智能變電站二次系統調試方法研究

劉振浩

（中國能源建設集團廣東火電工程有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引 言

為保障智能變電站的穩定運行和順利投運，需要對智能變電站進行調試。調試和驗收智能變電站中的電氣設備，保證二次系統中的設備性能，以滿足二次系統的運行要求。十二五和十三五規劃建設以來，智能變電站數量和規模不斷擴張，其二次系統的調試和建設也越來越受關注。因此，在對智能變電站二次系統調試的研究中，主要對調試技術和方法進行研究，以提升智能變電站的調試和運行水平，從而為全新智能變電站的調試和運營提供參考[1]。

1 智能變電站二次系統結構

智能變電站的研究是在一定標準和規定的基礎上進行的（主要是2011年由國家電網提出的《新建變電站設計補充規定》）。二次系統結構包括站控層、間隔層以及過程層3層，結構如圖1所示。

1.1 過程層

圖1 智能變電站二次系統結構圖

智能變電站二次系統中的過程層設備包括智能終端、合并單元以及必要的過程層網絡交換機。智能變電站二次系統過程層的主要作用是采集電流和電壓互感器中的相關信息，實現模擬量和數字量的轉換，將數字量傳輸到保護裝置執行計算和分析操作，然后保護裝置給出指令傳遞到智能終端，進而傳輸到一次設備，實現對其的控制。

1.2 間隔層

智能變電站二次系統中的間隔層設備包括測控裝置、配備保護裝置、相匹配的故障錄波器、報文分析儀以及相關輔助裝置等。間隔層能實現對保護裝置內部和交流量的計算分析，判定保護裝置是否動作，以此給出報警信息。間隔層具有可靠性、選擇性、速動性以及靈敏性等特點。

1.3 站控層

智能變電站二次系統中的站控層設備，包括運動通信管理機、站控層監控系統以及網絡交換機等。站控層要求站內系統能實時反映系統的交流數據。二次系統運行時，若前面兩個層給出相應的告警動作，那么站控層的監控系統將實現信息的采集和分析，并根據采集和分析的結果給出相應的動作和反應，并將動作和反應以數字信息的方式傳遞回調控中心。調控中心進一步分析后給出相應動作和指示，同時結合站控層實現控制二次系統中設備的運行[2]。

2 智能變電站二次系統調試的主要內容

2.1 二次系統調試的主要目的

首先，通過二次系統調試，明確智能變電站二次系統中各部分的執行情況。其次，通過二次系統調試，明確智能終端等體系單位之間的聯系和互操作性。最后，通過二次系統調試，有效保障智能操作系統間的可靠協調運行。就目前智能變電站二次系統的調試而言，主要采用的方式是一致性測試。一致性測試一般從通信接口處進行，實現對相關電平信息等數據流的監測和分析，以此確定不同體系和不同設備間的互操作性。一致性測試是智能變電站二次測試的核心。智能變電站二次系統的調試過程中會涉及大量的測試裝備，在進行二次系統調試中需要保證系統和設備的質量。

2.2 二次系統調試的主要內容

2.2.1 虛端子聯接檢查

對于智能變電站二次系統，相關設計院和設備廠商必須注重ICD文件和圖紙的深入研究，確定虛端子映射情況并給出虛端子表，得到相應的SCD文件。虛端子是二次回路中的端子排圖，在二次回路中具有重要作用，因此需要注重對虛端子的檢查。

2.2.2 數據采集功能調試

數據采集功能調試主要包括遙信量采集功能校驗和遙測采集功能校驗，實質是模擬信號采集。使用測試儀注入額定交流量進行測定，同時間隔保護裝置和合并單元間，通過直接采集方式采集SV數值，通過模入量分析顯示裝置主運行工況，以判斷裝置精確度及其是否正確。

2.2.3 控制功能調試

控制功能調試主要包括對控制操作和控制閉鎖條件等進行檢查。裝置啟動操作能通過遠方控制實現，同時能通過控制功能實現校驗裝置控制檢查。

2.2.4 保護管理調試

智能終端、母線保護、主變保護、合并單元以及線路保護的校驗，是二次系統校驗的核心和重點。調試時，首先要檢驗軟件的基體信息，以保證版本信息等和保護管理調試功能相匹配。結合模擬和裝置加量等進行故障分析，得到關于保護裝置動作的報告，報告以GOOSE報文的形式進行展示。仔細檢查操作回路和交流回路等二次回路，進行動作保護時，跳閘出口必須要保證一致。另外，對于故障錄波器和網絡報文分析儀等輔助保護裝置等，需給出保護動作信息。對于保護裝置的功能壓板，需進行調試及試驗。邏輯功能作為校驗核心內容，在校驗中要檢驗其匹配性和對應性。

全站時間同步系統可保證智能變電站二次系統調試的同步對時。自動化通信系統的監測信息和動作信號等均需要傳遞回站內監控系統，以確保其正常通信。后臺監控系統則實現對站內設備的監控。

2.3 二次系統調試的流程

智能變電站二次系統調試相關測試活動的開展，一般由現場調試部門進行協調，包括科學統籌體系調試、帶負荷調試以及分體系調試等內容。結合以往智能變電站二次系統調試的相關工作經驗發現，系統調試中必須要注重不同體系和不同設備之間的聯調，加大調試力度。目前，聯調測試中仍存在問題，直接影響智能變電站的互操作性。智能變電站二次系統調試中，需按照一定的安全規范標準進行，保證調試能維持智能變電站的穩定運行要求。進行二次系統調試和聯調的過程中，應該和設備生產方進行溝通。此外，二次系統網絡性能等內容應避開生產方進行自主調試[3-4]。

3 智能變電站二次系統調試方法

3.1 過程層

3.1.1 合并單元

合并單元是過程層的典型代表，必須進行調試。合并單元的運行必須和常規的電磁互感器進行密切協調配合，保障二次系統中的模擬信號能有效傳輸至合并單元。在向合并單元和保護裝置等傳輸信號時，模擬信號需轉換為相匹配的數字信號，從而保證其傳輸的有效性。

3.1.2 智能終端

智能終端的主要功能是保證GOOSE報文的準確性，實施科學處理，實現對開關和主變壓器等的有效控制。智能終端能準確反映一次設備的告警信息和運行狀態。這一過程中的信息會進行相應壓縮和整理打包，將打包好的信息歸納總結并處理形成GOOSE形式傳遞到保護裝置中存儲。在智能變電站的二次系統調試中引入雙重化配置，一般采用就地直接安裝的方式，將其集成到智能匯控柜中。

3.2 間隔層

間隔層是二次系統的核心，主要由測控裝置、輔助裝置以及保護裝置構成。在二次系統調試過程中，間隔層調試占比較大，需要結合不同裝置的運行情況和功能進行逐一校驗，尤其是可靠性和動作準確性校驗。不同裝置的調試需要結合保護原理圖進行原理簡化，以便工作人員和調試人員進行分析，從而更直觀地進行相應操作。此外，要對系統進行優化升級，改進傳統變電站的調試技術，并引入到智能變電站調試中，進一步探索智能變電站的調試試驗，最終總結出適用于智能變電站的調試技術，在保障智能變電站調試質量的基礎上，節約更多的成本和時間[5]。

3.3 站控層

站控層作為智能變電站中的站內監控部分，由站控層網絡交換機和后臺機構成。因此，站控層的調試主要包括后臺監控系統調試和自動化通信系統的檢查。自動化通信系統的檢查需要對遠程信息進行監視與采集，也必須對站控層傳輸規約和應用功能等進行相關測試。對于后臺監控系統的測試而言，要保證其能夠完整反映一次設備的運行狀態和連接方式，同時需實時更新其上傳的畫面和數據。此外，事故查詢功能和動作保護報告需在保證準確的前提下實時更新。

4 結 論

對于智能變電站二次系統調試而言，必須保證原理淺顯易懂，提出的調試方法和研究方法能夠真正和二次系統實際調試相結合，保證研究的實際應用價值。