芻議智能變電站繼電保護的調試方法

唐一專

（廣西電網有限責任公司南寧供電局 廣西南寧 530000）

芻議智能變電站繼電保護的調試方法

唐一專

（廣西電網有限責任公司南寧供電局 廣西南寧 530000）

電力能源已成為當今社會發展的重要基礎，無論是生產生活還是社會正常運轉都需要充足的電能作為保障。隨著科技的進步和社會的發展，人們對電能供應提出了更高的要求，智能變電站也應運而生，大幅度的提升了原有變電站的工作效率和安全穩定性。在智能變電站發展過程中也顯現出了越來越多的問題和缺陷，尤其是繼電保護問題，更是直接影響了變電站的工作效果。鑒于此，本文將在分析智能變電站繼電保護結構體系的基礎上，提出幾種可行性調試方法，希望為推動智能變電站向著更加安全、穩定的方向發展。

智能變電站；繼電保護；調試方法

智能變電站中的繼電保護裝置與傳統變電站的功能類似，都是進行電力系統檢測、發出故障信號并解決故障的保護裝置。隨著計算機技術的發展，智能變電站中的繼電保護技術也隨之得到提升和完善，并從單一組合模式逐漸發展為自動化多功能模式，不僅反應速度快、操作便捷，而且信賴度高，硬件條件良好，可以實現數據信息的共享，可見，智能變電站中的繼電保護裝置與傳統裝置相比具有巨大的優勢。由于變電過程極為復雜，涉及不同系統的交互和聯結，因此任意一個環節出現問題都有可能造成整個系統出現問題甚至崩潰，尤其是繼電保護裝置的調試工作，更需要以動態的眼光去看待，努力鉆研和創新調試方法。

1 智能變電站繼電保護調試的重要性和結構體系

1.1 智能變電站繼電保護調試的重要性

進行繼電保護調試的目的：①在于保證智能變電站能夠順利輸送電能；②檢驗變電站電氣設施的運行狀態和性能，從而判斷設備運行是否符合設計要求。可以說，繼電保護調試是保證智能變電站發揮送電功能，進行全站設備檢測的重要環節[1]。近年來，我國在建和已建成的智能變電站數量持續增長，極大地提升了電網調度的自動化和智能化，同時在抵抗突發事故的能力上也獲得顯著提升。數字化操控過程實現了全站設備的自動化運行，在這一背景下，更需要做好繼電保護調試工作以適應新的工作方式。

1.2 智能變電站繼電保護系統的結構體系

智能變電站的繼電保護系統與傳統變電站相比存在明顯差異，其組織形態為模塊化，網絡結構是兩網三層，標準體系采用的是IEC61850，傳輸依據為數據幀。傳統變電站是將繼電保護裝置組織起來進行控制，而智能變電站則是在模塊化理念的引導下創造更加靈活多變的繼電保護系統，這種構造可以在相關裝置中更加靈活的體現保護功能[2]。兩網三層的繼電保護結構是由間隔層、過程層、站控層來組成的兩層網絡結構——站控層網絡和過程層網絡，具體來講，處于站控層的工作站和打印機以及處于間隔層的保護、測控、計量、錄波設備交織成站控層網絡，間隔層與處于過程層的智能終端、合并單元交織成過程層網絡。IEC61850是智能變電站網絡通信中需要遵循的基本原則，具體體現為功能邏輯劃分需要參照傳統繼電保護裝置，也就是需要按照繼電保護裝置的功能單元來劃分邏輯點，包括采樣值處理、算法等。智能變電站繼電保護裝置的流程依據為數據幀，即使用太網數據幀形式來傳送采樣值，并下達跳閘等指令。

2 智能變電站繼電保護調試工具配置及方法總結

2.1 調試工具

智能變電站繼電保護裝置的調試工具包括：萬用表，500V、1000V及2500V兆歐表，光發生器、光功率計，雙絞線纜測試儀，網絡報文記錄分析儀、網絡負載測試儀（如Smartbits），繼電保護試驗儀（包括常規和數字式），高頻通道測試儀，GPS信號發生器，精確時鐘測試儀、電子式互感器綜合校驗儀（NT702等）、AD模擬器、光電轉換器、便攜式示波器、便攜式錄波器等。應用軟件包括SCD配置軟件、GOOSE模擬軟件、SCD文件查看軟件等。

2.2 調試方法

智能變電站繼電保護裝置的調試流程可以總結為：組態配置→系統測試→系統動模試驗→現場調試→投產試驗，其中，組態配置包括對相關圖表文件進行核對和下裝；系統測試即在出廠階段進行單體和系統測試；系統動模并非常規調試內容，只在必要時進行，而且動模試驗一次接線應當與實際工程保持一致，如果系統規模較大可以適當減小規模但需保證完成各類保護的所有故障類型；現場調試需要借助其他輔助設備完成；上述工作完成后需要在投產前進行相關試驗和檢查。

2.2.1 繼電保護裝置元件調試

對繼電保護裝置元件進行調試既是其他調試方法的基礎，同時也是最直接有效的調試手段。在進行元件調試之前，首先應當全面檢查相關設備的插件是否完好無損，如果發現壓板松動的情況需要及時處理。之后還要仔細檢查設備的絕緣情況，觀察裝置電流及電壓的零漂值[3]。相關設備檢驗工作完成后，下一步就是進行保護定值的校驗，校驗完成后需要在確保光纖通道連接正常的前提下進行聯調，連接正常的標準為指示燈熄滅且無警告異常，聯調時首先需要檢測差流和對側電流，然后聯調兩側設備保護功能。元件及相關設備的調試需要嚴格按照標準的流程進行，而且還要參照標準化作業模式進行各項操作，避免因不規范操作造成意外不良后果。

2.2.2 光纖回路調試

智能變電站一般采用光纖傳輸方式，因此，光纖已成為智能變電站繼電保護系統中不可或缺的重要組成部分，光纖回路試驗的重要性也與日俱增。光纖回路試驗內容主要包括以下兩點：①在測試工作中，要做好光通道損耗、光收發器件功率的測試記錄；②核對裝置背后的斷鏈警告信息[4]。

2.2.3 通道調試

通道調試之前需要進行一系列的準備工作，正式調試之前需要仔細判斷通道和相關設備的運行狀態，只有確認通道光纖質量符合要求及通道內無異常報警情況才能開展下一步工作[5]。此外，還要檢查通道光纖路徑的清潔狀態及與接地線的安全性，如果接地線的質量和性能不符合要求，嚴禁進行下一步工作。準備工作就緒后，就可以開始通道的調試工作，主要工作內容為：同時對光纖路徑和備用通道進行調試，在調試光纖路徑時需要檢查相關設備的發光率，并準確記錄調試數據，將記錄結果與標準數據進行對比分析，如果調試數據超出標準數據范圍需要進行全面的檢查。雙重調試工作完成后，需要調試光纖在接收數據方面的工作效率，在調試操作階段，如果出現信號接收異常則表明通道異常，否則提示通道一切正常。

2.2.4 GOOSE調試

GOOSE調試需要按照配置表的所有信息進行整理，并以此作為圖紙依據。GOOSE調試之前：①需要根據智能裝置開發原理設計智能裝置的虛端子，并設置好通信狀態，做好報文的統計工作，只有明確沒有報警訊息才能進行現場調試。②要結合繼電保護原理設計虛端子邏輯連線，并按照邏輯連線完成配置表設計，GOOSE調試的發送功能最多能夠同時支撐八個模塊，為了方便現場調試，需要配置發送壓板，如果發送壓板出現運行故障則需要將GOOSE發送的訊息清零[6～7]。

2.2.5 其他調試

上文提到智能變電站采用的網絡結構是兩網三層，不同網絡層級之間都是通過GOOSE形式來進行終端傳送的，繼電保護裝置能否作出迅速反應直接取決于網絡連接質量，智能變電站GOOSE網絡與一般的變電站二次回路類似，交換機是最關鍵的部件，因此，變電站能否穩定運行與交換機的性能和功能有很大的關系。智能變電站GOOSE網絡交換機主要有以下功能：①測試GOOSE報文能否進行優先傳送；②測試安全性，評估有無安全漏洞，對交換機進行攻擊測試從而檢查其抗攻擊能力；③檢查功能不同的Vlan端口之間能否進行合理有序的隔離；④測定能否在目標端口看到源端口的數據包；⑤抑制廣播風暴；⑥測試交換機的警告性能，評估其能否正常發揮功能，在出現異常情況時需要做好記錄工作。

3 智能變電站繼電保護調試的應用案例

通過上文的分析可以看出，在智能變電站繼電保護調試中，GOOSE連線功能非常重要，其采用硬電纜接線方法對數字信號進行收集，之后再采用打包的方式向外傳輸。接收方通常只能接受部分信號，因此，在配置GOOSE連接功能之前，接收方首先需要增加信號，而且內外兩個信號不同連接。有一條220kV的線路，現對其繼電保護裝置的開入量通道進行測試，為此，本文將采取智能保護校驗儀來進行測試檢查。檢查發現異常后檢驗儀已開始進行檢測，但是保護裝置內卻未查看到相關開入訊息，為了查明原因，首先需要檢測設備配置，反復驗證后發現設備配置沒有問題，但是光網口指示燈一直閃爍，表明硬件口沒有異常。之后對開啟模型文件搜索相關數據集，發現了GOOSE基本參數校對錯誤，進而導致開入閉鎖不能正常顯示。

4 結語

本文主要分析了智能變電站繼電保護裝置系統的結構體系，并提出了多種行之有效的調試方法，希望為今后的智能變電站繼電保護調試工作提供思路，從而推動智能變電站的發展和完善。

[1]浮明軍，劉昊昱，董磊超.智能變電站繼電保護裝置自動測試系統研究和應用[J].電力系統保護與控制，2015，01：40～44.

[2]段啟文.220kV智能變電站與常規變電站繼電保護調試研究與分析[J].電子技術與軟件工程，2015，04：246.

[3]高磊，卜強生，袁宇波，等.基于二次回路比對的智能變電站調試及安全措施[J].電力系統自動化，2015，20：130～134.

[4]宋杰，靳希，鮑偉，等.基于IEC61850的智能繼電保護裝置協同測試系統的研究[J].電力系統保護與控制，2012，05：59～63+68.

[5]周偉，柯方超.220kV智能變電站與常規變電站繼電保護調試研究與分析[J].湖北電力，2012，05：21～22.

[6]林春海.變電站綜合自動化及繼電保護系統一體化調試方法[J].中國高新技術企業，2014，14：122～123.

[7]陳志光，李一泉，黃勇，等.基于風險管控的智能變電站繼電保護測試平臺研究[J].機電工程技術，2015，11：108～113+162.

TM63

A

1004-7344（2016）10-0064-02

2016-3-1

唐一專（1989-），男，助理工程師，本科，主要從事繼電保護（智能變電站）工作。