0 引言
智能電網(wǎng)是世界電網(wǎng)發(fā)展的方向，智能變電站是智能電網(wǎng)的樞紐和核心。智能變電站采用先進、可靠、集成的智能化設備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡化、信息共享標準化為基礎，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和檢查等功能，其特征是一次設備智能化、二次設備網(wǎng)絡化、通信平臺標準化。
1 智能變電站結(jié)構(gòu)
IEC 61850 是電力系統(tǒng)自動化領域全球通用標準，它規(guī)定了從產(chǎn)品設計制造、工程集成、項目管理、設備運行維護等項目環(huán)節(jié)中信息交換的標準化方法。IEC 61850 標準體系通過對變電站自動化系統(tǒng)中的對象統(tǒng)一建模，采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)和獨立于網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的抽象通信服務接口，解決了變電站自動化系統(tǒng)設備的互操作性和協(xié)議轉(zhuǎn)換問題，使變電站自動化設備具有自描述、自診斷和即插即用的功能，使不同廠家的設備之間可以無縫連接，方便了系統(tǒng)集成，降低了工程費用 [1]。
智能變電站按照 IEC 61850 標準，采用 3 層兩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，3層即站控層、間隔層和過程層，兩網(wǎng)即站控層網(wǎng)絡和過程層網(wǎng)絡，智能變電站層架構(gòu)如圖 1 所示。站控層設備主要包括監(jiān)控主機、操作員站、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關、數(shù)據(jù)服務器和綜合應用服務器等，間隔層設備包括保護裝置、測控裝置和故障錄波等，過程層設備包括智能終端、合并單元和智能組件等。過程層設備將交流模擬量、直流模擬量、狀態(tài)量就地轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，通過過程層網(wǎng)絡把數(shù)字信號傳輸給上層，并接受和執(zhí)行上層下發(fā)的控制命令。間隔層設備采集本間隔一次設備的信號、控制操作一次設備，并通過站控層將相關信息上送給站控層設備和接受站控層設備的命令。站控層可實現(xiàn)對全站一、二次設備進行監(jiān)視、控制以及與遠方控制中心通信。
2 工程概況
廣州 110 kV 美林站按智能變電站設計，于 2021 年 1 月投運，一次建成 3 臺 63 MVA 主變，3 回 110 kV 進線，采用線變組接線，10 kV 出線 48 回，單母分段接線，電容器 6 組，站用變 2 臺。二次設備主要包括微機自動化系統(tǒng)、智能錄波系統(tǒng)、交直流電源系統(tǒng)、時間同步系統(tǒng)、電能計量系統(tǒng)、電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)以及電壓質(zhì)量檢測系統(tǒng)等。自動化系統(tǒng)由站控層、間隔層和過程層 3 個部分組成，全站按 DL/T 860 標準（對應國際標準 IEC 61850）統(tǒng)一組網(wǎng)，各層二次設備信息共享，互聯(lián)互通，其中站控層 MMS 網(wǎng)采用冗余星形以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，過程層 GOOSE 按電壓等級組網(wǎng)。110 kV 保護采用雙重化配置，
10 kV 保護單套配置。
3 繼電保護調(diào)試要點和難點
3.1 廠內(nèi)聯(lián)調(diào)
廠內(nèi)聯(lián)調(diào)是由工廠驗收組織部門組織相關單位進行的設備出廠前的驗收測試。根據(jù)合同和技術(shù)功能規(guī)范要求，出廠前在系統(tǒng)集成商或設備制造商的場所，按照預定的測試大綱進行的系統(tǒng)或設備功能和性能的測試。雖然當前智能變電站已經(jīng)在我國實現(xiàn)了廣泛的應用，但是國內(nèi)大部分設備廠家對于標準理解方面都有自己獨到的理解，不同廠家對于電力傳輸中幀的定義也存在一定的差別，從而使合并單元采樣產(chǎn)生一些問題。在電力裝置進入現(xiàn)場以前，生產(chǎn)廠家和集成商應在廠內(nèi)進行聯(lián)調(diào)，借助這種方式可以及時檢測出設備中潛在的隱患，從而*大程度地降低現(xiàn)場調(diào)試的壓力以及強度 [2]。
3.2 調(diào)試前準備工作
在開始調(diào)試前需要預先做足準備工作，收集變電站圖紙、設備廠家說明書和變電站 SCD 文件等資料，編制調(diào)試技術(shù)方案和進度計劃，根據(jù)調(diào)試項目準備好相應合格的試驗儀器，并對擬入場調(diào)試工作人員做好相應培訓，做到調(diào)試人員熟悉廠家資料、熟悉圖紙、熟練使用各調(diào)試用儀器。
3.3 二次回路檢查
對照二次回路圖、裝置安裝說明指南以及調(diào)試說明等資料，檢查交直流電源回路、電流電壓回路、控制回路以及信號回路，如果發(fā)現(xiàn)存在缺陷，需要根據(jù)實際情況進行整改。寄生回路檢查，寄生回路是二次回路中不允許存在的多余回路，易造成繼電保護誤動或拒動，寄生回路往往不能通過正常的整組試驗方法發(fā)現(xiàn)，需要由調(diào)試人員對回路進行嚴格地檢查才能發(fā)現(xiàn)。
3.4 繼電保護裝置調(diào)試
繼電保護裝置是 1 種當電力系統(tǒng)中的電力元件或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危及電力系統(tǒng)安全運行時，能夠向運行值班人員及時發(fā)出警告信號，或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令，以終止這些事件發(fā)展的自動化措施和設備，繼保裝置是保障變電站安全運行的重要設備。因此，檢測繼保裝置的動作值和動作時間是非常重要的 1 個環(huán)節(jié)，它是變電站能安全運行的保障。一般通過數(shù)字式繼保測試儀對繼保裝置施加一定值的電流、電壓，測試驗證繼保裝置動作值和動作時間。繼保測試步驟流程如圖 2 所示，首先連接測試儀和保護裝置，再進行 SCL 文件的導入和系統(tǒng)設置，*后進行各保護功能的驗證測試。
該站 110 kV 主變保護采用的是南瑞繼保 PCS-978T1-DG-N 型保護裝置，在該站繼保調(diào)試中使用的儀器是 ONLLYB660 型數(shù)字式繼保測試儀，該測試儀是數(shù)模一體機，實現(xiàn)了數(shù)字信號與模擬信號同步輸出，支持脫機操作，體積小巧，便于攜帶。數(shù)字式繼保測試儀接線方式如圖 3 所示，繼保測試儀與保護裝置通過光纖相連。
ONLLY B660 型數(shù)字式繼保測試儀通過 IEC-61850 配置程序和導入 SCL 配置文件，能實現(xiàn)電流電壓通道選擇、比例系數(shù)、采樣率、GOOSE 信息等的配置，能模擬合并單元（MU）按照幀格式傳送采樣值，通過訂閱、發(fā)布 GOOSE 信息或接收、發(fā)送硬接點開關量，實現(xiàn)保護的閉環(huán)測試。GOOSE 配置主要用于進行 GOOSE IN/OUT 的相關參數(shù)設置，用于進行 GOOSE 的訂閱和發(fā)布。開入量映射 ：把GOOSE IN 中的某個虛端子映射為測試儀的某個開入節(jié)點，以方便進行結(jié)果判斷。例如將 GOOSE IN 信息中表示跳閘信號的第 5 個虛端子映射到測試儀的開入節(jié)點 A，當測試儀接收到 GOOSE IN 報文時，將報文中第 5 個虛端子的狀態(tài)反映在測試儀開入節(jié)點 A 上，然后測試菜單根據(jù)開入節(jié)點 A 的狀態(tài)（斷開或閉合）來判斷保護是否動作。
通過 GOOSE OUT 配置，測試儀可以把開出節(jié)點的變位信息轉(zhuǎn)換成 GOOSE OUT 報文發(fā)布出去，開出量映射 ：設置 GOOSE OUT 中的某個虛端子映射為測試儀的某個開出節(jié)點。當測試儀的開出節(jié)點變位，則轉(zhuǎn)換成 GOOSE OUT 動作報文發(fā)布出去。該站 #1 主變保護 GOOSE 虛端子連接圖如圖4 所示，主變保護裝置通過 GOOSE 連接主變變高、變低、本體智能終端以及 10 kV 分段保護裝置和備自投裝置。
GOOSE 報文發(fā)送機制，T0、T1、T2 和 T3 為報文重發(fā)間隔，其中 T0 為穩(wěn)定條件（長時間無事件）下重傳時間 ；T1 為事件發(fā)生后*短的傳輸時間 T2， T3 為直到獲得穩(wěn)定條件的重傳時間。詳情如圖 5 所示。
該站 110 kV 主變保護采用的是南瑞繼保 PCS-978T1-DG-N 型保護裝置，根據(jù)保護裝置說明書，在測試儀選擇相應的菜單，逐項驗證測試保護裝置的采樣、告警以及保護動作邏輯，記錄動作值和動作時間。為了保證結(jié)果的正確性，建議把非測試段退出。
3.5 光纖調(diào)試
當進行光纖調(diào)試工作時，需要對以下問題進行重點關注。首先，在進行配置時應當確保光纖使用一用一備配置方案該方式可以在光纖發(fā)生損壞之后，及時使用備用光纖取代主光纖來繼續(xù)進行工作，從而不會對企業(yè)正常運行產(chǎn)生明顯的影響。對所有光纖芯進行光衰耗測試，光衰應不大于 3 dB。通過上述方式可以有效避免在實際工作過程中變電站產(chǎn)生GOOSE 意外中斷等問題。*后在對光纖進行調(diào)試時必須要對其彎曲程度進行重點關注，如果光纖彎曲的程度較大，那么就要檢測內(nèi)部纖芯是否出現(xiàn)了斷裂問題。另外，無論是主光纖或者是備用光纖，均需要確保密封工作良好運行，而且還需要確保光纖盒與光纖頭良好密封。
3.6 整組傳動試驗
檢查各保護裝置之間的配合關系、直采直跳**性、保護和斷路器動作行為的正確性 ；故障錄波器、保護信息子站、自動化監(jiān)控系統(tǒng)信息采集的正確性。通過實際傳動的方式，確認保護裝置、智能終端之間“檢修”邏輯正確 [3]。
3.7 帶負荷測試
通過負荷電流及工作電壓測試保護裝置。一次上電后，檢查二次電流和電壓的幅值、相位關系與當時系統(tǒng)潮流大小及方向的一致性，保證電流電壓極性、變比的正確。用實際的負荷電流來驗證各 CT 繞組的極性、變比以及二次回路正確，防止差動保護等誤動作。根據(jù)負荷潮流情況來判斷有功功率、無功功率的所在的象限是否正確。需要注意，三相電流大小基本相等，互差 120°，且成正序。線路保護裝置、主變保護裝置的各側(cè)差流應基本為 0。
3.8 四遙試驗
四遙是指遙測、遙信、遙控和遙調(diào)。遙測是將變電站內(nèi)的交流電流、電壓、功率、頻率，直流電壓，主變溫度、檔位等信號進行采集，上傳到監(jiān)控后臺，以便于運行進行全站工況監(jiān)視。
