智能變電站的二次系統(tǒng)控制與保護(hù)

□魏鐵昆

隨著智能變電站的逐步普及和建設(shè)，智能變電站的運(yùn)行維護(hù)工作已經(jīng)成為我們深入研究的重要內(nèi)容，智能變電站的二次控制和保護(hù)工作也逐步規(guī)范和開展。智能變電站二次設(shè)備是電力系統(tǒng)中保證智能化電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行必不可少的設(shè)備，在二次設(shè)備的運(yùn)行過程當(dāng)中，難免會遇到各種各樣的問題，這些問題會導(dǎo)致非常嚴(yán)重的后果，因此，二次設(shè)備的調(diào)試和檢修成為我們必須要采取的措施。由于智能變電站與傳統(tǒng)的變電站相比在結(jié)構(gòu)上發(fā)生了較大的變化，二次設(shè)備的檢修和調(diào)試變得困難起來，因此，深入了解智能變電站的構(gòu)建原理，采取一定的措施對二次系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制和保護(hù)是十分必要的。本文對智能變電站的概念、二次設(shè)備的技術(shù)特征進(jìn)行了闡述，并對二次系統(tǒng)控制和保護(hù)進(jìn)行了分析。

一、智能變電站二次設(shè)備概述

(一)智能變電站簡介。智能變電站具有如下特征:一次設(shè)備智能化、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)完備化、信息交換標(biāo)準(zhǔn)化、運(yùn)行控制自動(dòng)化、信息展示可視化、分析決策在線化、設(shè)備檢修狀態(tài)化、保護(hù)決策協(xié)同化、設(shè)備安裝就地化、系統(tǒng)設(shè)計(jì)統(tǒng)一化、二次系統(tǒng)一體化。

圖1

(二)智能變電站二次設(shè)備。智能變電站的二次設(shè)備與傳統(tǒng)變電站有了較大的轉(zhuǎn)變，智能變電站的二次設(shè)備包括了保護(hù)裝置、測控裝置、合并單元、智能終端、網(wǎng)絡(luò)分析儀、錄波器、交換機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)、電子式互感器至合并單元的二次回路。智能變電站的技術(shù)特征有以下三個(gè)方面:第一，信息交換的標(biāo)準(zhǔn)化以及系統(tǒng)的高度集成，智能變電站的二次設(shè)備結(jié)構(gòu)較為緊密，要實(shí)現(xiàn)站內(nèi)、控制中心以及各個(gè)部分之間無縫通信，設(shè)備狀態(tài)的檢查也要做到?jīng)]有盲區(qū)。第二，運(yùn)行控制自動(dòng)化和保護(hù)控制協(xié)同化，電壓電流的采集實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，二次設(shè)備進(jìn)一步的整合，各種信息數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)集成化操作，便于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信和數(shù)據(jù)共享。

(三)二次系統(tǒng)的調(diào)試。與常規(guī)變電站相比，智能變電站的二次系統(tǒng)調(diào)試方法發(fā)生了變化。常規(guī)的變電站的二次交流及直流回路通過電纜相連，電氣二次圖包括電流電壓回路圖、控制信號回路圖、端子排圖、電纜清冊等，這些設(shè)備的連接都是通過電纜鏈接來實(shí)現(xiàn)的，其原理和接線關(guān)系能通過二次圖紙直接體現(xiàn)出來，這些圖紙也體現(xiàn)了一、二次設(shè)備的鏈接關(guān)系，可以直接用于指導(dǎo)施工接線和運(yùn)行的檢修。在檢修中主要是根據(jù)裝置的邏輯功能以及開入開出信號是否符合現(xiàn)場運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)。

二、智能變電站的集成調(diào)試

集成調(diào)試又稱聯(lián)合測試，是在單體測試完成以后，并且所有的裝置或模塊已經(jīng)經(jīng)過單體測試之后，將所有的裝置和模塊按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求組裝成子系統(tǒng)或系統(tǒng)后，測試部分工作是否達(dá)到技術(shù)指標(biāo)。一些裝置和模塊雖然能夠單獨(dú)工作，但是在鏈接起來組成一個(gè)系統(tǒng)后并不一定能正常工作，還有一些在集成以后才能暴露出來的問題，影響變電站的功能實(shí)現(xiàn)。由此可見，集成中經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題，需要我們進(jìn)行系統(tǒng)測試。集成測試具有很多優(yōu)點(diǎn)，它不受現(xiàn)場條件的約束，從而縮短了調(diào)試周期;它還能提供給工作人員較好的綜合測試和模擬環(huán)境，能更早地發(fā)現(xiàn)和解決問題，降低設(shè)備缺陷給變電站功能帶來的影響。以下是集成調(diào)試的內(nèi)容。

(一)集成調(diào)試的內(nèi)容和要求。集成調(diào)試主要包括了模型文件、SV 測試、設(shè)備單體功能、GOOSE 測試、設(shè)備之間通信和功能、虛端子測試。集成調(diào)試應(yīng)該達(dá)到以下要求:一是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)布置圖進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，然后根據(jù)端子圖配置SCD，由SCD 生成CID 文件分發(fā)給各個(gè)裝置，并把SCD 導(dǎo)入到后臺監(jiān)控、遠(yuǎn)動(dòng)、錄波器、網(wǎng)絡(luò)分析儀等設(shè)備當(dāng)中。二是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置，如:Vlan 的劃分或采用GMRP 主播注冊協(xié)議。并且應(yīng)當(dāng)制定出單裝置調(diào)試方案以及系統(tǒng)聯(lián)調(diào)方案。

(二)集成測試內(nèi)容詳解。

1.61850 測試。61850 測試主要包括了模型測試和關(guān)聯(lián)測試。一是模型測試，在測試中我們著重對裝置的ICD 文件的合法性進(jìn)行靜態(tài)測試，主要對模型的合法性、SCL 內(nèi)部合法性以及SCL 引用檢查，檢查要求ICD 模型必須符合DL/T860-6《變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)》的要求。還有一項(xiàng)測試就是檢測數(shù)據(jù)模型的內(nèi)外描述是否一致。二是關(guān)聯(lián)測試，后臺與裝置建立關(guān)聯(lián)，然后釋放關(guān)聯(lián)，測試連接是否能夠正確建立和釋放;后臺多個(gè)客戶端同時(shí)與裝置建立關(guān)聯(lián)，測試裝置能夠建立的最大關(guān)聯(lián)數(shù);后臺與裝置建立關(guān)聯(lián)，然后重啟后臺，檢查后臺與裝置是否能重新恢復(fù)連接，記錄恢復(fù)所需時(shí)間。

2.GOOSE 測試。智能變電站的GOOSE 相當(dāng)于傳統(tǒng)變電站中的二次直流電纜，GOOSE 網(wǎng)是用來傳輸和控制信號數(shù)據(jù)的，對GOOSE 的測試有報(bào)文測試、裝置處理能力的測試以及聯(lián)閉鎖測試。其中報(bào)文測試是檢測GOOSE 的發(fā)布是否正確、訂閱是否正確并能否相應(yīng)、使GOOSE 參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤，檢查被測裝置是否處理、斷鏈以后是否能夠正確上報(bào)、發(fā)送策略(發(fā)送間隔，發(fā)送序號是否符合標(biāo)準(zhǔn))、以及裝置上電后GOOSE 報(bào)文當(dāng)前數(shù)據(jù)是否正確發(fā)送，無錯(cuò)漏。其處理能力的測試主要是測試裝置能正確發(fā)送GOOSE 的最大量、雙網(wǎng)之間能夠發(fā)送相同報(bào)文、其中一個(gè)裝置斷網(wǎng)后，另一個(gè)裝置能夠正常運(yùn)行、智能終端的單幀可靠動(dòng)作以及智能終端跳閘動(dòng)作時(shí)間是否小于7ms。

3.SV 測試。智能變電站的SV 相當(dāng)于傳統(tǒng)變電站中的二次交流電纜，主要是交流采樣數(shù)據(jù)的輸出。層與層之間的聯(lián)系通過SV 網(wǎng)和GOOSE 網(wǎng)進(jìn)行。對SV 的測試主要是建模、發(fā)送測試、接受測試、采用同步測試四個(gè)方面。

4.合并單元測試。合并單元是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的重要設(shè)備，對來自電子式互感器或者常規(guī)互感器內(nèi)部采集器的電流和電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)組合。合并單元測試主要包括了同步性測試、數(shù)據(jù)連續(xù)性測試、同步守時(shí)測試、同步守時(shí)恢復(fù)同步測試、數(shù)據(jù)發(fā)送抖動(dòng)測試以及MU 上掉電發(fā)送數(shù)據(jù)測試。

5.PT 并列測試。當(dāng)母聯(lián)斷路器合閘，需要PT 并列運(yùn)行時(shí)，站控層向測控裝置下發(fā)PT 并列遙控命令;測控裝置將PT并列遙控命令轉(zhuǎn)成GOOSE 命令;母線合并單元PCS -221D(或PCS-221N)根據(jù)測控裝置下發(fā)的GOOSE 命令并結(jié)合母聯(lián)斷路器位置和相關(guān)刀閘位置判斷，若符合條件則輸出并列后的母線電壓。