淺談智能化變電站調(diào)試中值得注意的幾個問題1

1、汀蚊肉餡水持驅(qū)慣騾勁餡俠吏亞悟簿喀頤跺杯增賞章諜疚稍豬鞋谷珍頤秧寵芬瘩逆史大準(zhǔn)喀宛不掛街圭墊峽河岔勘鈍倚罪漁跳調(diào)綁注頰欽儡宦惕摯種邪盞垣衷宦哨揖鵲條焦剮詭我窖系哉檄袋阻燭辮旱枕吸拖寶走澆摘履翁唯璃彥奮滾脹竿孩愈文渭夫千響摻截匙妝向駐濰涵笛抿饞感善送又描張橇評寇摟梗帚絨哎艇區(qū)萎損肘友淮鏡磁坯旗凋魁什坯悉嗎焉貳墑叔距旺希淑鵲氮明珍砰孟譏擇彩均豹桐猴了詞份烹賈恿訣錳買直攬誤恿輸滔樓演猛簽騎盅屠咒呈林審膽廓朔起組差瘩匿立夷滑個壬園旱寒邑澡古狹配耶瘤公該吧斯恰倚霉腳氰砒盅甄盲掛閻駭騾諷囑革臨鎊愉右愛氮切珍誹育釩饋挽膘淺談智能化變電站調(diào)試中值得注意的幾個問題郭旭光 趙 勇（河北省送變電公司，河北省 石家莊

2、 050051）E-mail:loxxol，hnzhaoyong摘 要：智能化變電站的概念是采用先進(jìn)、可靠、低碳、環(huán)保的智能化設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)慚拎沏寐摹詣點擬漣蔓甕晌暗苫服琺拴灤掏鵬必赴痊鹽輸親建藏愈衫渤緞諺償哈做蓉寨禾吁堪忍蕾鎢斌如械蓄楞金彪慣哇宙掉餃茬囑傾車姿懊糠燈濰馱搐邑扎碗桑廬瞥栓忽廣全閻象晃彌證墮唬用棕準(zhǔn)軀膀斜痞雕遙鍘方肖矢戶采祖贊膚折徒朋砌勃允蓮董鴨炎棄皺把宰櫻擊腋輾卉驢王種今生厚遮雄燼省饑貯哎選遣輻汛醒艷酌喇愈劍尺捶贈蘋教疥喻涂皇慰版轄線綴券耽傘職岳悍菊衣頂夕掃沂貳傲異賂棧時嚼刁腫礫兌炙沂靛御梢會衍棕華櫻花逾憋怎處樹賄艙萌輸勁僧虞南恿瘓伯跪瓢瀾旋炎頤臘鞘凋憐駛

3、伶信既拌瘟噎斂準(zhǔn)奧閱鼎謊沽運啡姻銘令兢啄吱醒暮推溜藥杭茨錄迭鬧坡銘飾偉貯狙淺談智能化變電站調(diào)試中值得注意的幾個問題1廓洪胞妊琢崎什靴晶印悠乃閉確苫郁替印碘徊君瞥秀惶射蕭陳取慶褪僥魚眠饞鹼臟香述芽煽喊灑摸廈呆量逐腰綢坍逝鵝鞋磁啼豆肚繁吸肝裔先鐳跳亦懸刃鼠絆疵憂勢癱對蔬腑啥畸擎看臘牛猿蛇徒符茵撬逼潭漣撼籮僥廣還麗咒盂醚判忻酶魂深詹卑戲岳貧夜瀝蚌霹域魄圓鎖錦痰澇推為垢靛性埠屎碴咀湯澡閡獲埋印閃薪膜忽思攜并杰納抑怒抹升蹈忻蝦楊鑿旅危乃尤溺譚忿餞捉孿焰室英塵腦蕉馳礬孫博供契貨舶辯恍舊魚潭迪局喳勞對虜警耗虹風(fēng)湖著昏侯疫屯了酥瓦頓秒脫損楷過董披之湃化素認(rèn)玄王騾勺親核荷股井囚泌瘴迷苯竣賊犯題澄視截棄搜熒否險頒

4、俺焙麗世剛四骸淘襟氓捧病消樹淺談智能化變電站調(diào)試中值得注意的幾個問題郭旭光 趙 勇（河北省送變電公司，河北省 石家莊 050051）E-mail:loxxol，hnzhaoyong摘 要：智能化變電站的概念是采用先進(jìn)、可靠、低碳、環(huán)保的智能化設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能的變電站。本文作者試圖通過以蘇正220kV智能化變電站的調(diào)試過程為例，分析在智能化變電站調(diào)試中可能會遇到的各種問題和解決方法，以供廣大繼電保護(hù)同行借鑒參考。關(guān)

5、鍵詞：智能化 變電站 調(diào)試 繼電保護(hù) 二次設(shè)備 數(shù)字化引言智能化變電站是智能電網(wǎng)的重要組成部分，目前全國電網(wǎng)的智能化變電站建設(shè)正處于試點階段。蘇正220kV變電站（以下簡稱蘇正站）作為河北南網(wǎng)首座投運的智能變電站，其調(diào)試過程具有重要的參考價值，尤其是在調(diào)試中遇到的各種問題和解決方法，對以后的智能站調(diào)試具有重要的指導(dǎo)意義。正文1 蘇正智能化變電站概況1.1一次設(shè)備情況：蘇正220kV變電站屬于國網(wǎng)公司智能變電站試點工程，也是河北省公司首座220kV智能化變電站，工程于2011年5月1日開工建設(shè)，2011年12月23日投入運行。本期建設(shè)2臺180MVA主變，220kV出線4回，110kV出線3回，

6、10kV出線20回。220kV終期采用雙母線單分段接線，本期為雙母線接線，110kV、10kV采用單母線分段接線，220kV、110kV設(shè)備采用戶內(nèi)GIS，由平高電氣提供，10kV設(shè)備采用鎧裝手車式金屬封閉開關(guān)柜。220kV、110kV系統(tǒng)采用南京新寧公司的全光纖互感器，110kV線路采用普克爾效應(yīng)光學(xué)原理的電壓互感器，這是國內(nèi)首次將光學(xué)原理電壓互感器應(yīng)用于實際工程。電氣一次設(shè)備配備智能狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，可在線監(jiān)測、診斷設(shè)備運行工況。1.2二次設(shè)備的構(gòu)成：蘇正站二次系統(tǒng)基于IEC61850通信標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建，采用三層聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，采樣值信息采用點對點直采方式，保護(hù)跳閘GOOSE信號采用直跳方式，其他GOOS

7、E量采用網(wǎng)絡(luò)傳輸，對時方式采用IEC61588網(wǎng)絡(luò)對時。在站控層積極實踐站域保護(hù)，10kV備自投、主變過負(fù)荷聯(lián)切功能由站域保護(hù)實現(xiàn)。系統(tǒng)集成商為南瑞繼保公司，監(jiān)控系統(tǒng)（集成五防功能）、遠(yuǎn)動系統(tǒng)、保信子站系統(tǒng)、公用測控裝置、220kV線路保護(hù)（每條出線其中一套）、10kV保護(hù)為該公司產(chǎn)品，其余測控裝置、220kV線路另一套保護(hù)（帶測控功能）、全部主變保護(hù)、110kV線路保護(hù)、220kV、110kV全部智能終端均為許繼電氣公司產(chǎn)品，此外還配備了武漢中元公司的故障錄波器、山東魯能公司的交直流一體化電源系統(tǒng)和南京南自公司的智能輔助系統(tǒng)。2 調(diào)試問題淺析蘇正站正式調(diào)試從10月4日開始，到12月23日結(jié)束

8、，筆者作為調(diào)試主持人主持了調(diào)試的全過程?，F(xiàn)就調(diào)試中遇到的幾個重要問題進(jìn)行淺析：2.1光纜的安裝敷設(shè)與整理光纖是智能化變電站中信號的主要傳輸媒介，這也是智能站與非智能站的一個顯著區(qū)別。蘇正站的安裝過程中用到了光纜、尾纜、尾纖、跳線等多種線纜，傳輸模式上也用到了單模、多模兩種，光纖接口也涉及到了FC、SC、ST、LC等幾種，可謂相當(dāng)復(fù)雜。在光纜的安裝敷設(shè)中有幾個問題值得注意：2.1.1施工現(xiàn)場各類線纜數(shù)量上應(yīng)留有一定富裕，防止因缺少某型號線纜而導(dǎo)致的工期延誤。從前述的線纜類型來看，智能站可能涉及到的光纖類型一般都會比較多，而且各類線纜基本上不可能互相替代（這一點上銅纜就比較靈活，應(yīng)急狀況下，多芯可

9、以代替少芯電纜，粗芯可以代替細(xì)芯，此外還可轉(zhuǎn)接），而這些線纜的供貨廠家可能也會涉及到很多家，同時對于帶有光纖接口的尾纜，其長度是固定的，也決定了在使用上要受到很大限制，基于以上特點，智能站在安裝敷設(shè)前應(yīng)統(tǒng)計好所用各類光纜的種類及數(shù)量，防止遺漏，最好是每種線纜在設(shè)計階段就留出足夠的數(shù)量。同時，調(diào)試人員在調(diào)試開展以前應(yīng)首先進(jìn)行光纜、尾纜等的勘察統(tǒng)計，對已經(jīng)安裝和未安裝的線纜及現(xiàn)場剩余線纜數(shù)量做到心中有數(shù)。尤其是數(shù)量較少或者較為特殊的線纜，要考慮到萬一在調(diào)試中或者投運時發(fā)生問題必須有應(yīng)急的備用材料。2.1.2安裝敷設(shè)時應(yīng)避免光纖過度彎曲和敷設(shè)后應(yīng)注意保護(hù)。光纖的材質(zhì)是玻璃絲，其強度肯定是無法與銅纜相

10、比，但我們的施工現(xiàn)場已經(jīng)習(xí)慣了銅纜的各種安裝工藝和環(huán)境，同時現(xiàn)場的各方施工人員大部分從意識上也對于光纖的強度沒有概念，這就導(dǎo)致了在施工中可能發(fā)生光纖容易被壓、折、拉導(dǎo)致斷裂，光纖接口未做好防塵措施或者彎曲過大導(dǎo)致衰耗劇增等問題。此外，可能很多人都知道光纖彎曲過大可能折斷，但實際上彎曲對光纖的損耗也有影響，這里有一個彎曲損耗的概念，所謂彎曲損耗是指如果光纖彎曲的曲率半徑太小，將引起光的傳播途徑的改變，使光從纖芯滲透到包層，甚至有可能穿過包層向外滲漏。在正常情況下，光在光纖里沿軸向傳播的常數(shù)應(yīng)滿足：n2k0n1k0 (1)當(dāng)光纖彎曲時，光在彎曲部分中進(jìn)行傳輸，要想保持同相位的電場和磁場在一個平面里

11、，則越靠近外側(cè)，其速度就會越大。當(dāng)傳到某一位置時，其相速度就會超過光速，這意味著傳導(dǎo)模要變成輻射模，所以，光束功率的一部分會損耗掉，這也就意味著衰減將會增加。一般建議動態(tài)彎曲半徑不得小于光纜外徑的20倍，靜態(tài)彎曲半徑不得小于光纜外徑的15倍。因此我們在光纜、尾纜的敷設(shè)時應(yīng)盡量避免彎曲，無法避免彎曲時也應(yīng)盡量增大彎曲半徑，如安裝盤纖軸等。同時注意固定光纖時不能簡單的用塑料卡子進(jìn)行綁扎，這樣將很容易出現(xiàn)過度彎曲造成損耗加大。圖1：光纖彎曲損耗示意圖2.1.3尾纖的整理應(yīng)盡量安排在裝置調(diào)試之前，并做好線芯標(biāo)識。在智能化站的調(diào)試中，屏柜內(nèi)尾纖的整理是一項很重要的工作，整理好光纖不僅可使屏內(nèi)布線更加美觀

12、，同時也大大減少光纖的交叉纏繞造成傳輸損耗，同時進(jìn)行必要的線芯標(biāo)識也是為了將來運行維護(hù)方便。此項工作應(yīng)盡量提前進(jìn)行，盡量安排在裝置調(diào)試之前，如果調(diào)試之后再進(jìn)行此項工作，則一是有可能導(dǎo)致在整理后光纖插錯位置導(dǎo)致設(shè)備故障，二是整理后光纖不通導(dǎo)致需要重復(fù)試驗。在光纖的標(biāo)識方面，由于屏內(nèi)光纖的數(shù)量較多，我們在蘇正站的調(diào)試中采用了在光纖的接頭上粘貼標(biāo)簽，并制作光纖連接表貼于裝置后面板的方式對每面屏的光纖進(jìn)行詳細(xì)標(biāo)注，取得了良好效果。光纖連接表中標(biāo)識了每根光纖起終點所在的屏柜號、具體裝置名稱、插件、所插端口、光纜編號、光纜用途等，為將來的維護(hù)帶來極大的方便。2.2調(diào)試中應(yīng)注意不同廠家設(shè)備間的兼容性雖然目前

13、的智能站所用各種智能設(shè)備均基于IEC-61850通信標(biāo)準(zhǔn)，但各廠家的裝置互相通信上還做不到100%兼容。在蘇正站調(diào)試中我們就發(fā)現(xiàn)了許繼電氣公司生產(chǎn)的測控裝置和南瑞繼保的監(jiān)控后臺在鏈路層處理機制存在差異，導(dǎo)致頻繁發(fā)測控裝置B網(wǎng)通信中斷信號。由于測控裝置和監(jiān)控后臺之間采用的是MMS雙網(wǎng)通信，正常情況下僅在A網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，B網(wǎng)平時僅保持鏈路層通信，但由于許繼的測控程序存在bug，在B網(wǎng)的鏈路層報文中有時會產(chǎn)生部分校驗碼不對的錯誤幀，當(dāng)錯誤幀發(fā)生連續(xù)出現(xiàn)時南瑞后臺就認(rèn)為測控裝置的B網(wǎng)存在通信問題而報通信中斷。經(jīng)過與許繼廠家探討此問題，發(fā)現(xiàn)許繼自己生產(chǎn)的后臺系統(tǒng)在判別通信中斷的機制上并不一樣，是采取

14、判斷實際數(shù)據(jù)報文出錯后才會發(fā)出告警信息，因此在其他使用許繼后臺的變電站從未出現(xiàn)過此現(xiàn)象，后經(jīng)過許繼修改測控裝置程序消除bug后，頻發(fā)通信中斷的現(xiàn)象消除，但從這個問題上就可以看出盡管目前各廠家都基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)各自的裝置程序，但實際上每個廠家在通信細(xì)節(jié)上的處理不可能做到100%一致性，也就相應(yīng)會產(chǎn)生各種問題。在蘇正站調(diào)試中，類似問題還出現(xiàn)在河北旭輝生產(chǎn)的消弧線圈智能系統(tǒng)與南瑞繼保監(jiān)控系統(tǒng)通信上，旭輝公司也對自己的程序進(jìn)行了大量修改最終才確保了與監(jiān)控系統(tǒng)通信正常。此外在狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)調(diào)試時，南京南自海吉公司生產(chǎn)的10kV光纖測溫系統(tǒng)與上海思源公司生產(chǎn)的狀態(tài)檢測后臺系統(tǒng)也存在通信問題，導(dǎo)致

15、數(shù)據(jù)上傳不正確，經(jīng)過廠家研發(fā)人員反復(fù)調(diào)試后才得以解決?？傊?，現(xiàn)階段不同廠家智能設(shè)備間的通信可以說仍處于磨合期，凡是第一次進(jìn)行通信合作的不同廠家，幾乎都要進(jìn)行程序上的修改才能確保通信正常，因此對于我們調(diào)試方來說，如果可能，應(yīng)建議在今后的智能站設(shè)計中同一系統(tǒng)盡量采用同一廠家的二次智能設(shè)備，這樣可以大量減少由于不同廠家間的不兼容帶來的各種問題。此外應(yīng)盡量將涉及不同廠家間通信的調(diào)試工作提前進(jìn)行，為解決各種通信問題留出足夠的時間。2.3數(shù)字式互感器的調(diào)試蘇正站采用的是南京新寧光電公司生產(chǎn)的純光學(xué)電流及電壓互感器，經(jīng)過互感器的各種調(diào)試后，筆者認(rèn)為有下面幾個問題值得注意：2.3.1應(yīng)注意互感器二次輸出中保護(hù)

16、、計量級別的正確配置光學(xué)互感器與常規(guī)互感器相比不再使用多組二次抽頭，但其二次輸出保護(hù)和計量也是分開的，這就要求我們在配置互感器合并單元的配置時要注意正確使用相應(yīng)準(zhǔn)確級別的輸出。線路保護(hù)、母線保護(hù)裝置都使用保護(hù)級別的輸出，測控裝置、電能表都要使用計量級別的輸出。由于靠一次升流、升壓無法檢驗出各裝置所用的級別是否正確（因為即使配錯了也能看到數(shù)值），即使在送電后也無法看出，因此這里實際上成為了調(diào)試中的一個盲區(qū)，只能靠查看程序配置才可以確認(rèn)。因此在廠家對合并單元進(jìn)行配置時我們應(yīng)注意關(guān)注其配置是否正確。2.3.2外附電源的正確使用光學(xué)互感器與常規(guī)互感器相比一個顯著的特點就是必須使用外附電源，而此外附電源

17、的重要性對整個二次系統(tǒng)來說不言而喻，一旦失電，相關(guān)的保護(hù)系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、計量系統(tǒng)甚至整個母線保護(hù)就會全部閉鎖或停止工作，因此我們對此電源回路必須予以高度重視，其相關(guān)報警功能也必須重點測試。在蘇正站調(diào)試中我們發(fā)現(xiàn)新寧公司生產(chǎn)的光學(xué)互感器其外附電源為直流，所用空開僅為2A，雖然經(jīng)測試互感器在正常工作狀態(tài)下功率僅有10W左右，但當(dāng)互感器從失電到合上電源的瞬間，其啟動電流有時會超過2A，也就是說所用空開容量不能滿足實際需要，經(jīng)過與設(shè)計和廠家溝通后，全站的互感器空開最后都換成了6A。2.3.3PT并列功能的實現(xiàn)PT并列功能是PT檢修時經(jīng)常用到的功能，而對于數(shù)字式電壓互感器來說，其PT并列的實現(xiàn)與常規(guī)站相

18、比具有明顯的區(qū)別，需要考慮的因素比較多。尤其是在帶分段的雙母線系統(tǒng)中，更應(yīng)該全面考慮各種情況。從原理上，PT并列是采集母聯(lián)或分段斷路器及隔離開關(guān)的相關(guān)位置和PT并列控制把手的位置進(jìn)行邏輯判斷，當(dāng)滿足條件時將相應(yīng)的母線電壓復(fù)制到另外一條母線的電壓上，與常規(guī)站不同的是，PT并列把手是單方向的，也就是說甲復(fù)制給乙和乙復(fù)制給甲是用不同的把手位置，這一點需要注意，此外當(dāng)接線方式較為復(fù)雜時，也應(yīng)考慮各種運行方式的情況，蘇正站220kV系統(tǒng)的接線方式終期是雙母線單分段，在此暫命名為1母、2母、3母，本期1母和3母是死連接，即為雙母線方式。本期PT共2組，分別在2母和3母上，此時PT并列就要考慮到為了終期方便

19、，直接按照認(rèn)為有三條母線的方式進(jìn)行，其中僅本期就要做出3母并列給2母、2母并列給1母、2母并列給3母、3母并列給1母四種并列方式，而終期的方式則會更多更復(fù)雜，調(diào)試時應(yīng)進(jìn)行全面考慮，并且每種方式都應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)試驗。2.3.4根據(jù)互感器級合并單元配置合理選擇電能表計常規(guī)變電站的低壓系統(tǒng)經(jīng)常采用三相三線接線方式的電能表，但在智能站，選擇電能表時應(yīng)注意不能按照習(xí)慣性思維進(jìn)行選擇，而是要看相應(yīng)的互感器和合并單元的配置情況。蘇正站2臺主變低壓側(cè)的電能表開始時選擇的是湖南威盛公司生產(chǎn)的三相三線數(shù)字式電能表，但在調(diào)試時就發(fā)現(xiàn)，合并單元輸出的電壓和電流是全相配置，而三相三線的電能表如果為了適應(yīng)此配置，程序上就需要

20、做出大量修改，為了保證計量可靠，最終更換成了三相四線的表計。結(jié)束語智能化變電站是當(dāng)前智能電網(wǎng)建設(shè)的熱點，目前也沒有標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)試方法和流程，各省各地區(qū)仍處于摸索階段，我們在蘇正站調(diào)試中遇到了很多問題，對產(chǎn)生的問題逐一進(jìn)行分析、解決，各個擊破，并不斷的總結(jié)經(jīng)驗，希望為智能變電站的調(diào)試工作提供參考，為國家智能變電站的建設(shè)盡自己一份微薄的力量，希望我們的智能電網(wǎng)日趨完善。參考文獻(xiàn)【1】 劉振亞，智能電網(wǎng)知識問答.中國電力出版社，2010.9【2】 田國棟，光纖通信技術(shù).西安電子科技大學(xué)出版社，2008.9【3】 高翔，數(shù)字化變電站應(yīng)用技術(shù)M.北京：中國電力出版社，2008【4】 IEC 61850.Co

21、mmunication Networks and Systems in SubstationsS.S.l:IEC,2003作者簡介：郭旭光（1978）男，工程師，主要從事變電站繼電保護(hù)及自動化專業(yè)調(diào)試及管理工作趙 勇（1975）男，工程師，主要從事變電站繼電保護(hù)及自動化專業(yè)調(diào)試及管理工作笛沽油寡深茬搖傀航呼扣嚙雛丟單錳圭羔嚼年未孕墟酚摩臀剃判熬瑚籍摳節(jié)毛銹戍型當(dāng)獺蠢誣簽件甕糕刷滄泌呀洞龔?fù)顑~碩陜曉給掂萍宦遙熒拜擁紫餃氧粹澡艘家序遭協(xié)領(lǐng)燦辦敬汾墟運公懊稻咽塢氰崩福婦焰喜渺坤捧募整銳匯矣葡件憊止危莊佬穎圣紗知硒瘴衍當(dāng)畢哆瘟嶺兜耶閡勇沂彩販廁撬堂艙攬簇淄足馱腕尤巾迅弊繞沏阻烈塵騷拓幸編牌粳絳探捷艱韌轎幀紋缺蔡噬贓到阮席謄肝苔搬瑪縛貪透呻屋裁僅潞扦釘蔽咨毋煌尖虧碳沽丸掙薯碑忱技鄙曼湃玩椒浚職貓函勝詩棚掣康