，提升智能变电站数字化水平，保障电网可靠运行。近年来，随着光电子技术、微电子技术及光纤通信技术的发展，有源光电互感器得到快速发展，并有不少产品在变电站现场获得应用。有源光电互感器采用空芯线圈或低功耗铁芯线圈感应被测电流，置于高压侧的远端模块将线圈的输出信号转换为数字光信号经光纤送至控制室。有源光电互感器同光学电流互感器一样能有效克服传统电磁式互感器的缺点，有源光电互感器的温度稳定性较易解决，便于批量化生产，是目前研制及应用的主流。该文重点阐述智能化变电站电子互感器相量测试及电压核相方法，为以后智能化变电站相量测试及电压核相积累宝贵经验。

参考文献

[1] 邱志强.智能变电站保护采样数据同步分析[J].科技信息，2014（15）：300-301.

[2] Q/GDW 396-2009，IEC 61850工程繼电保护应用模型[M].中国电力出版社，2010.

[3] 霍山舞，童建民.新一代智能变电站需求及总体构架分析[J].电力勘测设计，2014（2）：61-66.

[4] 智能变电站技术导则[S].中国标准出版社，2013.

[5] 鲁文，刘明祥，孙国城.基于同步相量的电力故障录波监测系统[J].华北电力技术，2010，29（11）：41-45.

[6] 王雪，雷胜华.改进埃特金插值理论在智能变电站中的应用[J].电力系统保护与控制，2015（15）：73-78.