关于智能变电站的二次设备调试与检修

王正阳

（国网江苏省电力有限公司 盐城供电分公司，江苏 盐城 224005）

1 智能变电站

智能变电站采用的智能化设备具有低碳、环保、可靠、集成以及先进等特点，通过标准化信息平台和一次设备参数标准化、数字化实现智能化、自动化。智能化变电站二次系统的主要特点有以下3点。一是信息交换标准化、系统实现高度集成化。该系统的结构较为合理，能够实现与控制中心的无缝通信，使得在采集设备的状态特征量时不会出现盲区，快速完成系统的配置和维护。二是对控制系统进行保护，实现自动控制的操作，使得采集的电流、电压全部自动化，将所有的数据信息进行高效集成，从而促进了二次系统的不断优化与整合，更加充分的共享数据。三是认真分析决策的在线化。对各设备进行在线监测，有效获得智能电子设备的信号回路状态、动作信息、协议智能电子设备（Intelligent Electronic Device，IED）故障、电网状态等。

2 研究智能变电站二次设备调试与检修的现实意义

智能变电站可以独立完成各项信息内容的采集、测量、计算以及调控等各项工作。根据国内电网的总体发展，近年来智能变电站的使用日益普及，需要做好二次设备的调试和检修工作。通过对二次设备进行调试和检修，使其性能达到一定的要求，从而对一次设备进行正确的检测、控制、保护以及调试，以确保智能变电站的稳定运行，为用户供电，满足人们的生产和生活需要[1]。

3 智能变电站二次设备调试与检修要点

3.1 二次设备调试

（1）测试仪调试。由于保护测控仪的输入接口采用了全数字化的方式，所以在二次设备的测试中，必须使用数字光电仪表。

（2）继电保护设备性能测试。继电保护设备性能测试是一项非常复杂的工作，其主要工作包括以下几个方面：一是对特定的应用软件进行文档化的记录；二是检查定时功能，保证其符合使用规范；三是检查软压板和硬压板的特殊性能；四是详细测试操作值和操作时间；五是检查作业报告的规范化，发现问题，立即查明问题产生的原因，并采取措施解决问题；六是检验发送和接收面向通用对象的变电站事件（Generic Object Oriented Substation Event，GOOSE）消息的功能等。继电保护设备性能测试明确工作内容，并按照相关的规范和标准进行，以确保各种检测的合理性。防止测量结果的偏差，从而影响到智能变电站的正常工作。

（3）测控设备性能测试。测试和控制设备的性能主要包含以下几个方面：对特定的应用软件进行录制、时间功能校验、检验同步合闸的表现、测试取样是否准确以及检验五防锁定逻辑性。

（4）合并单元性能测试。测试合并单元是一个很复杂的工作，在具体的测试流程中包含了以下内容：一是在特定的操作过程中，检修单元的自我诊断能力；二是校验开关和并联的电压，如有故障，应立即进行调试；三是对合并单元在使用过程中发生的错处等进行分析；四是分析智能变电站应用的网络记录设备，并对分析报文的特定形式。

（5）智能终端性能测试。智能终端性能测试的关键部分如下：一是分析采样信息的通信服务（Sampled Value，SV）报文出现中断的原因，找出问题的根源；二是合理测试SV数据传输和接收的准确性；三是对报警进行校验，一旦有问题，终端就会发出警报；四是在特定应用过程中合理地测试GOOSE切换量的延迟；五是测试操作时间等。在实际的测试中，要对每个项目进行详细的测试和分析，并对其进行合理的测试，以保证其功能的充分发挥。

（6）部分监测测试。部分监测测试内容如下：一是以监控后台为依据，检查智能变电站的监测画面能否达到操作要求，并对每一项内容进行了详细的说明；二是检验每个区间的遥测数值是否正确；三是在遥信出现后，能否及时发出警报窗口，同时所使用的光子板是否清楚显示信息。

3.2 二次设备故障检修

3.2.1 保护设备检修

在实际使用中，保护设备会发生故障，须找出原因并向相关的调度部门报告，经调度部门批准后再启动。当保护设备重新动完毕后，检查其能否正常使用。如果能正常使用，那么有关工作人员将跳闸处的软压板恢复到正常工作状态，并向有关的调度部门报告。如果工作状态没有恢复，那么向相关的调度员和检修人员汇报，并根据调度员的指示，对保护设备进行特殊的操作，以保证正常工作[2]。

3.2.2 智能终端检修

在使用过程中，如果智能终端发生故障，那么工作人员要首先找出问题的根源，并向相关的值班调度人员汇报。在征得调度员的同意后，重新启动智能终端。在此过程中，要做好安全防护工作，一旦启动，就会将智能设备的情况及时反馈给相关的调度和检修人员。

3.2.3 合并单元检修

在实际操作过程中，检修人员对所有的异常信息进行分析。在特定的操作中，对合并单元的故障进行细致诊断，对同一时刻的取样数据进行分析，可以在使用过程中及时发现故障，并择机处理。

4 智能变电站二次设备调试问题分析

在智能变电站和二次设备的操作中，应按实际情况进行相应的调试。针对目前智能变电站二次设备的调试，有以下几个方面的问题。

4.1 智能变电站二次设备调试流程问题

在智能变电站二次设备的调试中，由于各子设备的调试方法不尽相同，各有不同的调试程序，须严格按照相应调试程序进行二次设备的调试，以确保二次设备的调试工作的合理性和科学性。但是，由于一些工作人员不了解调试过程的功能，盲目根据自己的工作经历进行调试，造成了二次设备调试过程中出现一系列问题。

4.2 智能变电站二次设备调试接线及安全措施

在智能变电站二次设备的调试中，为有效检验二次回路的完整性和运行的可靠性，二次设备的仿真应该是基于二次设备的故障输入。目前，智能变电站二次设备安全防护措施的重点是投退保护软压板以及插拔网络光纤[3]。

5 智能变电站二次设备调试问题的解决对策及检修

针对上述问题，提出了一些解决对策与方法，具体如下。

5.1 规范并遵循二次设备调试流程

智能化变电站二次设备的调试与传统的二次设备的调试有很大不同，因此在二次设备的调试中，必须对二次设备进行联合调试。联调测试就是根据变电站现场的工程结构，对变电站内的有关设备进行集中合并，并以此为依据进行工程应用测试。在进行联合调试时，应考虑到变电站内各个设备的配合度、技术性能和网络协议等方面的合理性。因此，要从根本上保证二次设备的调试工作的科学性，必须严格遵守有关的调试程序，并对运行中出现的问题进行改进。

5.2 从有关MU合并器的检修作业角度进行改进

借助于对小电压电流互感器装置的模拟，智能变电站一次施加电流信号以及电压信号数值能够借助于交流信号的模拟方式予以实现。从这个意义上讲，变电站输出的模拟电压信号和电流信号指数都是一致的。合并单元（Merging Unit，MU）在满足上述前提的情况下，可以可靠地接收到在正常工作状态下的输出电流和电压信号。该部分所接收的电压和电流信号都可以汇通全球定位系统（Global Positioning System，GPS），从而达到同步传输信号。基于信号同步，可以比较两个信号的相位进行信号同步的可靠性判断。

5.3 从有关电子互感器采集器的检修作业角度进行改进

在智能变电站的正常工作条件下，取样器采集的数据精度主要取决于差动保护的性能。而在智能变电站，由于其电流极性指数具有更高的灵活性，可以在MU设备中实现灵活调节。但是，根据MU设备对变压器电流的极性进行调节，会对后期二次设备的检修工作造成不利的影响，因此须提前制订有效的标准规范。同时，在二次设备停电检修期间，采用一次电流控制对变压器的变比指标进行有效的检修。通常，当二次电流方向和潮流方向呈现一致时，表示极性端就是线路侧的位置[4]。

6 故障处理措施

6.1 保护设备

在保护设备出现故障时，应及时发现故障的原因，并向调度报告。在重新启动前，须从保护中退出，并进入检修状态。重新启动后：如果设备的故障消失，那么保护会继续并向调度报告；如果不能修复，那么须向调度和检修部门报告，并按照调度指示调试保护模式。

6.2 智能终端

一旦智能终端出现故障，就及时发现故障的原因并向调度报告。在重新启动前，须从保护中退出并进入检修状态。当重新启动后：如果设备的故障已消除，将关闭开关的出口压力恢复，并向调度报告；如果不能恢复，须向调度报告，告知检修部门，并严格执行调度命令，调试保护运行模式。此外，当智能终端出现故障时，保护系统会记录一次设备的工作状态，防止其功能受损。因此，在此情形下，不应更改设备的实际状态。

6.3 交换机

在开关出现故障时，应及时发现故障的原因，并向调度报告。如果在检查结束后判定开关出现故障，调度人员确认并允许后重新启动，并向调度报告重新启动的程序和结果。若启动后无法再启动，则需按调度指示调试保护模式，并告知相关检修单元。

6.4 逻辑错误

逻辑上的错误主要表现为逻辑上的寄生逻辑和逻辑不完整。若在操作中采取相似的措施，则会造成保护设备的误启动、误收，严重时会造成误动作或拒绝动作。为了解决这个问题，必须在设备的验收和检修中严格控制，保证所有的保护回路都能得到有效的检验。如果在使用中出现这种问题，那么在处理时要采取有效的安全措施，如果需要，就取消保护功能，修正故障逻辑。

7 智能变电站二次设备的检修

在正常运行中，智能变电站二次设备检修应根据故障、设备正常运行、存在故障等采用不同的检修方法，并根据设备状况将故障进行归类和检修，以确保检修工作的顺利进行。另外，在对智能变电站二次设备进行检修时，要根据其工作性质，从本质上对其进行分类。对变电站进行分级，以提高维护工作的有效性，确保变电站安全运行。此外，检查过程中发现的问题，分析故障产生的原因，并根据故障原因和有关工作指示，进行相应的调试和检修[5]。

在实际运行中，智能变电站的二次检修工作主要有以下两点。一是从MU并网机设备的检修角度进行检修。在智能变电站的交流电源（Alternating Current，AC）信号源输出模拟电流和电压信号指标处于一致的相对位置时，通过GPS将模拟电流和电压信号进行同步传输。在实际工作中，通过信号同步的方法可以判定信号是否同步。二是从电子变压器采集设备的检修角度进行检修。在智能变电站正常工作时，采用微分电流互感器的差动保护性能对采集到的取样值数据产生重要影响。

8 结 论

智能化变电站具有智能化、科技化、数字化的特点，为电气系统的安全、稳定运行创造了良好的条件。然而，电气系统的安装和调试难度较大，专业要求也较高。在实际应用中，它的运行稳定性会受到二次设备的影响。为此，电力公司有关部门要加强对二次设备的调试和检修工作的关注，并根据现场的实际情况对二次设备进行检修，以确保电气系统的可靠运行。