智能變電站合并單元現(xiàn)場測試技術(shù)研究

黃 未，周家旭，張武洋

(國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006)

智能變電站合并單元現(xiàn)場測試技術(shù)研究

黃 未，周家旭，張武洋

(國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006)

合并單元是智能變電站數(shù)字化信息傳輸?shù)幕A和保證，肩負著一次設備參量和間隔層設備的正確信息通信功能。目前電力行業(yè)標準只提出了合并單元應具備的性能指標和要求，并未對合并單元性能指標具體的測試方法給予說明。在綜合分析合并單元性能指標的基礎上，提出了合并單元現(xiàn)場測試的關(guān)鍵性能指標，并制定了相應的測試方案，通過實際工程的測試結(jié)果進行了驗證，證明了該測試方案的有效性和準確性。

合并單元;測試技術(shù);指標;時間同步

智能變電站與傳統(tǒng)變電站的主要區(qū)別就是實現(xiàn)了過程層傳感設備與間隔層通信的無縫連接，在傳統(tǒng)電流、電壓互感器和二次設備之間引入了合并單元，將電量信息傳輸數(shù)字化［1-3］。合并單元采用IEC61850-9-2標準對傳統(tǒng)互感器的模擬量進行時間相關(guān)的采集處理，以數(shù)字量的形式將互感器的電量信息傳遞至二次設備，從而實現(xiàn)全站信息傳輸數(shù)字化。IEC61850標準定義的合并單元及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

EVTa的SC1為A相電子式電壓互感器二次轉(zhuǎn)換器的AD1;EVTa的SC2為A相電子式電壓互感器二次轉(zhuǎn)換器的AD2;以此類推 (ECT為電子式電流互感器二次轉(zhuǎn)換器的輸出)。

合并單元是智能變電站信息傳輸數(shù)字化的基礎，其性能指標在相應的電力行業(yè)標準中都已有明確的規(guī)定，但是目前在工程現(xiàn)場針對標準中規(guī)定的性能指標該如何測試還沒有形成統(tǒng)一規(guī)范的方案，本文在綜合分析合并單元性能指標的基礎上，針對傳統(tǒng)互感器的模擬量合并單元，并結(jié)合現(xiàn)有的測試設備，制定了相應指標的現(xiàn)場測試方案，測試結(jié)果旨在為現(xiàn)場運行維護人員提供參考，為合并單元性能指標的現(xiàn)場測試提供依據(jù)。

1 合并單元現(xiàn)場測試指標

對于合并單元的性能指標和技術(shù)要求在GDW426—2010《智能變電站合并單元技術(shù)規(guī)范》、Q/GDW441—2010《智能變電站繼電保護技術(shù)規(guī)范》和Q/GDW431—2010《智能變電站自動化系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試導則》已作了明確的規(guī)定和要求，其中Q/GDW426—2010《智能變電站合并單元技術(shù)規(guī)范》中對合并單元的工作環(huán)境、工作電源、絕緣性能、耐濕熱性能、抗干擾性能、接口類型、功能要求、同步性能和精度等方面給出了詳細的測試指標要求和技術(shù)參數(shù)。

合并單元的型式試驗中已經(jīng)針對其工作環(huán)境、工作電源、絕緣性能等內(nèi)容進行了專項的測試，不需要在工程現(xiàn)場重復進行，只需要設備供應商提供相關(guān)的型式試驗報告即可，但對于合并單元的同步性能和精度兩方面的性能指標仍需在現(xiàn)場進行復檢，從而獲得合并單元性能指標的現(xiàn)場第一手資料。由于合并單元的精度測試應由專業(yè)的機構(gòu)進行，所以本文并未對此方面進行論述，只是針對合并單元同步性能指標的現(xiàn)場測試提出了解決方案，指導工程現(xiàn)場的測試［4-5］。

2 合并單元同步性能現(xiàn)場測試必要性

合并單元作為智能變電站過程層設備，主要是針對數(shù)字化輸出的電子式互感器而定義的，但現(xiàn)在也普遍應用于傳統(tǒng)互感器的變電站，其主要功能是同步采集三相電流和電壓信息，并按照一定的格式匯總輸出給二次保護控制設備。在電力系統(tǒng)應用中，各路模擬量采樣值在同一時刻是跨間隔的保護和測量算法準確性的必要條件。合并單元單裝置的時間同步是多間隔合并單元采樣同步的基礎，決定了變電站二次設備能否準確、可靠運行，同時當合并單元的外部授時信號短時 (小于1 min)丟失后，合并單元應具備一定的守時能力，以保證合并單元在外部授時信號抖動或短時中斷時工作的可靠性，所以合并單元的時間同步精度和守時精度必須在工程現(xiàn)場進行測試，以確保合并單元工作的準確性。

3 合并單元同步性能指標現(xiàn)場測試方案及結(jié)果

3.1 合并單元同步性能測試

合并單元現(xiàn)場同步性能指標測試主要包括合并單元的時間同步精度測試和守時精度測試兩個方面，本文結(jié)合國內(nèi)某座500 kV智能變電站的過程層設備合并單元的時間同步精度和守時精度兩個指標進行了實際測試 并依據(jù)相關(guān)的標準進行了比對，驗證了本文提出的測試方案在工程現(xiàn)場的可實施性和準確性。

3.2 合并單元同步性能測試方案

a. 合并單元時間同步精度測試

合并單元時間同步精度測試接線見圖2，測試結(jié)果見圖3，測試統(tǒng)計見表1。時間同步精度測試儀的同步精度為ns級。

b. 合并單元守時精度測試

合并單元守時精度測試接線見圖4，測試結(jié)果見圖5，測試統(tǒng)計見表2。

圖3 某500 kV智能變電站合并單元同步精度結(jié)果

表1 某500 kV智能變電站合并單元同步精度測試統(tǒng)計表

圖5 某500 kV智能變電站合并單元守時精度測試結(jié)果

表2 某500 kV智能變電站合并單元守時精度測試統(tǒng)計表

4 結(jié)束語

按照本文所述的合并單元時間同步精度和守時精度測試方案，對國內(nèi)某500 kV智能變電站合并單元進行測試，結(jié)果達到了預期的效果，滿足測試目標和相關(guān)標準的要求。

隨著智能變電站建設的全面開展，合并單元的同步性能已經(jīng)成為了制約智能變電站的關(guān)鍵問題之一，也是變電站驗收的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。本文提出的合并單元時間同步精度和守時精度測試方案，可以為現(xiàn)場運行人員提供此方面的測試依據(jù)。

［1］ 馬成久，張武洋.智能化變電站時鐘同步精度測試方法研究［J］.東北電力技術(shù)，2011，32(8):8-9.

［2］ 張武洋，張文楷，李 偉.智能化變電站時鐘同步方案應用研究［J］.東北電力技術(shù)，2011，32(9):15-16.

［3］ 劉 巍，熊浩清，石 光，等.IEEE1588時鐘同步系統(tǒng)應用分析與現(xiàn)場測試［J］.電力自動化設備，2012，32(2):127-131.

［4］ 劉慧源，郝后堂，李延新，等.數(shù)字化變電站同步方案分析［J］.電力系統(tǒng)自動化，2009，33(3):55-58.

［5］ 卜憲德，石秋生，張 浩，等.數(shù)字化變電站中通信設備時鐘同步技術(shù)的研究［J］.電力系統(tǒng)通信，2010，31(7)5-9.

Study on Testing Technology for Merging Unit in Smart Substation

HUANG Wei，ZHOU Jia-xu，ZHANG Wu-yang
(Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China)

The merging unit is the foundation and guarantee of smart substation digital information transmission，and it is charged with the correct information communication between the state of high voltage equipment and bay level equipment.The merging unit indexes and requirements are pointed out in the standard of power industry，yet specific testing method are not available in it.On the basis of analysis of the merging unit indexes，this paper proposes the merging uint indexes in local test and verifies them.The effectiveness and the acuracy of the plan is proved.

Merging unit;Testing technology;Index;Time synchronization

TM76;TM63

A

1004-7913(2014)01-0011-03

黃 未 (1985—)，男，學士，助理工程師，從事電力系統(tǒng)仿真、智能變電站技術(shù)研究。

2013-09-20)