智能变电站自动化系统调试常见问题及解决方法探讨

张善鎏　黄超　王晓辉

摘 要 随着以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求的智能变电站技术不断快速发展，各个地市新建变电站主推110kV、220kV智能站。根据智能站的采集、传输等方式与常规站存在较大的差异化。对继电保护人员的保护调试工作能力提出更高的要求。本文结合多个220 kV、110 kV智能变电站现场投运前单体调试和联调工作进行总结。针对调试过程中存在的问题进行探讨，提出了相应的解决方法和建议，对提高智能变电站的二次系统调试效率，推动智能化技术的发展具有一定的重要理论和现实意义。

关键词 智能变电站 调试 解决方法

0引言

随着电力用戶对供电可靠性和供电质量的更高要求，坚强智能电网规划提出，将分三个阶段推进“坚强智能电网”的建设，其中现在已处于第三个阶段：2016年至2020年建成统一的“坚强智能电网”。到2020年，将全面建成统一的“坚强智能电网”，实现新建变电站智能化100%，原有智能化改造率达到50%左右，全国改造原有变电站5000座左右。使电网的资源配置能力、安全稳定水平、以及电网与电源和用户之间的互动性得到显著提高，使“坚强智能电网”在服务经济社会发展中发挥更加重要的作用。所以智能化变电站的推广势在必行，其数量随新站规划而不断增长。但继电保护人员对智能设备的调试水平参差不齐，各个厂家保护设备也有所差异，对继电保护人员的保护校验水平提高提出一个新的挑战。

1智能变电站特点

1.1一次设备的区别

常规站与智能站一次设备：以电子式互感器替代电磁式互感器，在AIS＼GIS常规站的基础上更换成光CT和光PT，智能终端就地化，减少二次电缆使用量，取而代之为光缆。利用光信号进行传输，提高信号传输的稳定和可靠性。避免了在变电站使用电缆传输过程中而受到的电磁干扰的影响。但使用光纤通信也对此提出要求，应保证光纤的质量和安装工艺时的熔纤水平，防止光纤损坏造成光纤传输质量不满足验收、投运标准。

1.2二次回路的区别

（1）常规变电站的二次回路有两种：直流回路和交流回路。直流回路的功能主要为控制、保护逻辑、信号等。交流回路的功能包括保护、测量、计量等。智能站：一次设备与保护、测控之间的电缆被光缆所取代，由模拟信号转变成数字量。从合并单元开始转化成光纤在保护、测控、交换机之间传输。这也是智能站最大的一个特点之一，从而使测试方法、思路、工具和图样等发生了根本性变化。

（2）电缆中传输的直流信号（正电压/负电压/地电压）和交流信号（CT、PT二次电流、电压）被网络中传输的报文取代，过去用于实现保护逻辑的继电器硬件回路被微机保护装置中的软件程序所取代。

（3）跳闸方式发生了变化，保护装置出口、功能压板采用软压板方式进行投退，取代传统站的硬压板。

（4）GOOSE、SV输入输出信号都是网络上传输的量，与传统屏柜的端子存在对应关系，这些信号的逻辑连接点称为虚端子。

1.3通讯方式的区别

常规站采用的站内集成商设定的通讯规约，如站内103、CDT；站外：DISA＼IEC101＼ IEC104

智能站：

（1）站内采用的IEC61850通用规约；站外采用61970，但福建地区与主站通讯保持与常规站一致。

（2）程序化操作，IEC61850的应用使保护等二次设备具备远方操作的技术条件。

（3）二次系统网络化，安全措施发生变化。

（4）自动化、保护专业逐渐向大二次系统专业融合，运行、检修规范发生变化。

（5）调试方法发生变化，需要网络联调，使用的试验仪器设备发生变化。

另外，可以借助图形最直观的发现几大不同：（1）设备分类不同；（2）网络结构不同；（3）设备配置不同；（4）信息采集及传输方式不同；（5）通讯规约不同（见图1）。

2智能站二次设备调试内容

2.1智能变电站测试工具

与传统站的相比较，由于采样、传输方式的差异导致保护检验所用的仪器也大相径庭。不能再使用电信号给保护装置加量。站内的三层两网、虚端子的引入要求改变回路的检测方式。 本文列出在智能变电站保护校验中所需的一些常用设备，主要包括以下设备：数字继电保护测试仪、光电转换器、电子式互感器校验仪、标准时钟源、时钟测试仪、光功率计、激光笔、 误码仪、可变光衰耗器、网络记录分析仪、网络测试仪、分光器、数字式万用表、对应型号口的光纤等。

2.2测试前的准备工作

根据需要编写安全措施票，特别要注意的检修压板投退顺序。准备好全站SCD 文件和装置人CID文件。熟悉检修间隔的虚端子定义。理清SV采样值报文的格式，即额定延时、电压、电流通道的定义，查明GOOSE 报文的格式，即虚端子数据集的定义及对应关系。掌握全站网络结构和交换机配置。

2.3单体调试

（1）合并单元。通过合并单元校验仪对采样正确性进行验证，包含了极性、幅值以及相角，对配置的正确性进行检查，确保其与设计保持一致性，对电压的切换功能和电压并列功能进行验证，检验对时功能；验报警功能；做好程序版本的记录。

（2）智能终端。利用数字继电保护测试仪对检修间隔的GOOSE 报文功能进行验证； 验证报警功能；分析输开入/开出量接点功能；做好程序版本的记录。

（3）保护装置。借助数字继电保护测试仪对SV的双AD采样的功能与精度进行检查；检查并检修压板功能；验证各项保护的逻辑；做好程序版本的记录。

（4）测控装置。对采样功能和精度进行检查；验证间隔五防闭锁的逻辑功能；验证对时功能；做好程序版本的记录。

2.4 SV采样回路

将电流与电压添加到互感器的二次绕组位置，对合并单元采样的正确性进行验证，检查其能够正确的传递到相关的智能二次设备中，从而将SV 报文正确的接收并显示出来。如果在现场具备条件，也可以通过一次的加压或者是通流这样的手段来进行全面的检查。

2.5单体联调

智能站的保护校验包括常规逻辑校验和智能站特有逻辑校验其：检修不一致、断链、双AD不一致、双AD无效。配置流程是调试流程前提，只有装置下载配置文件工作完成后，才能开展调试工作。通过结合合并单元、智能终端进行单体联调，保证在特有逻辑校验前提下的保护装置正确动作。

通过模拟各种典型的故障类型，在检查系统的传动保护时需验证几项功能：传动保护的动作是正确的；智能操作箱的动作是正确的；监控后台正确显示出保护动作的相关信息；在各个不同的保护之间，其连闭锁信息是正确的。如果现场拥有条件，其保护传动可以直接带开关来进行，这样就会增大考察范围，确保其更加的全面。

2.6监控部分

基于监控后台这一中心，其检查功能包含：在绘制监控画面时，能否满足运行的要求；各间隔的遥测值是否能够满足正确性的要求；当上送遥信信号的时候，是否从告警窗报出，在光字牌上能否完全的显示；SNTP是否能准确对时；遥控操作各个间隔的遥控开关刀闸；同期功能能否有效、正确。

3现场二次系统调试常见问题及解决方法

3.1智能变电站保护装置校验二次措施问题

（1）问题描述：在常规微机保护装置进行单体校验时，为了不影响与之相关的运行设备，并造成误动作，一般采取以下两种措施：①打开跳闸硬压板；②在端子排挑开跳闸线滑块。这种方法在智能站中不再适用，智能保护装置靠一根光纤传送所有GOOSE信号，面板上只有“检修状态” 硬压板。

（2）处理过程：一般不建议采取拔掉GOOSE信号光纤的方法隔离保护装置，因为光纤及其接头在插拔过程中易损坏，一旦损坏需要重新敷设光纤，造成不必要的浪费。因此采取后台投退软压板的方式投退跳闸功能，这与传统的硬件隔离方式不同，为防止软压板操作的不可靠性，需要在与当前操作的保护装置相关联的液晶屏上查看相关功能退出报文，查看报文无误后可以确定该功能确已退出。

（3）建议：以上处理方法也存在一定的弊端，运维人员不能直观地进行二次措施布置及檢查二次措施恢复情况。建议智能装置厂家在装置面板上增加液晶屏或信号灯，以显示装置内部软压板投退情况，方便保护及运维人员对二次措施的布置及检查。

3.2智能站保护配置文件管理问题

（1）问题描述：智能站与常规站不同，没有保护装置原理图和设计蓝图，所有保护配置和原理都通过 SCD 文件（全站系统配置文件）实现。它包括所有间隔层、过程层和站控层的通信及保护测控装置的电流电压、开入开出，是智能站二次调试人员和运行维护人员最重要的资料。因此，就需要将SCD 文件与常规站二次竣工图样等同管理。

（2）处理过程：一般情况下，SCD文件由二次运检班组设立单独的专用计算机进行存储，需要时使用专用U盘进行拷贝，在日后运行维护过程中如需修改，则在相应现场工作完成后，将修改后的SCD文件备份到专用计算机中。

（3）建议：为了使智能站配置文件管理更加可靠，建议使用专用服务器将各班组留存的SCD文件统一备份、管理。当班组内用于存储SCD文件的计算机发生故障时，通过查阅客户端、下载服务器中的文件，可以大大提高文件管理的可靠性。

4结束语

智能电网技术是电力系统的一次技术革命。智能变电站二次系统整体架构和配置的变化必然引起运行、维护和管理方式的变化，同时对运维人员的理论和技术水平也提出了更高的要求。本文基于作者经历的几个智能变电站调试经验的积累基础上，总结出一套比较完整的二次设备调试流程，同时对调试过程遇到的常见问题也进行了逐一分析，希望对智能站的调试及工作人员的培训有所帮助。

参考文献

[1] 国家电网智能化规划总报告[R].国家电网公司，2010：49-50.

[2] 高翔.智能变电站技术[M].北京：中国电力出版社，2012.

[3] 王倩，赵光远，华勇.智能变电站二次系统调试方法研究[J].制造业自动化，2013（18）：100-102.

[4] 王鹏程.智能变电站的二次系统调试[J].科技创新与应用，2014（02）：139-140.

[5] 周健，高晓军，刘大伟.智能变电站继电保护调试方法及其应用探析[J].中国电业（技术版），2013（04）.