智能化變電站繼電保護調試方法探討

嚴小玉

【摘要】近年來，隨著科技水平的不斷提高，智能化變電站技術的實現和發展是目前電網建設和變電站發展的方向。繼電保護作為變電設備中的重要組成部分，實現其數字化，智能化已勢在必行。本文針對智能化變電站繼電保護調試進行研究，對其調試現狀進行分析，并給出了相應的調試方法。

【關鍵詞】智能化變電站；繼電保護調試；智能電網

1 智能化變電站繼電保護調試現狀

智能變電站是以設備全智能化和測控全智能為基礎，具有變電設備的智能監控、供電安全的在線預警、薄弱環節的自動識別等功能。目前，智能化的一次設備（如光纖傳感器、智能化開關等）、網絡化

的二次設備、符合IEC61850 標準的通信網絡和自動化的運行管理系統，是智能變電站最主要的技術特征。智能變電站技術日新月異，發展速度迅猛。目前國內部分省份已經有投運的智能化變電站試點工程，擁有智能化變電站的繼電保護調試的相關經驗，但智能化變電站的繼電保護調試整體上仍處于摸索階段。

2 智能化變電站的繼電保護調試方法

針對智能化變電站缺乏調試經驗和必要的調試方法，通過對智能化變電站的相關技術、智能設備、網絡系統、傳輸規約等進行學習、研究、調試、總結，結合現場調試實際，將目前常規及數字化變電站的試驗方法進行改進，摸索出一整套適用于智能化變電站的繼電保護調試方法。研究符合數字化變電站實際需要的保護調試方案，必須與變電站整體調試緊密結合，與一次設備的調試試驗緊密配合，結合常規變的調試核心和智能變的新技術新應用的特點確定了以下幾個調試重點。

2.1 電子式互感器測試

電子式互感器即電子式電流互感器ECT，檢驗方案基本思路是利用大電流發生器作為電流源，標準TA 和電子式電流互感器ECT 串入電流回路，通過比較輸出來檢測電子式電流互感器。其中標準TA的變比和精度與電子式電流互感器一致，大電流發生器輸出額定電流流過ECT和標準TA，由ECT 經光纖引至合并單元，并由合并單元把電流信號數字量接入電子式互感器校驗儀，同樣，標準TA 的輸出電流變換為一個模擬電壓弱信號接入電子式互感器校驗儀。通過高壓發生器模擬一次電壓，電子式互感器校驗儀可以實時檢測EVT 輸出的數字量信號與標準TV輸出的模擬信號的變比是否一致，波形是否同步，從而完成電壓互感器的校驗工作。

2.2 變電站模型建立

包括智能電子設備、智能終端、SCD文件、ICD 文件、CID 文件、GOOSE、二次轉換器、合并單元等。智能電子設備（IED）包含一個或多個處理器，可接收來自外部源的數據，或向外部發送數據，或進行控制的裝置，以通信的方式向變電站間隔層傳遞數字采樣合并值。

2.3 通信網絡搭建及測試

數字化變電站模型建立之后就要開始進行通信網絡的搭建工作。通信網絡中最重要的設備是以太網交換機，它實質上也是一個智能電子裝置（IED），和保護裝置具有可相比的復雜性。變電站采用的交換機與普通工業交換機的區別主要是：1）任意端口均可組環，恢復時間<5ms/ 臺交換機；而普通工業機一般為200～300ms。2）強電磁干擾下零丟包；普通工業機無此要求。為提高變電站通信網絡的性能，需要采用優先級控制、GOOSE 報文以及VLAN 技術。以下歸納了常見的、對智能變調試流程有重要影響的問題：

1）110kV 母差保護跳閘不閉鎖線路重合閘問題。試驗現象為110kV 線路保護及母聯保護傳動正確后，進行110kV 母線保護傳動。模擬母線故障后，母差保護動作，110kV 各開關跳開，但線路開關經過延時后重合閘動作?？紤]到換硬件時間較長，因此修改110kV 線路保護的CID 文件，使其適應現場母差保護的要求。經過測試，試驗合格。

2）保護裝置采樣通道延時和采樣通道斷鏈問題。保護裝置會默認裝置開機時的第1 個采樣通道延時，如果延時發生變化則會報延時異常，保護采樣無效。并且保護裝置必須在合并單元之后上電，否則

保護的采樣會出現由于延時異常產生的角差。對于數字保護，如果采樣通道斷鏈，則閉鎖所有跟采樣相關的保護（類似于以前保護的CT、PT 斷線但不完全相同）。特別需要注意的是在線路保護縱聯通道聯

調由對側模擬故障時本側也必須通過數字保護測試儀加入0A 電流或者接上合并單元以保證保護采樣通道處在正常狀態。

3）雙套智能終端及斷路器保護閉鎖重合閘的問題。當一套智能終端閉鎖重合閘時，例如當線路高抗非電量電纜直跳或者就地手分時需要閉鎖本斷路器保護的重合閘，同時還要閉鎖另一套保護的重合閘。本裝置的重合閘閉鎖功能由智能終端直接通過GOOSE 上送給本套斷路器保護，另一套的重合閘閉鎖時通過硬接點開出給本套智能終端的開入然后通過GOOSE上送給本套斷路器保護。

4）壓板的問題。數字保護不同于傳統保護，不設硬壓板，出口全部由軟壓板實現。而智能終端有出口硬壓板。所以在傳動進行壓板驗證時必須同時驗證保護出口軟壓板和智能終端出口硬壓板的正確性。數字保護的檢修狀態壓板不同于傳統保護，不但具有屏蔽信息上送后臺的功能，還有閉鎖保護的功能。具體功能為，保護或智能終端只接收跟自己檢修狀態相同的采樣和GOOSE 開入，既同為檢修狀態或同不為檢修狀態時相互信息可起作用，狀態不一致時不起作用。在調試時也必須驗證此功能的正確性。

3 調試方法的創新點

3.1 使用傳統實驗儀進行數字式保護裝置調試方法

數模轉換，在常規變電站調試保護裝置時，可直接將試驗臺輸出的模擬量加入保護裝置進行模擬故障；而智能變必須要經過一個模數轉換設備將模擬量轉化成數字量，再進入合并器，然后再由裝置進行模擬故障實驗。就可以完成模擬量輸入工作，使用常規實驗儀正確輸入故障量再結合常規主變保護裝置的調試方法，即可完成保護裝置的調試工作。

3.2 光口對應表

裝置背板上光纖口有很多，每個光口功能都不一樣，調試員很容易會記混，針對該問題編制了光口對應表，具體到哪塊板卡的哪個口，該光口的用途、光纖的編號與衰耗等重要信息，方便了現場調試與投運后智能變電運行維護。結合光口對應表及智能變光纖集中分布的特點分門別類有針對性的給智能終端、合并單元、保護測控裝置、交換機后的光纖做好標識，與光口對應表一一對應。在標識上標明起點、具體位置、終點、承載功能。相應的，也為相關網線等做好標識。清晰明了，便于調試維護。

4 結論

通過此種系統完善的智能化變電站調試方法，使繼電保護調試人員的整體技術水平、調試能力得到提高。提高了工作效率，為企業節約了大量資金，創造了良好的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]喇青. 關于智能化變電站與傳統變電站繼電保護的對比[J].科技創新與應用.2012（31）

[2]趙春利. 基于IEC61850標準數字化變電站繼保測試系統研究[J].硅谷.2012（15）

[3]劉力剛. 數字變電站繼電保護調試驗收探討[J].企業技術開發.2011（22）