變電站自動化系統調試技術的研究與創新

郝 強，趙友鵬，吳克斌，陳潤晶，姜麗娜

（國網丹東供電公司，遼寧 丹東 118001）

變電站自動化系統調試技術的研究與創新

郝 強，趙友鵬，吳克斌，陳潤晶，姜麗娜

（國網丹東供電公司，遼寧 丹東 118001）

變電站自動化系統調試是變電站調試的核心與難點，調試難度大，不確定因素多，工期較長，調試質量直接關系到以后變電站的安全穩定運行，根據多年來從事變電站自動化系統現場調試經驗，緊密結合生產實際，從遙信量調試技術、遙測量調試技術、調試指導思想、疑難故障原因查找方面進行深入研究，取得了多項創新成果。這些新成果在多座220 kV和66 kV變電站調試現場應用，發現并解決了設備隱患和存在的問題，提高了調試效率，保證了調試質量。

變電站；自動化系統；調試技術；遙測；遙信

變電站自動化系統調試難度大，不確定因素多，工期較長。變電站自動化設備種類多，提供成套設備的生產廠家有10多個，如果加上生產消弧線圈、SVQC、直流屏的廠家會更多。變電站自動化技術更新快，從微機遠動、微機保護到綜合自動化變電站的不斷完善，發展到現在智能化變電站的出現及普及［1－2］?，F有資料有關變電站自動化系統調試的，大都只談一般性的方法，創新點不多、實踐指導性不強［3－7］。

變電站自動化系統調試是變電站調試的核心與難點，能否優質、高效完成變電站自動化系統的調試，關系到能否按時完成繁忙的新建、改造變電站的任務，關系到以后變電站的安全穩定運行。

1 遙信量調試技術研究與創新

1.1 遙信信號分類理論

現有的電力系統遠程監控原理將遙信信號分為斷路器、隔離開關位置信號及保護、自動裝置動作信號等（如圖1所示），僅是針對硬接點開入的信號，已不能滿足生產實際需要［8］。

圖1 傳統遙信信號分類

根據遙信信號不同的特點，將遙信分為實遙信和虛遙信，實遙信就是傳統的硬接點遙信信號，虛遙信是微機軟件判斷產生的信號，包括微機保護裝置通過報文上送的各種保護動作信號，遠動通信管理機產生的通信中斷信號及軟件合成信號等。虛遙信分為反應狀態信號和瞬動信號（如圖2所示）。

圖2 創新后的遙信信號分類

在這一理論的指導下，根據遙信信號不同的特點進行檢驗。調試時發現某公司的產品不區分反應狀態信號和瞬動信號，如主變差動保護TA斷線信號就是反應狀態的保護信號，保護裝置檢測到TA斷線時，發出TA斷線動作信號，同時閉鎖差動保護，故障還存在，但又立即發出TA斷線的復歸信號，造成誤判，廠家修改程序解決了該問題，保護裝置檢測到TA斷線故障消除后，發出TA斷線復歸信號。調試時還發現另一公司綜合自動化裝置，發出瞬動保護重合閘動作信號，不是立即返回，而是30 s后返回，從理論上分析，重合閘動作1次后要經過20 s充電時間，在余下的10 s如果再次發生故障，將不上報重合閘動作信息，廠家修改了程序，重合閘動作后立即發出復歸報文。該自動化系統投運后不久，1條線路就發生了短路故障，瞬時速斷保護動作，斷路器分閘，重合閘動作，斷路器合閘，但25 s后，該線路又發生永久性故障，保護正確動作，后臺監控和主站報出信息正確，實踐證明了判斷的正確性。

1.2 遙信去抖時間設置［9］

針對硬接點在變位過程抖動，大多采用軟件去抖濾波的方法，即在軟件中設計1個“遙信去抖時間”（如圖3所示）。在遙信瞬時變位后，若在“遙信去抖時間”內，遙信信號返回，則認為是干擾信號，而不是真正的變位信號。但這一時間設置多長合適卻沒有介紹，許多國內知名廠家自動化設備給出的默認值都不合適。遙信去抖時間長短的設置很重要，時間太短可能接點抖動，多報變位信息，過長則可能將正常的變位當作抖動去掉。永久性故障時斷路器變化最快的跳、合、跳過程，從斷路器合閘到保護立即動作再到斷路器分閘需30 ms左右，根據故障錄波器記錄的開關量動作時間計算，保護裝置瞬動接點動作返回時間在55～65 ms，綜合考慮以上情況，一般遙信去抖時間設置為20 ms是合理的，其他特殊遙信需要單獨設置。如控制回路斷線信號是監視斷路器控制回路完好的重要信號，但在斷路器分合過程中，瞬間會發出控制回路斷線信號，可根據實際動作返回記錄的SOE時間計算取整設置，一般設置為100 ms。很多自動化設備生產廠家將控制回路斷線信號去抖時間設置為10 s，雖然去掉了斷路器分合過程中多報的控制回路斷線信號，但卻忽視了生產實際存在的問題，由于斷路器分合過程中震動等原因，長時間運行將造成回路中螺絲松動、接觸不良，控制回路斷線信號過一段時間動作幾秒后返回，若設置時間過長，則可能將正確反映控制回路接觸不良時發出的信號當作抖動去掉。

圖3 遙信去抖時間

遙信去抖時間設置很關鍵，從理論和實踐分析可以看出，一般遙信去抖時間設置為20 ms，其他特殊遙信需要單獨設置，控制回路斷線信號根據實際動作返回記錄的SOE時間計算取整設置。

1.3 通信中斷信號調試方法

通信中斷信號是變電站自動化系統必不可少的信號，可發現通信線和裝置通信接口硬件故障和裝置CPU死機故障，但完成1個通信中斷動作復歸需要約6 min，1個中等規模的二次變，一般都A、B雙網配置，通信中斷信號至少50個，全部做完至少需要300 min，如果在每個通信中斷動作、復歸時間內繼續對試其他信號，則容易產生干擾和錯誤，影響對試質量。通過研究發現通信中斷信號從拔網線頭開始到裝置通信中斷信號動作發出約需要5 min，通信管理裝置有個判斷過程，但恢復很快，一般立即就報通信中斷信號恢復。因此，可以集中做通信中斷信號，先依次將各網線頭拔出，全部通信中斷信號會在約6 min后發出，后臺和集控站將依次看到各裝置的通信中斷信號，然后插上1個網線頭就對一下信號，10 min內可完成對試。

2 遙測量調試技術

2.1 溫度量調試

精確地改變熱電阻所測的溫度不容易做到，通過研究發現熱電阻阻值和溫度的關系不是線性關系，但可通過查分度表查出常用的Pt100電阻53℃時對應的阻值是120.55 Ω（如表1所示）。熱電阻可通過串聯標準電阻的方法精確地計算出溫度變送器和測控裝置的誤差。

2.2 遙測誤差計算方法

1個變電站上百個遙測量疊加，然后計算誤差，需要花費很多時間。變電站電壓等級不同，各線路可選擇不同的TA變比，計算的遙測量有很大差異，通過編寫遙測誤差表解決了該問題，遙測誤差表如表2所示。

表1 Pt100工業鉑電阻分度值（部分）

表2 遙測誤差表（部分）

遙測誤差表給出了0.5級和1.0級2種等級誤差數據，可同時滿足現場RTU和調控中心對精度的要求。

通過表2給出的誤差范圍，可看出后臺和調控中心的數據是否滿足精度要求，加快了遙測量的檢驗速度。

表2中的電流和電壓可根據需要改變，數據可根據編好的公式自動改變，以適應現場不同電壓等級、多種TA變比的需要。

3 調試指導思想

先依次選擇不同型號的裝置進行試驗，發現問題特別是程序問題及時改正，然后再全面試驗，這樣可以避免改程序后的大量重復工作。

聯調試驗盡量模擬實際。如帶斷路器傳動時，每條線路模擬1次永久性故障，斷路器有1個跳、合、跳的過程。經過這樣的檢驗，變電站運行后的各種故障，自動化系統都能正確反應。

熟練掌握設備的操作方法和性能原理，對不同特點的設備有針對性地檢驗。例如四方公司轉發SOE需要單獨的轉發表，實際做的信號才會發SOE，應注意和調控中心對試時每個遙信信號都是實際做出，并對試每個遙信的SOE。

4 疑難故障原因查找［10］

當與主站對試時，主站收不到信息或收到的信息不正確，檢查現場通信管理機中的設置和主站庫的設置，如果都沒有問題，則很難判斷出故障原因，只有通過錄取報文，分析是現場原因還是主站原因，一般都是深層次程序的原因。

5 結束語

這些研究成果在新上和改造的220 kV和66 kV變電站調試現場應用，取得了很好的效果。發現并解決了多個知名大公司設備存在的問題，如遠動機在模擬事故跳閘時漏發遙信變位、主站101規約下發的報文錯誤和104規約接收程序有時丟遙信變位等廠家設備的嚴重缺陷，保證了調試質量，提高了調試效率，優質、高效地完成了多座變電站自動化系統的調試。

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［5］胡長捷，陳朝紅，周 圍.RCS－9000綜合自動化系統內部通信問題［J］.東北電力技術，2008，29（7）：47－50.

［6］黃益莊.變電站自動化技術的發展方向［J］.繼電器，2008，36（6）：1－4.

［7］方 汀，王 寬，陳佑健.變電站綜合自動化系統現場調試若干問題闡述［J］.電力系統保護與控制，2010，38（3）：118－121.

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［10］廖澤友，蔡運清.IEC60870－5－103和IEC60870－5－104協議應用經驗［J］.電力系統自動化，2003，27（4）：66－68.

Research and Innovation on Debugging Technology of Substation Automation System

HAO Qiang，ZHAO You?peng，WU Ke?bin，CHEN Run?jing，JIANG Li?na
（State Grid Dandong Power Electric Supply Company，Dandong，Liaoning 118001，China）

The debugging of substation automation system is the core and difficulty，it is difficult and duration is longer.The quality of debugging is directly related to the safe and stable operation of substation.According to debug experiences including debugging technol?ogy of remote signal，debugging technology of remote measurement，the guiding ideology and lookup technology of difficult fault，many innovative achievements are obtained.The debugging technology are applied in many 220 kV and 66 kV substations and achieves very good results.It solves many problems of domestic well?known protection automation equipment.The innovative achievements im?prove the efficiency of debugging and ensure test quality.

Substation；Substation automation system；Debugging technology；Telemetery；Telesignalization

TM63

A

1004－7913（2015）12－0036－03

郝 強（1978—），男，學士，高級工程師，高級技師，從事變電站保護自動化、調度自動化研究工作。

2015－09－15）