智能變電站二次相量測試方案的研究與討論

馬艷 楊軍偉 吳航

【摘要】針對傳統(tǒng)變電站進行二次相量測試的風(fēng)險性，文章以某110kV的智能變電站送電試驗為例，對智能變電站的應(yīng)用進行分析。

【關(guān)鍵詞】智能變電站；二次相量測試方案；DM5000E

電力系統(tǒng)的運行過程中，需要對電壓互感器進行二次相量測試。而傳統(tǒng)的變電站要以帶負(fù)荷的方式進行具體測試，這就增加了其測試的風(fēng)險。基于此，應(yīng)采用智能變電站進行二次相量測試。該類變電站能夠有效保證二次相量測試所獲取數(shù)據(jù)信息的精確性，并且不存在延時不穩(wěn)定的問題

一、智能變電站二次相量測試試驗方案

智能變電站采樣回路的試驗過程有三個，分別是合并單位、保護裝置以及分開測試。合并單位裝置，首先要利用DM5000E備用出SV的輸出光口來接收數(shù)據(jù)。該裝置能夠測得三相電壓電流的相位角與二次值，所獲得的數(shù)據(jù)內(nèi)容可作為基準(zhǔn)值。其次，再利用DM5000E的保護裝置，將合并單元進行直接采集直到保護裝置的光纖拔下才能接入DM5000E。期間所獲得的相位角和二次值可作為驗證智能變電站SCD文件的配置是否正確。最后，在過程層的交換機上，要開通一個備用的光口。與此同時，還要對其配置為SV的采樣，并利用DM5000E在此備用光口接收數(shù)據(jù)信息，進而獲得三相電壓電流的相位角和二次值。這一數(shù)據(jù)，能夠驗證智能變電站SCD文件配置的過程是否正確。

二、測試方案分析

1.安全性分析

智能變電站的二次相量測試方案，需要應(yīng)用到測量電流和電壓二次回路的電流電壓數(shù)據(jù)信息。由此可以看出，二次相量測試方案需要在電流電壓二次回路基礎(chǔ)上進行工作。對于傳統(tǒng)的變電站來說，二次相量測試是一項具有風(fēng)險的工作內(nèi)容。尤其是需要進行帶負(fù)荷的二次相量測試工作，這就意味著傳統(tǒng)變電產(chǎn)的相量測試工作人員，要在既定的操作流程、安全規(guī)程以及監(jiān)護制度來保證整個測試方案的順利完成。對于智能變電站而言，由于線路、母線等保護裝置中不存在模擬量的輸入。因而，合并單元在采集二次繞組模擬量時，不會出現(xiàn)外露，這就有效降低了PT機短路和CT機開路的運行風(fēng)險。此外，由于數(shù)字量的采集過程中應(yīng)用到的電壓都是安全電壓，所以不會對工作人員造成人身方面的傷害。利用智能變電站進行二次相量測試的過程中，由于其光纖較為脆弱，插拔過程要注意保護好光纖和光口的接頭。

2.可靠性分析

智能變電站進行二次相量測試的方法主要是通過測量儀表，來獲取互感器二次繞組上實時的電壓信息和電流相量的。而后，系統(tǒng)就能夠結(jié)合變電站具體的運行方式和潮流方向，分別分析出一次側(cè)電流和電壓的運行狀況，進而判斷其是否具有運行可靠性。在此過程中，需要充分考慮合并單元時，電流電壓的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的精度度。對于電流電壓的模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化過程，還要考慮其路徑的走向和同步延時所產(chǎn)生的誤差問題。此外，測試采用的測量儀表所獲取數(shù)據(jù)的可靠性，也是必須要考慮的。

由于各類智能變電站的規(guī)范設(shè)計中，有嚴(yán)格的要求指出：必須保證二次相量測試所獲取數(shù)據(jù)信息具有可靠性、時效性和精確性。這就需要測試方案在執(zhí)行過程中，必須考慮合并單元與保護裝置之間同步時延誤差。具體的測試過程是靠光纖進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)模@就意味著傳遞以及DM5000E所接收到的數(shù)據(jù)內(nèi)容全都是數(shù)字量。根據(jù)IEC61850的校驗和規(guī)范后，就能夠保證數(shù)字量傳輸過程的數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確性。由此可以看出，智能變電站進行二次相量測試方案能夠具備可靠性的使用要求。

三、智能變電站二次相量測試方案的應(yīng)用分析

智能變電站的二次相量測試，是通過手持式數(shù)字萬用表（DM5000E）中的SMV采樣功能與安全措施和一定方法來實現(xiàn)的。智能變電站的規(guī)范設(shè)計中，進行一次電壓電流互感過程所采用的是傳統(tǒng)的互感器。而智能變電站的二次相量測試合并了單元，直接利用電磁式互感器來進行二次繞組模擬量的采集。文章以某110kV的智能變電站的送電試驗為例，當(dāng)電磁式互感器采集了二次繞組模擬量后，就可以將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號量。而后，數(shù)據(jù)信息就可以經(jīng)過合并的單元同時為二次設(shè)備的使用進行供電。測試試驗方案還將智能變電站中的線路保護和母線保護，利用點對點的模式進行數(shù)據(jù)傳輸。這樣一來，二次測試合并單元所輸出的數(shù)字量采樣值就可以直接發(fā)送到線路的保護裝置和母線的保護裝置中。對于測控裝置和計量裝置的采樣過程采用的是組網(wǎng)傳輸模式，而由合并單元輸出的數(shù)字量采樣值，則是以太網(wǎng)交換機的形式共享至過程層的總線。

在智能變電站二次相量測試方案的應(yīng)用中，過程層采用的是點對點的傳輸模式。這就意味著合并單元所輸出的數(shù)字量采樣值，是直接發(fā)送到線路和母線保護裝置的。在整個二次相量測試方案的過程中，不論是采樣環(huán)節(jié)還是傳輸環(huán)節(jié)都不存在延時不穩(wěn)定的條件，這是因為采樣和同步是在系統(tǒng)的間隔層完成的。而合并單元數(shù)據(jù)的傳輸前期階段，需要將前端的采樣數(shù)據(jù)延時標(biāo)記在數(shù)字采樣值的報文中。在進行數(shù)據(jù)驗收的工作中，要特別注意合并單元采集的內(nèi)部延時標(biāo)記過程。與此同時，報文的采樣延時設(shè)置，需要注意不同廠家之間配合問題。

結(jié)束語：

綜上所述，智能變電站已經(jīng)成為電力系統(tǒng)未來發(fā)展的主要方向之一，應(yīng)將智能變電站有關(guān)的應(yīng)用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進行完善，以發(fā)揮出其應(yīng)有的價值作用。本文分析的二次相量測試方案內(nèi)容，就是研究完善方式的具體過程，其目的是為相關(guān)行業(yè)建設(shè)者提供一些理論依據(jù)。

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