特高壓變電站監控系統調試要點的研究

冷歐陽,田立山

(國網內蒙古東部電力有限公司,內蒙古 呼和浩特 010020)

為了大氣污染防治行動計劃，國家電網公司建設一批特高壓工程，隨之帶來的新技術和新設備在特高壓工程中得到了推廣和應用。相比其他變電站來說，特高壓變電站的計算機監控系統增加了更多功能、信息點、維護量，為調試驗收帶來了很多復雜的問題，急需解決和完善。

1 特高壓變電站監控系統架構

與智能變電站不同，目前已投運和在建的特高壓交流變電站為模擬量采樣、電信號控制和監測的常規變電站，但與傳統常規站不同，數字化的特高壓變電站監控系統已采用IEC61850標準建模與通信。系統架構示意圖如圖1所示。

特高壓變電站監控系統分為站控層和間隔層，兩層設備之間的信息交互通過站控層A、B網連接實現。特高壓變電站的監控系統架構與近年來國家電網公司大力推行的智能變電站相比有很大不同，沒有采用三層兩網結構，取消了過程層及過程層網絡，通過傳統的硬接線方式來采集和發出模擬量、狀態量及控制命令[1-2]。

2 監控系統調試

2.1 調試步驟

目前調試基本可分為3個階段：廠家單體調試、集成測試(聯調)及現場調試。集成測試是在各個模塊和單體調試完成后，將所有模塊和裝置按照設計要求組成子系統或系統并進行測試。集成測試可將某些在單體及局部測試中沒有反映出來的問題，在系統組成后暴露出來。在現場安裝調試前，加入集成測試，可以提高整體效率。而現場調試的工作主要集中在測試一次設備與二次系統回路連接以及連接后的整體動作性能。

2.2 監控系統的調試技術和方法

a. 信號模擬試驗

由于特高壓變電站采用的是模擬量采樣，硬接線傳輸信號，因此驗證監控系統控制、測量和信號主要通過信號模擬試驗。調試試驗人員在接線端子處對一、二次設備施加開關量及模擬量，發布遙調和遙控命令。通過檢驗相應設備能否準確動作或響應來判斷裝置布置、二次接線、計算機監控系統的UI、網絡組建、上呈調度信息是否正確。

圖1 特高壓變電站監控系統架構示意圖

b. GOOSE/MMS報文模擬

對于特高壓變電站IEC61850的通信測試來說，主要方式為報文模擬。為了減小調試及驗證范圍，可以通過報文模擬的方式對自動化設備進行單體和部分組網系統的試驗[3]。

3 特高壓變電站智能監控系統調試要點

3.1 調試目的

監控系統的施工包括相關設備的物理接線安裝、裝置及計算機的參數設置。施工單位在根據現場需求及設計資料進行施工的過程中，所出現的任意一個錯誤都可能使監控系統不能正常工作。

變電站監控系統的調試是經過核查及試驗的方式確認系統能否正常工作、資料是否齊全的過程，是后續運行維護等工作順利開展的基礎。

3.2 調試主要內容

監控系統本質特征為在信息交互的過程中，通過相應程序和設置的相關運行參數，實現具體應用的功能[4]。

其中，在最容易受施工影響的采集與發布信息過程中，可讀性、完整性、規范性、正確性方面存在的問題很難避免。監控系統相關裝置的程序運行參數需要由相關運行單位計算得出，正確的參數才能使軟件程序正確運行，因此參數設置是調試驗收的關鍵之一；相關安裝及接線是調試的重點；調試驗收的最終結果是系統的整體功能能否實現共同配合。變電站監控系統調試的重點內容可分為以下幾項。

a. 安裝驗收

一般在設計資料中，屏柜應根據屏位布置圖按照明確的編號及順序安裝到指定位置，屏柜內裝置按照柜面布置圖安裝在指定屏柜位置上，應采取對照檢查的方式驗收。

b. 線纜接線調試

控制電纜、低壓電力電纜、屏蔽雙絞線及同軸電纜等信號線纜及相應接頭應在指定位置以指定方式連接。在設計資料中，均會在表格和安裝圖中表述相應線纜的連接端以及連接方式。主要是以施加電氣量的方法進行調試試驗。

c. 運行參數調試

特高壓變電站采用的自動化裝置均有運行參數設置。設置運行參數和定值的方式有很多種，例如通過專用組態工具或液晶面板進行。調試、運行及相關人員結合實際情況按照軟件或裝置的說明書設置。調試過程為先對參數調整，然后開始電氣模擬試驗并觀察設備響應的方式進行。

3.3 蒙西1 000 kV變電站測控調試

以蒙西1 000 kV變電站1號主變測控裝置調試實例，簡單介紹特高壓變電站監控系統現場具體調試過程。

1號主變測控包括主變本體、調壓變本體、1 000 kV側、500 kV側、110 kV側I及110 kV側II6臺裝置。采用的是北京四方繼電保護自動化股份有限公司生產的CSI-200E型裝置。調試試驗項目見表1。

表1 主變測控調試試驗項目

以上測試項目中，實時數據遙信變位測試的試驗量最大，例如在1號主變本體測控調試中，該項含90條測試；而高中低壓側的后臺系數設定核對則明顯多于主變本體。對于測控調試，實時數據遙信變位測試、后臺系數設定核對、遙控功能測試這3項試驗相對復雜，出現問題后排查解決相對較難，因此后文提出一些調試關鍵點，以便于調試工作順利進行。

3.4 調試關鍵點

a. 正確性驗證

變電站監控系統是由施工方依照相關規定的順序，對所有裝置組屏安裝、二次回路接線、通信連接，然后通過正確的邏輯結構進行參數設置而形成的。但是，施工方接線、設置工作存在著一定的錯誤，會影響組裝完畢的監控系統部分功能不正確或不可用。調試試驗的目的就是檢測全部接線及設置的正確性，保證設備能正確運行。

b. 完整性驗證

監控系統相應功能的實現依賴于采集大量的設備控制、測量、信號信息。系統內的設備不僅數量多，類型更是多種多樣，在各個施工過程都有可能缺失部分應用功能或部分采集信息的情況。因此需要以驗收大綱、設備說明書、設計文件等為依據進行調試，完整排查監控系統，以保證完工的變電站監控系統的信息及功能完整。

c. 規范性驗證

變電站監控系統有相關的技術規范、設計規范、施工規范、調試規范要求，需要在調試試驗的各個環節驗證相關設備是否符合規范。

d. 可讀性驗證

即便變電站監控系統已建成并投運，在后期仍可能由于運行維護及改擴建的需求、相關部門的調整意見等開展修改工作。需要對電氣二次和通信接線、監控系統設備內配置的相關標識進行檢驗，而且必須驗證電子設備和計算機的參數。

4 結束語

作為保障特高壓變電站安全生產運行的核心系統之一，變電站監控系統對電網的安全穩定起著重要的作用。本文對特高壓變電站監控系統的架構進行了分析，重點介紹了監控系統的調試技術和方法，系統闡述了調試要點，可供特高壓自動化專業人員借鑒。

參考文獻：

[1] 殷小祥,吳隗平,陜華平.交流特高壓變電站的監控系統建設[J].電網技術,2008, 32(4)：31-35.

[2] 1 000 kV變電站監控系統技術規范：GB/T 24833-2009[S].

[3] 陳培琦. 數字化變電站現場調試方法研究[D].北京：華北電力大學, 2013.

[4] 李 葦.特高壓變電站計算機監控系統方案探討[J].電力建設, 2007, 28(9)：5-7.