關于智能變電站的二次設備調試與檢修

王正陽

（國網江蘇省電力有限公司 鹽城供電分公司，江蘇 鹽城 224005）

1 智能變電站

智能變電站采用的智能化設備具有低碳、環保、可靠、集成以及先進等特點，通過標準化信息平臺和一次設備參數標準化、數字化實現智能化、自動化。智能化變電站二次系統的主要特點有以下3點。一是信息交換標準化、系統實現高度集成化。該系統的結構較為合理，能夠實現與控制中心的無縫通信，使得在采集設備的狀態特征量時不會出現盲區，快速完成系統的配置和維護。二是對控制系統進行保護，實現自動控制的操作，使得采集的電流、電壓全部自動化，將所有的數據信息進行高效集成，從而促進了二次系統的不斷優化與整合，更加充分的共享數據。三是認真分析決策的在線化。對各設備進行在線監測，有效獲得智能電子設備的信號回路狀態、動作信息、協議智能電子設備（Intelligent Electronic Device，IED）故障、電網狀態等。

2 研究智能變電站二次設備調試與檢修的現實意義

智能變電站可以獨立完成各項信息內容的采集、測量、計算以及調控等各項工作。根據國內電網的總體發展，近年來智能變電站的使用日益普及，需要做好二次設備的調試和檢修工作。通過對二次設備進行調試和檢修，使其性能達到一定的要求，從而對一次設備進行正確的檢測、控制、保護以及調試，以確保智能變電站的穩定運行，為用戶供電，滿足人們的生產和生活需要[1]。

3 智能變電站二次設備調試與檢修要點

3.1 二次設備調試

（1）測試儀調試。由于保護測控儀的輸入接口采用了全數字化的方式，所以在二次設備的測試中，必須使用數字光電儀表。

（2）繼電保護設備性能測試。繼電保護設備性能測試是一項非常復雜的工作，其主要工作包括以下幾個方面：一是對特定的應用軟件進行文檔化的記錄；二是檢查定時功能，保證其符合使用規范；三是檢查軟壓板和硬壓板的特殊性能；四是詳細測試操作值和操作時間；五是檢查作業報告的規范化，發現問題，立即查明問題產生的原因，并采取措施解決問題；六是檢驗發送和接收面向通用對象的變電站事件（Generic Object Oriented Substation Event，GOOSE）消息的功能等。繼電保護設備性能測試明確工作內容，并按照相關的規范和標準進行，以確保各種檢測的合理性。防止測量結果的偏差，從而影響到智能變電站的正常工作。

（3）測控設備性能測試。測試和控制設備的性能主要包含以下幾個方面：對特定的應用軟件進行錄制、時間功能校驗、檢驗同步合閘的表現、測試取樣是否準確以及檢驗五防鎖定邏輯性。

（4）合并單元性能測試。測試合并單元是一個很復雜的工作，在具體的測試流程中包含了以下內容：一是在特定的操作過程中，檢修單元的自我診斷能力；二是校驗開關和并聯的電壓，如有故障，應立即進行調試；三是對合并單元在使用過程中發生的錯處等進行分析；四是分析智能變電站應用的網絡記錄設備，并對分析報文的特定形式。

（5）智能終端性能測試。智能終端性能測試的關鍵部分如下：一是分析采樣信息的通信服務（Sampled Value，SV）報文出現中斷的原因，找出問題的根源；二是合理測試SV數據傳輸和接收的準確性；三是對報警進行校驗，一旦有問題，終端就會發出警報；四是在特定應用過程中合理地測試GOOSE切換量的延遲；五是測試操作時間等。在實際的測試中，要對每個項目進行詳細的測試和分析，并對其進行合理的測試，以保證其功能的充分發揮。

（6）部分監測測試。部分監測測試內容如下：一是以監控后臺為依據，檢查智能變電站的監測畫面能否達到操作要求，并對每一項內容進行了詳細的說明；二是檢驗每個區間的遙測數值是否正確；三是在遙信出現后，能否及時發出警報窗口，同時所使用的光子板是否清楚顯示信息。

3.2 二次設備故障檢修

3.2.1 保護設備檢修

在實際使用中，保護設備會發生故障，須找出原因并向相關的調度部門報告，經調度部門批準后再啟動。當保護設備重新動完畢后，檢查其能否正常使用。如果能正常使用，那么有關工作人員將跳閘處的軟壓板恢復到正常工作狀態，并向有關的調度部門報告。如果工作狀態沒有恢復，那么向相關的調度員和檢修人員匯報，并根據調度員的指示，對保護設備進行特殊的操作，以保證正常工作[2]。

3.2.2 智能終端檢修

在使用過程中，如果智能終端發生故障，那么工作人員要首先找出問題的根源，并向相關的值班調度人員匯報。在征得調度員的同意后，重新啟動智能終端。在此過程中，要做好安全防護工作，一旦啟動，就會將智能設備的情況及時反饋給相關的調度和檢修人員。

3.2.3 合并單元檢修

在實際操作過程中，檢修人員對所有的異常信息進行分析。在特定的操作中，對合并單元的故障進行細致診斷，對同一時刻的取樣數據進行分析，可以在使用過程中及時發現故障，并擇機處理。

4 智能變電站二次設備調試問題分析

在智能變電站和二次設備的操作中，應按實際情況進行相應的調試。針對目前智能變電站二次設備的調試，有以下幾個方面的問題。

4.1 智能變電站二次設備調試流程問題

在智能變電站二次設備的調試中，由于各子設備的調試方法不盡相同，各有不同的調試程序，須嚴格按照相應調試程序進行二次設備的調試，以確保二次設備的調試工作的合理性和科學性。但是，由于一些工作人員不了解調試過程的功能，盲目根據自己的工作經歷進行調試，造成了二次設備調試過程中出現一系列問題。

4.2 智能變電站二次設備調試接線及安全措施

在智能變電站二次設備的調試中，為有效檢驗二次回路的完整性和運行的可靠性，二次設備的仿真應該是基于二次設備的故障輸入。目前，智能變電站二次設備安全防護措施的重點是投退保護軟壓板以及插拔網絡光纖[3]。

5 智能變電站二次設備調試問題的解決對策及檢修

針對上述問題，提出了一些解決對策與方法，具體如下。

5.1 規范并遵循二次設備調試流程

智能化變電站二次設備的調試與傳統的二次設備的調試有很大不同，因此在二次設備的調試中，必須對二次設備進行聯合調試。聯調測試就是根據變電站現場的工程結構，對變電站內的有關設備進行集中合并，并以此為依據進行工程應用測試。在進行聯合調試時，應考慮到變電站內各個設備的配合度、技術性能和網絡協議等方面的合理性。因此，要從根本上保證二次設備的調試工作的科學性，必須嚴格遵守有關的調試程序，并對運行中出現的問題進行改進。

5.2 從有關MU合并器的檢修作業角度進行改進

借助于對小電壓電流互感器裝置的模擬，智能變電站一次施加電流信號以及電壓信號數值能夠借助于交流信號的模擬方式予以實現。從這個意義上講，變電站輸出的模擬電壓信號和電流信號指數都是一致的。合并單元（Merging Unit，MU）在滿足上述前提的情況下，可以可靠地接收到在正常工作狀態下的輸出電流和電壓信號。該部分所接收的電壓和電流信號都可以匯通全球定位系統（Global Positioning System，GPS），從而達到同步傳輸信號。基于信號同步，可以比較兩個信號的相位進行信號同步的可靠性判斷。

5.3 從有關電子互感器采集器的檢修作業角度進行改進

在智能變電站的正常工作條件下，取樣器采集的數據精度主要取決于差動保護的性能。而在智能變電站，由于其電流極性指數具有更高的靈活性，可以在MU設備中實現靈活調節。但是，根據MU設備對變壓器電流的極性進行調節，會對后期二次設備的檢修工作造成不利的影響，因此須提前制訂有效的標準規范。同時，在二次設備停電檢修期間，采用一次電流控制對變壓器的變比指標進行有效的檢修。通常，當二次電流方向和潮流方向呈現一致時，表示極性端就是線路側的位置[4]。

6 故障處理措施

6.1 保護設備

在保護設備出現故障時，應及時發現故障的原因，并向調度報告。在重新啟動前，須從保護中退出，并進入檢修狀態。重新啟動后：如果設備的故障消失，那么保護會繼續并向調度報告；如果不能修復，那么須向調度和檢修部門報告，并按照調度指示調試保護模式。

6.2 智能終端

一旦智能終端出現故障，就及時發現故障的原因并向調度報告。在重新啟動前，須從保護中退出并進入檢修狀態。當重新啟動后：如果設備的故障已消除，將關閉開關的出口壓力恢復，并向調度報告；如果不能恢復，須向調度報告，告知檢修部門，并嚴格執行調度命令，調試保護運行模式。此外，當智能終端出現故障時，保護系統會記錄一次設備的工作狀態，防止其功能受損。因此，在此情形下，不應更改設備的實際狀態。

6.3 交換機

在開關出現故障時，應及時發現故障的原因，并向調度報告。如果在檢查結束后判定開關出現故障，調度人員確認并允許后重新啟動，并向調度報告重新啟動的程序和結果。若啟動后無法再啟動，則需按調度指示調試保護模式，并告知相關檢修單元。

6.4 邏輯錯誤

邏輯上的錯誤主要表現為邏輯上的寄生邏輯和邏輯不完整。若在操作中采取相似的措施，則會造成保護設備的誤啟動、誤收，嚴重時會造成誤動作或拒絕動作。為了解決這個問題，必須在設備的驗收和檢修中嚴格控制，保證所有的保護回路都能得到有效的檢驗。如果在使用中出現這種問題，那么在處理時要采取有效的安全措施，如果需要，就取消保護功能，修正故障邏輯。

7 智能變電站二次設備的檢修

在正常運行中，智能變電站二次設備檢修應根據故障、設備正常運行、存在故障等采用不同的檢修方法，并根據設備狀況將故障進行歸類和檢修，以確保檢修工作的順利進行。另外，在對智能變電站二次設備進行檢修時，要根據其工作性質，從本質上對其進行分類。對變電站進行分級，以提高維護工作的有效性，確保變電站安全運行。此外，檢查過程中發現的問題，分析故障產生的原因，并根據故障原因和有關工作指示，進行相應的調試和檢修[5]。

在實際運行中，智能變電站的二次檢修工作主要有以下兩點。一是從MU并網機設備的檢修角度進行檢修。在智能變電站的交流電源（Alternating Current，AC）信號源輸出模擬電流和電壓信號指標處于一致的相對位置時，通過GPS將模擬電流和電壓信號進行同步傳輸。在實際工作中，通過信號同步的方法可以判定信號是否同步。二是從電子變壓器采集設備的檢修角度進行檢修。在智能變電站正常工作時，采用微分電流互感器的差動保護性能對采集到的取樣值數據產生重要影響。

8 結 論

智能化變電站具有智能化、科技化、數字化的特點，為電氣系統的安全、穩定運行創造了良好的條件。然而，電氣系統的安裝和調試難度較大，專業要求也較高。在實際應用中，它的運行穩定性會受到二次設備的影響。為此，電力公司有關部門要加強對二次設備的調試和檢修工作的關注，并根據現場的實際情況對二次設備進行檢修，以確保電氣系統的可靠運行。