變電站測控裝置驗收

姚欣烈

摘 要：在變電站新建、擴容或測控裝置改造后，應在投入使用前驗收測控裝置的四遙功能等，這是因為同期功能的正常與否直接影響著裝置能否正常投產，進而影響著電力生產效率。通過介紹同期功能的相關基礎知識，研究、總結了測控裝置中同期合閘功能的校驗方法。

關鍵詞：測控裝置；同期功能；變電站；滑差值

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.19.134

1 同期功能簡介

采用同期功能對電網的穩定運行有諸多好處，如果同期合閘失敗，則會對電網的正常運行造成很大影響。目前，本地變電站綜合自動化系統普及率已達100%.同期判定裝置由自動化測控裝置控制，因此，在變電站自動化專業的驗收工作中，同期功能試驗是變電站驗收中的重要項目。

2 同期合閘

在合閘操作中，運行人員需根據現場設備的運行方式選擇合閘方式，包括無壓合、試驗合和同期合。

2.1 無壓合

無壓合是指在合閘時測控裝置在未收到“TV斷線”告警的情況下斷路器兩端均無壓或只有一端有電壓時合閘。

2.2 試驗合

試驗合是指合閘不經過測控裝置的任何判據直接出口合閘。

2.3 同期合

同期合是指當斷路器兩端均有電壓時合閘，且在合閘時需經過測控裝置計算、判斷斷路器兩端的電氣量。同期電壓取自斷路器兩側電壓互感器上的二次電壓，測控裝置通過設定定值的方式給定臨界的同期定值。在發出同期合閘指令后，測控裝置將測量、計算、比較實際值和設定值。當實測值大于定值時，測控裝置自動閉鎖合閘出口；當斷路器兩側的電壓、相角位和頻率差保持在設定范圍內時，允許合閘，可實現同期合閘功能，否則，經過一定的延時后合閘失敗歸位。此外，同期合閘又可根據系統頻率分為同頻同期和差頻同期兩種方式。

2.3.1 同頻同期

同頻同期是指斷路器兩側的電源在電氣上存在聯系的2個系統，可通過該斷路器進行再連通操作。其主要特點是在合閘前兩側的電壓幅值可能不同，但頻率相等，且電壓功角差固定不變。該功角差的大小與兩側系統各自的功率因數有關。簡單而言，同頻同期的條件是兩側的電壓差和功角差在定值范圍內即可執行合閘操作。比如，母聯斷路器、母線分段斷路器或3/2接線的中間串斷路器等的合閘操作并列屬于同頻同期。

2.3.2 差頻同期

差頻同期是指2個沒有電氣聯系的系統并列。其主要特點為斷路器兩側的電壓、頻率可能均不相同，且因頻率不同，兩側的壓相角差在不斷變化。進行差頻同期合閘時，要在兩側電壓和頻率相近時捕獲兩側電壓相位差為0時的平滑并網。比如，發電機組并網、交流輸電系統與直流輸電系統的并網。

3 同期功能的驗收試驗

在110 kV以上的變電站中，要求110 kV及以上的線路或斷路器測控裝置具有同期合閘功能。目前，在本地變電站自動化專業的驗收中，通常使用昂立（ONLLY）測試儀進行測控裝置的同期功能試驗。

3.1 同期定值

以廣東電網為例，省網調度管轄范圍內的同期定值一般按以下標準設定：頻差≤0.5 Hz；壓差≤10%；電壓相角差≤10°。

3.2 同期功能試驗

在進行同期功能試驗前，需要注意以下4點：①線路PT的安裝相別。一般的線路PT只使用單相的線路PT，因此，在線路測控裝置中，也只能使用一相的線路電壓與母線電壓比較。在試驗前，工作人員一定要前往高壓設備現場確認線路PT的安裝相別，否則會因測控裝置內設置的用于比對的相電壓與實際PT安裝相不符而無法實現同期功能。②二次電壓的區別。一般的線路PT二次電壓有57.7 V和100 V兩種。在測控裝置中，可通過同期控制字定義二次電壓，通常以母線PT二次電壓（57.74 V）為準，更改同期控制字定義線路PT二次電壓為57.7 V或100 V，從而使測控裝置可正確計算母線和線路電壓的幅值，進而驗證壓差閉鎖值。③注意同期控制字或同期定值的設定。不同廠家的測控裝置對其本身同期控制字或同期定值的設置方法不同，不同的設計單位在設計時也有區別。比如，在某些廠站的測控裝置中，除了裝置軟件內部安裝具有同期功能的軟壓板外，還會在屏柜上設置1塊具有同期功能的硬壓板，試驗時需同時投入軟壓板和硬壓板后，裝置的同期功能才能正常使用，只要有一者退出，則整個功能都會失效。因此，在試驗前最好先充分了解有關廠家的說明書和相關圖紙。④開展同期試驗時，最易被忽略的是TA、TV斷線判別是否投入。如果判別已投入，則在試驗時必須增加開關所在母線PT二次側的電壓量，否則會因裝置判別斷線而閉鎖合閘出口，導致試驗無法正常進行。因此，應在試驗前先將TA、TV斷線判別的控制字退出，待試驗結束后恢復。

3.2.1 采取程序控制法進行同期試驗

同期功能試驗主要分為頻差閉鎖試驗、壓差閉鎖試驗和角差閉鎖試驗。其方法基本相同，只是試驗中的變量不同。下面以頻差閉鎖試驗為例介紹程序控制法。

以運行系統側的頻率為準，在測試儀中選擇“自動準同期”功能，采用程序控制的試驗方法，在界面上設置系統側運行頻率為50 Hz，系統側電壓為100 V，系統側角度為0°。測試項目選擇“動作頻率”，并逐個設置“變化起點”“變化終點”“變化步長”和“每布時間”的數值（可根據現場情況設置），必須針對閉鎖值的上、下限分別進行待并側頻率的遞增和遞減試驗。比如，先進行由48～50 Hz的遞增試驗，然后再進行50～52 Hz的遞減試驗。

應在頻差閉鎖試驗中設置“變化步長”和“每步時間”，否則會因為滑差值超限而導致試驗失敗。開始試驗后，待并側頻率為變量，其變化過程完全受控于程序設定值，無需人工操作，直至測控裝置滿足同期條件時出口合閘，測試儀自動停止并記錄合閘時的動作值，并查看測控裝置上是否有同期合閘成功的相關報文，最后由試驗人員記錄動作值，并判斷其是否符合測控裝置所設定的頻差閉鎖值。

壓差閉鎖試驗、角差閉鎖試驗的試驗方法與頻差閉鎖試驗相似，只將頻差試驗中的變量分別改為待并側電壓和待并側角度即可。在所有試驗中，系統側運行頻率和電壓均保持不變，即系統側運行頻率為50 Hz，系統側電壓為100 V，系統側角度為0°。待并側只有變量變化，其余設置為定量并保持與系統側相同，以保證試驗的準確性。可根據現場測控裝置的同期定值設定變量的變化方式。

在試驗前設定變量的變化方式時需注意以下3點：①變化起點和終點設定的區間，即變化范圍必須覆蓋測控裝置所設定的動作值；②變化步長的設定關系著試驗的準確度——一般步長越小，測試精度越高；③設置每步時間時，設定的每步時間應大于測控裝置的動作時間。

3.2.2 采取手動控制法進行同期試驗

手動控制法同期試驗與程序控制法的原理類似，即通過設置1個變量并逐步接近同期定值，直至開關動作合閘，手動記錄合閘時的變量值，并判斷該值是否符合測控裝置設定的閉鎖值。下面同樣以頻差閉鎖試驗為例，對手動控制法進行介紹。

以運行系統側的頻率為準，在測試儀中選擇“自動準同期”功能，使用手動控制（以下簡稱“手控”）的試驗方法，在界面上設置系統側運行頻率為50 Hz，系統側電壓為100 V，系統側角度為0°，待并側頻率為48 Hz，待側電壓為100 V，待側角度為0°（由于使用手控，此處的待并側頻率相當于程序控制法中的“變化起點”）。測試項目選擇“動作頻率”，“變化步長”設為0.1 Hz。

開始試驗后，按測試儀上的“+”按鈕，待并側頻率按照設定的步長加0.1 Hz。此時，需要人工進行1次合閘操作，如果合閘不成功，則查看測控裝置是否有有關同期失敗的報文。在繼續調整的過程中再次合閘，不斷重復，直到合閘操作成功，試驗人員再次查看測控裝置上是否有同期合閘成功的相關報文，并記錄待并側的頻率數值。

手動控制法的壓差閉鎖試驗、角差閉鎖試驗與頻差閉鎖試驗基本相同，與程序實驗法相同只更改了部分變量。

3.3 試驗結束

試驗結束后，恢復測控裝置至試驗前的狀態，并拆除相關接線。如果試驗前有TA、TV斷線判別的控制字退出，則需重新投入該控制字。

4 結束語

同期功能作為變電站自動化系統的重要組成部分，準同期合閘對保障電力系統的可靠運行、生產優質的電能起著非常重要的作用。因此，在測控裝置投入使用前，必須在驗收試驗中對其各項功能進行嚴格的測試。本文只介紹了同期功能的基本原理和試驗方法，具體因設備廠家、設備的不同而導致試驗方法可能略有差別，建議在試驗前先認真閱讀說明書和相關現場資料，以確保試驗的順利進行。

〔編輯：張思楠〕

Acceptance of Substation Measurement and Control Device

——Check Method for the Synchronization Function

Yao Xinlie

Abstract： After the transformation of new substation， expansion or measurement and control device， the four remote function of the acceptance test and control device should be put into use. This is because the function of the same period will affect the normal operation of the device directly， and then affect the power production efficiency. Through the introduction of the basic knowledge related to the function at the same time， this paper studies， summarizes the checking method of measurement and control device synchronization function.

Key words： measurement and control device； synchronization function； substation； slip difference

文章編號：2095-6835（2015）19-0136-02