智能變電站調試技術研究

姜龍++呂夢妮++葛穎豐

摘 要：隨著時代的快速發展，之前的變電站運維模式即將被淘汰，新型智能變電站在實踐中已經取得一定的成果。隨著智能電網的出現，智能變電站的調試成為了當前變電站變革的主要內容。因此，本文擬定對智能變電站的調試進行研究，為智能變電站的建設貢獻力量。

關鍵詞：智能變電站 IEC61850標準 集成測試 現場調試 建設和運維

中圖分類號：TM762 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（c）-0017-02

1 智能變電站的設計架構及其特點

1.1 智能變電站自動化系統的構架

信息的采集、傳輸、處理和輸出是只能變電站的四大功能。因此，這四大模塊要求實現自動化、智能化、網絡化。而當前智能變電站的建設必須滿足以上四大功能。在國際通行的IEC61850標準中，明確列出了以上四大模塊中各接口的標準，并要求按照以上標準進行建設，從而實現智能變電站的需求。

智能變電站要求所有設備均為智能化，這也是確保智能變電站得以實施的前提。智能設備之間的傳輸已經從二次電纜的傳統傳輸模式更改為網絡通信方式，這類通信費方式具有即時性、共享性、可靠性等特點。

智能變電站的基本架構體系主要由站控層、間隔層、過程層3個部分組成，各層之間采用以太網、GPS和光纜等方式連接。

1.2 智能變電站的主要優勢特征

（1）信息交互網絡化。

在智能變電站中，往常的電磁型互感器已經被淘汰，電子互感器已經得到廣泛運用，電子互感器的優點是能耗低、效率高，而其它模塊裝置已經演變成為邏輯功能模塊，不再負責信息的傳遞，減少了設備的壓力，提升了設備的運行效率。

（2）設備操作智能化。

當前，智能變電站的斷路器已經歷經了多次演變。而以為電子、計算機技術為基礎的控制回路壹基金那個成為主流的斷路器，智能斷路器系統主要包含控制單元、智能接口、控制軟件三大部分組成。該智能斷路器中嵌入電壓以及電流變換器，代替了傳統的機械式輔助和開關，讓斷路器變得智能化。

（3）設備檢修狀態化。

對設備進行狀態檢修時，必須確定設備有效的運行監測。通過檢測到的數據，確定檢修時間和檢修項目。

2 IEC61850標準在智能變電站的應用

變電站自動化系統IED設備已經實現了規模化、集成化和網絡化。但是，運行過程中離不開網絡通信系統，而通信系統的標準是重中之重。為此，國際電工委制定了IEC61850系列標準，該標準旨在解決網絡通信標準差異較大的問題，該標準膚膏了所有的通信智能變電站通信接口。該標準沖破了一些傳統的束縛，讓標準更加實用，因此在電力技術的應用有著其它標準沒有的特點：信息之間可以實時傳遞共享；虛擬的標準接口涵蓋了所有的變電站通信接口等。

2.1 智能變電站自動化系統拓撲結構

在智能變電自動化系統中，一般仍然采用的是總線型或者環形作為網絡結構。

盡管通訊網絡的有各種類型的結構，如總線型、星型、環形、樹形等。這些網絡結構形狀各異，其性能也有所差異。

2.2 基于IEC61850的智能變電站結構

從IEC61850標準的定義來看，智能變電站最為主要的三大功能為：控制、監測和保護。因此，在我國的變電站建設時，常常按照站控層、間隔層和過程層3個層次進行分層。

針對智能變電站結構，再結合當前我國智能變電站的運行情況，要實現基于IEC61850標準智能化變電站二次系統維護，主要對以下內容檢修。

（1）設備驗收。對智能變電站的元器件及工具進行清點，對所有的屏柜按照要求檢查。

（2）模型測試。分為兩大內容：一部分，對裝置文件的合法性進行驗證；另一部分，對數據模型描述是否存在差異進行檢查。

（3）站控層后臺機功能測試：對數據操作進行測試；對數據遙控進行測試。

（4）人員權限維護功能。

（5）GOOSE測試。

（6）遠動測試。

3 現場調試的重點和試驗方法

3.1 現場調試的主要內容

智能變電站在變電技術、配置、電器元件等方面都有所改進和優化，因此，現場調試的內容也有所變化。由于現場調試是在實際運營環境中進行，能夠模擬實際運營情況，因此，調試結果能夠真實反映變電站的情況。但是，現場調試對現場環境要求較高，且調試運行時間長，才能系統發現變電站存在的各種問題。

3.2 自動化系統現場調試

3.2.1 遠動裝置調試

在集控站的實驗中，就必然有一些項目需要集中起來，而遠動裝置是實現項目集中的核心部件。所以，凡是本站有需要轉發的項目，都必須通過遠動裝置，將位于底層的一些數據庫資料通過內部通信的方式轉移給相關的集控站。集控站在接收到相關試驗檢測信號后，會將該信號放置在系統指定的位置上，并執行項目試驗。且只有在項目實驗成功后，才會將這些項目還原到原來的地方，不影響項目的正常實驗。

3.2.2 五防系統調試

五防系統主要是用于確保人機交互能夠順利實施的系統，該系統對于測試的準確性有著決定性的關系。因而，五防系統作為本系統的一個分支，得到了廣泛的重視。五防系統主要由以下幾個部分組成。

五防服務器：該服務器主要用于存儲操作預演的相關內容，并且能夠通過相關軟件來驗證預演內容的正確與否。

五防分系統：主要是調用五防服務器的相關內容，并進行相關操作的預演。當相關操作滿足預演要求后，在邏輯通過驗證的情況下，系統提升五防成功；繁殖，如果邏輯沒有通過驗證，或者后臺演示不成功，也無法獲得五防成功的提示。

3.3 網絡分析儀的使用

智能變電站主要是在通信技術上得到了較大的改變，從過去的光纜傳輸，到現在以太網和光纖傳遞，這是電力技術史上的一次偉大壯舉。因此，改變后的智能變電站，運用現代化的通信工具，可以得到GOOSE報文，從而獲取到系統運行的相關情況，這也就解決了數據傳輸中遇到的各種問題，這對系統的分析也有著十分重要的作用，為智能變電站的發展添磚加瓦。

3.4 原始報文分析

常規變電站的調試，往往可以通過萬用表來找出系統可能存在的故障點，并分析故障發生原因。但是，智能變電站就必須采用網絡報文分析儀的方式進行調試，因為智能變電站一般采用的是數字信號，該類信號無法通過萬用表找出問題。雖然報文分析儀能夠查出故障存在的問題，但是部分數據傳輸并沒有組網，也就無法查看報文的相關內容。如在檢測瀘定站的35kV電壓等級時，并沒有對系統自帶的SV傳輸組網，現場無法通過網絡傳輸報文。為此，人們擬定采用網絡抓包工具抓取報文內容，然后現場檢測人員通過查閱原始報文的相關內容就可以獲得發現故障點的方法。

4 結語

隨著智能變電站的設備更新以及軟件的開發，智能設備的調試面臨著巨大的挑戰，特別是智能變電站的可靠性需求日益突出。當前，智能變電站的設備之間有著十分緊密的聯系，這對維護電網的安全穩定有著十分重要的作用。但是，對于系統可靠性的研究缺失。因此，迫切需要提升系統的可行性研究，探索出設備的系統級測試手段，并建立科學合理的評價體系是未來的研究方向。

參考文獻

[1] 汪衛國.智能變電站高壓設備智能化研究[D].浙江大學，2011.

[2] 吳在軍，胡敏強.基于IEC.61850標準的變電站自動化系統研究[J].電網技術，2003（10）：61-65.endprint