王銘

【摘 ?要】伴隨智能變電站的發(fā)展，繼電保護(hù)系統(tǒng)的調(diào)試內(nèi)容有相應(yīng)的增加，調(diào)試方法也有所改進(jìn)，結(jié)合220kV智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的調(diào)試，簡(jiǎn)單介紹了繼電保護(hù)系統(tǒng)的調(diào)試，為后續(xù)智能變電站工程調(diào)試提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】智能變電站;調(diào)試;繼電保護(hù)系統(tǒng);二次設(shè)備

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，智能化變電站已成必然趨勢(shì)。智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)調(diào)試不同于常規(guī)變電站，其特殊的信息采集、信息傳輸和信息處理模式與普通變電站有本質(zhì)區(qū)別。新型電氣設(shè)備（合并單元、智能終端、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)）本身的功能和特性，以及電氣設(shè)備與二次設(shè)備之間的配合程度，都有可能對(duì)變電站的穩(wěn)定運(yùn)行造成影響。在智能供電系統(tǒng)中，繼電保護(hù)裝置的快速反應(yīng)能力主要取決于合并單元采樣是否同步以及過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)是否穩(wěn)定可靠。

1 所調(diào)智能站繼電保護(hù)系統(tǒng)配置情況

所調(diào)試的智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)采用三層兩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，由站控層、間隔層、過(guò)程層設(shè)備及站控層網(wǎng)絡(luò)（MMS）、過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)（GOOSE）組成。如圖1。

間隔層網(wǎng)絡(luò)為雙星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，傳輸MMS報(bào)文與GOOSE報(bào)文，借助相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)現(xiàn)與本間隔其它設(shè)備、其它間隔設(shè)備以及站控層之間的網(wǎng)絡(luò)通信。

過(guò)程層按電壓等級(jí)組網(wǎng)，220、110kV電壓等級(jí)GOOSE網(wǎng)和SV網(wǎng)共網(wǎng)設(shè)置，網(wǎng)絡(luò)采用星形結(jié)構(gòu)。220kV雙重化配置的保護(hù)和安全自動(dòng)裝置分別與對(duì)應(yīng)的過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)相連接，測(cè)控裝置雙跨兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)，而110kV單套配置的保護(hù)及安全自動(dòng)裝置、測(cè)控裝置接入過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)。

A（B）套繼電保護(hù)設(shè)備與本間隔的A（B）套智能終端采用GOOSE直跳方式，閉鎖信息及失靈啟動(dòng)，位置狀態(tài)等交換信息采用GOOSE網(wǎng)絡(luò)方式傳輸;A（B）套繼電保護(hù)設(shè)備與本間隔的A（B）套合并單元采用SV直采方式，故障錄波器、網(wǎng)絡(luò)分析儀等電壓電流采樣信息采用SV網(wǎng)絡(luò)方式傳輸。

站控層校時(shí)：采用SNTP網(wǎng)絡(luò)校時(shí)方式;間隔層與過(guò)程層設(shè)備采用硬接點(diǎn)IRIG-B（DC）、1588協(xié)議（需功能滿(mǎn)足），光纖B碼同步對(duì)時(shí)或校時(shí);IRIG-B（DC）應(yīng)能夠方便地?cái)U(kuò)展。保護(hù)及安全自動(dòng)裝置需滿(mǎn)足插值同步功能，不依賴(lài)于外部同步時(shí)鐘源。

2 智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的調(diào)試內(nèi)容

2.1 繼電保護(hù)調(diào)試

2.1.1 電壓、電流采樣的檢測(cè)。在智能變電站中，使用數(shù)字化保護(hù)測(cè)試儀，直接從保護(hù)裝置的光纖直采口輸入來(lái)自合并單元的光數(shù)字量，以此來(lái)校驗(yàn)保護(hù)裝置的精度、靈敏度、功能。對(duì)于有跨間隔數(shù)據(jù)要求的保護(hù)裝置，可以用兩根光纖同時(shí)輸入來(lái)自不同間隔合并單元的數(shù)字量，實(shí)現(xiàn)數(shù)字電壓、電流數(shù)據(jù)的采樣。具體見(jiàn)圖2。

2.1.2 保護(hù)裝置的輸出。保護(hù)裝置光纖通過(guò)直跳口向智能終端發(fā)送跳閘令，通過(guò)GOOSE組網(wǎng)口傳送相互之間的聯(lián)閉鎖信號(hào)。通過(guò)保護(hù)裝置實(shí)際傳動(dòng)來(lái)驗(yàn)證GOOSE報(bào)文輸出信號(hào)的正確性與實(shí)時(shí)性，依據(jù)設(shè)計(jì)院的GOOSE虛端子表，確保每個(gè)信號(hào)驗(yàn)證到。

2.1.3 同步測(cè)試。① 對(duì)于單間隔的保護(hù)，按圖3接線(xiàn)，用傳統(tǒng)試驗(yàn)儀給合并單元同時(shí)加電壓量、電流量，查看裝置的相位角與所加量的相位角是否一致，檢查電壓、電流采樣是否相差非周期倍數(shù);然后按相同的接線(xiàn)方式，突然增加電流量或電壓量，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分析儀查看電壓、電流波形是否同時(shí)突變，檢查電壓、電流采樣是否相差整數(shù)倍周期，以此來(lái)判斷電壓、電流是否同步。②對(duì)于跨間隔數(shù)據(jù)的保護(hù)，校驗(yàn)不同間隔數(shù)據(jù)的同步性尤為重要。按圖3所示，用傳統(tǒng)保護(hù)測(cè)試儀給不同間隔合并單元同時(shí)加電流量，驗(yàn)證不同間隔合并單元電流量是否相差非整數(shù)倍周期和整數(shù)倍周期，確保采樣的同步性，除此還要測(cè)試不同間隔合并單元由失步再同步過(guò)程中主變、母差保護(hù)的動(dòng)作性能。

2.2 光纖回路調(diào)試

智能變電站大量使用光纖傳輸，光纖已經(jīng)成為繼電保護(hù)系統(tǒng)不可或缺的一部分。光纖回路的試驗(yàn)猶如傳統(tǒng)站電纜的絕緣、對(duì)芯一樣必不可少，試驗(yàn)主要內(nèi)容有：第一，每條光纖芯（含備用芯）做光收發(fā)器件功率測(cè)試、光通道衰耗和誤碼率測(cè)試等工作并且做好記錄。第二，核對(duì)裝置背后每個(gè)光芯的斷鏈告警信息，以220kV線(xiàn)路間隔為例：①線(xiàn)路保護(hù)：保護(hù)接收合并單元SV中斷（直采）、保護(hù)接收母差保護(hù)GOOSE中斷（組網(wǎng)）、保護(hù)接收智能終端GOOSE中斷（組網(wǎng)）、保護(hù)裝置對(duì)時(shí)異常。②母差保護(hù)：母差保護(hù)接收合并單元SV中斷（直采）、母差保護(hù)接收**線(xiàn)智能終端GOOSE中斷（直跳口收）、母差保護(hù)接收**保護(hù)GOOSE中斷（組網(wǎng)）。③測(cè)控：測(cè)控接收合并單元SV中斷（組網(wǎng)）、測(cè)控接收合并單元GOOSE中斷（組網(wǎng)）、測(cè)控接收智能終端GOOSE中斷（組網(wǎng)）。④合并單元：合并單元接收PT合并單元SV中斷（直采口）、合并單元接收智能終端GOOSE中斷（組網(wǎng)）、合并單元接收測(cè)控GOOSE中斷（組網(wǎng)）、合并單元對(duì)時(shí)異常。⑤智能終端：智能終端接收母差保護(hù)GOOSE中斷、智能終端接收保護(hù)GOOSE中斷（直跳口）、智能終端接收測(cè)控GOOSE中斷、智能終端對(duì)時(shí)異常。

2.3 其它回路調(diào)試

智能變電站“三層兩網(wǎng)”的通信網(wǎng)絡(luò)包括MMS網(wǎng)與GOOSE網(wǎng)絡(luò)兩部分，保護(hù)間相互閉鎖、遙控分合命令都通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以GOOSE 形式傳輸?shù)街悄芙K端。繼電保護(hù)裝置能否快速反應(yīng)主要取決于網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量，這與常規(guī)變電站二次回路相仿。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心部件是交換機(jī)，變電站能否穩(wěn)定運(yùn)行在很大程度上取決于交換機(jī)的功能和特性是否可靠。交換機(jī)主要有六項(xiàng)功能：一是端口自由鏡像功能，即在目的端口能否觀(guān)察到源端口的數(shù)據(jù)包;二是VLan 劃分功能，檢查劃分為不同VLan 的端口之間是否實(shí)現(xiàn)了有效的隔離;三是報(bào)文優(yōu)先級(jí)QoS 功能，測(cè)試GOOSE 報(bào)文能否優(yōu)先傳輸;四是交換機(jī)廣播風(fēng)暴抑制功能;五是交換機(jī)安全功能測(cè)試，檢查是否存在管理上的安全漏洞，以及對(duì)交換機(jī)進(jìn)行DoS 攻擊測(cè)試，驗(yàn)證其是否具有抗攻擊能力;六是交換機(jī)告警功能測(cè)試，當(dāng)交換機(jī)端口工況異常（如失電、端口速率不匹配）時(shí)，應(yīng)能告警并記錄。

3 智能變電站繼電保護(hù)調(diào)試應(yīng)用

在智能變電站繼電保護(hù)調(diào)試的應(yīng)用中，GOOSE的連線(xiàn)很重要，傳統(tǒng)變電站應(yīng)用硬電纜接線(xiàn)，其應(yīng)用與GOOSE連線(xiàn)的作用相同，在配置調(diào)試后對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收、傳輸，GOOSE還可詳細(xì)對(duì)信息進(jìn)行記錄，一旦在實(shí)際的應(yīng)用中出現(xiàn)了問(wèn)題，例如保護(hù)裝置跳閘，光網(wǎng)口燈出現(xiàn)提示，且沒(méi)有信息傳送，這時(shí)需要對(duì)數(shù)據(jù)開(kāi)入信息進(jìn)行檢查，沿著端口依次查找、檢驗(yàn)，由于GOOSE信號(hào)通信與報(bào)文通路獨(dú)立，每檢查一個(gè)需要做好記錄，一一將可能存在問(wèn)題的設(shè)置進(jìn)行檢查和試驗(yàn)，避免遺漏存在問(wèn)題的重要裝置，這樣可以確保查出問(wèn)題所在，從而及時(shí)給予檢修和調(diào)試，確保智能變電站正常運(yùn)行。同時(shí)這種一一排查的操作是繼電保護(hù)調(diào)試設(shè)置操作的優(yōu)點(diǎn)，它可對(duì)存在隱形問(wèn)題的裝置或線(xiàn)纜進(jìn)行檢出，避免遺漏。

結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)智能站繼電保護(hù)系統(tǒng)的調(diào)試進(jìn)行了有益的分析和探討，分析智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)方法，希望可以給今后智能站的調(diào)試提供些思路。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)山西省電力公司檢修公司）