安化龍 陳 默 羅富平

（1. 四川省電力工業(yè)調(diào)整試驗(yàn)所 2. 四川通能電力科技有限公司）

0 引言

近年來(lái)，由于常規(guī)的綜合自動(dòng)化智能變電站在擴(kuò)建、維護(hù)方面存在較大的不便性，故引入了智能變電站，通過(guò)光纖作為傳輸通道，連接變電站變壓器、斷路器、線路等一次設(shè)備，對(duì)變電站的二次回路、通信提供可靠、抗干擾能力強(qiáng)、較高電能質(zhì)量的一次、二次節(jié)點(diǎn)支撐。

本文根據(jù)實(shí)例，對(duì)智能變電站的電子式互感器的極性校驗(yàn)以及智能變電站智能終端在正常運(yùn)行和網(wǎng)絡(luò)重載的情況下，響應(yīng)時(shí)間及通信能力測(cè)試進(jìn)行詳細(xì)的介紹和試驗(yàn)步驟，為后續(xù)工程技術(shù)人員提供參考。

1 智能變電站介紹

智能化變電站一般有兩種方式：第一種是傳統(tǒng)的常規(guī)電壓互感器和電流互感器，通過(guò)與之連接的相應(yīng)間隔合并單元轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，通過(guò)光纖傳輸至二次設(shè)備（主變保護(hù)柜、線路保護(hù)柜等間隔層和過(guò)程層設(shè)備），保護(hù)裝置的采樣通過(guò)合并單元直接采集而來(lái)，而保護(hù)裝置的出口通過(guò)光纖直接傳輸?shù)街悄芙K端，直接出口分合相應(yīng)開(kāi)關(guān)。其余監(jiān)控采樣通過(guò)組網(wǎng)交換機(jī)獲取，組網(wǎng)口跳合閘命令通過(guò)后臺(tái)機(jī)經(jīng)交換機(jī)發(fā)相應(yīng)信號(hào)至智能終端組網(wǎng)口分合相應(yīng)開(kāi)關(guān)。第二種是電子式電壓互感器和電流互感器，在本體已轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，通過(guò)與之連接的相應(yīng)間隔合并單元直接傳輸至相應(yīng)的二次設(shè)備，其余和第一種相同。

由于目前電子式互感器的可靠性、精度還存在不完善的地方，故對(duì)于220kV以上的變電站很多采用第一種或者兩種混合的模式（即一套傳統(tǒng)互感器一套電子式互感器）來(lái)保證設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

2 電子式互感器的極性測(cè)量

CT、PT的極性正確與否關(guān)聯(lián)智能變電站各個(gè)元件的差動(dòng)保護(hù)、帶方向的后備保護(hù)以及電度表功率的正負(fù)，在傳統(tǒng)的綜合自動(dòng)化的變電站中，通過(guò)對(duì)調(diào)CT、PT的二次接線順序可實(shí)現(xiàn)更改CT、PT的極性，而對(duì)于智能變電站，由于電流和電壓回路的采樣通道是光纖傳輸?shù)?，電子式互感器本體輸出的是FT3模式，而合并單元輸出的是IEC 61850-9-2的數(shù)字量，故修改極性只能通過(guò)修改CT一次接線或者修改CT頂部羅氏線圈至電子式CT采集卡的接線，更改極性也非常麻煩。因此，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，找出一種可行、有效、簡(jiǎn)便的CT、PT極性校驗(yàn)方法，意義重大。

對(duì)于電子式PT的極性校驗(yàn)，可采用一次通壓的方法，以二次電壓最低采樣值為限制，用手持式光萬(wàn)用表或者通過(guò)在后臺(tái)主機(jī)上檢查電壓的正負(fù)確定極性正確與否。

對(duì)于電子式CT的極性校驗(yàn)，目前通用的方法是用繼電保護(hù)測(cè)試儀輸出一個(gè)工頻模擬量，基于此模擬量測(cè)量升流器二次電流、二次系統(tǒng)中SMV采樣值的角度。根據(jù)測(cè)量所得數(shù)據(jù)和升流器、合并單元等設(shè)備的參數(shù)，計(jì)算出電子式CT一次電流和其二次輸出的角度差，從而確定電子式CT二次極性的指向。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，提出一種更為簡(jiǎn)便使用設(shè)備最少的辦法，原理是通過(guò)一次通流對(duì)比電子式CT和傳統(tǒng)CT的角度差確定電子式CT互感器的極性。接線方式如下圖所示。

圖 接線方式

若現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法提供標(biāo)準(zhǔn)互感器，可在10kV側(cè)出線開(kāi)關(guān)柜內(nèi)拆一個(gè)零序電流互感器作為標(biāo)準(zhǔn)互感器，待試驗(yàn)完畢后，恢復(fù)原接線。試驗(yàn)方法：將零序互感器作為標(biāo)準(zhǔn)互感器，通過(guò)用干電池法，給零序電流互感器點(diǎn)極性確定其極性。由于選擇標(biāo)準(zhǔn)互感器為零序電流互感器，僅作為校驗(yàn)極性用，故對(duì)精度要求不高。

校驗(yàn)極性方法：可采用一次通流的方法，使得二次采樣值為裝置采樣最小值，為保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性，可取0.1A（二次值）。此時(shí)通過(guò)對(duì)比兩組互感器的相位，0°為同極性，180°為反極性。

另一種方法是采用手持式光數(shù)字測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試，但是由于易受到干擾，方法此處不再介紹。

3 智能變電站智能終端響應(yīng)時(shí)間測(cè)試

《智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范》（Q/GDW 441—2010）中明確規(guī)定，智能終端應(yīng)具備以下功能：智能終端的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)不大于7ms。由于各個(gè)廠家的理解不同，存在差異。以下以深圳長(zhǎng)園深瑞繼保自動(dòng)化有限公司生產(chǎn)的PRS-7389和北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司生產(chǎn)的JFZ-600S為例，以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例介紹數(shù)字化智能變電站網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行條件下保護(hù)GOOSE測(cè)試及網(wǎng)絡(luò)重載下通信能力測(cè)試。

試驗(yàn)假定網(wǎng)絡(luò)帶寬為100MB，通過(guò)在交換機(jī)上模擬正常運(yùn)行情況下（0MB）和網(wǎng)絡(luò)重載下（20MB、50MB、80MB）對(duì)應(yīng)相應(yīng)流量下，通過(guò)測(cè)試智能開(kāi)關(guān)組網(wǎng)口和保護(hù)直跳口的GOOSE的SOE響應(yīng)時(shí)間及通信能力，最終確定智能終端是否能滿足要求。

3.1 測(cè)試一

智能開(kāi)關(guān)設(shè)備：JFZ-600S；智能開(kāi)關(guān)廠家：北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司；測(cè)試設(shè)備：長(zhǎng)沙永程科技有限公司RTS-100D（G）光數(shù)字保護(hù)測(cè)試儀；測(cè)試類(lèi)型：GOOSE發(fā)出硬開(kāi)入接回響應(yīng)時(shí)間測(cè)試；測(cè)試次數(shù)：5次。結(jié)果如表1所示。

表1 測(cè)試一

評(píng)價(jià)：規(guī)范并未指定智能終端的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)不大于7ms是否應(yīng)用于組網(wǎng)口，故將此反饋給北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司。

3.2 測(cè)試二

測(cè)試二結(jié)果如表2所示。

表2 測(cè)試二

評(píng)價(jià)：合格。

3.3 測(cè)試三

智能開(kāi)關(guān)設(shè)備：PRS-7389；智能開(kāi)關(guān)廠家：深圳長(zhǎng)園深瑞繼保自動(dòng)化有限公司；測(cè)試設(shè)備：長(zhǎng)沙永程科技有限公司RTS-100D（G）光數(shù)字保護(hù)測(cè)試儀；測(cè)試類(lèi)型：GOOSE發(fā)出硬開(kāi)入接回響應(yīng)時(shí)間測(cè)試；測(cè)試次數(shù)：5次。測(cè)試結(jié)果如表3和表4所示。

表3 測(cè)試三（一）

評(píng)價(jià)：合格。

表4 測(cè)試三（二）

評(píng)價(jià)：合格。

結(jié)論：通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，由于《智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范》（Q/GDW 441—2010）并未說(shuō)明智能終端的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)不大于7ms為組網(wǎng)口還是保護(hù)直跳口，故各個(gè)廠家理解存在差異，故現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試僅按照智能終端保護(hù)直跳口響應(yīng)時(shí)間不大于7ms來(lái)要求，并將此反饋給智能終端設(shè)備廠家，待新規(guī)范修訂時(shí)完善。

4 結(jié)束語(yǔ)

與傳統(tǒng)的綜合自動(dòng)化的變電站相比，智能變電站具備結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的信息采集和信息處理能力，維護(hù)、改造、升級(jí)更方便的優(yōu)勢(shì)，但是由于規(guī)范對(duì)于智能變電站的要求不是很完善，電子式互感器在可靠性及精度方面還不完善，以及運(yùn)行人員水平參差不齊，很多缺陷需要在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和運(yùn)行實(shí)際中發(fā)現(xiàn)，這樣智能變電站發(fā)展才能不斷成熟和完善。

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