0 引言
智能變電站是采用智能化信息采集、傳輸、處理和輸出方式的變電站,應(yīng)用智能化的設(shè)備,并建立網(wǎng)絡(luò)化的通信系統(tǒng),采用自動化的管理模式。智能變電站具有較強的抗干擾能力,監(jiān)控更**、操作更便利、功能更豐富。在智能變電站中,繼電保護系統(tǒng)是十分重要的組成部分,其運行效率與變電站的整體運行效率直接相關(guān),所以要采取有效的調(diào)試方法,確保繼電保護系統(tǒng)可充分發(fā)揮作用。
1 智能變電站繼電保護系統(tǒng)配置情況
智能變電站和傳統(tǒng)變電站在結(jié)構(gòu)上存在一定的差異,如圖1所 示。某智能變電站采用三層兩網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。其中,三層是指站控層、間隔層和過程層,兩網(wǎng)是指站控層網(wǎng)絡(luò)和過程層網(wǎng)絡(luò)。間隔層采用雙星型拓撲,傳輸站控層網(wǎng)絡(luò)和過程層網(wǎng)絡(luò)報文,利用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實現(xiàn)各設(shè)備間的網(wǎng)絡(luò)通信;過程層按電壓等級進行組網(wǎng),220kV 和100kV 電壓等級的過程層網(wǎng)絡(luò)和SV 網(wǎng)共網(wǎng)設(shè)置,結(jié)構(gòu)為星型。220kV 雙重化配置的保護與過程層網(wǎng)絡(luò)連接,安 全 自 動 裝 置也一樣,測控裝置則跨越過程層、站控層兩個網(wǎng)絡(luò);110kV 單套配置的保護和安全自動裝置與過程層網(wǎng)絡(luò)連接。
2 智能變電站繼電保護系統(tǒng)的調(diào)試內(nèi)容
2.1 繼電保護調(diào)試
繼電保護調(diào)試包括電壓和電流采樣監(jiān)測、保護裝置輸出、同步測試、監(jiān)測狀態(tài)測試等內(nèi)容。數(shù)字化保護測試儀是站中較重要的一項儀器,可向保護裝置的光線直采口輸入數(shù)字 量,對保護裝置的功能性、靈 敏 度 等 性 能 進 行 校驗[1]。一些保護裝置要求橫跨數(shù)據(jù)滿足一定的標(biāo)準(zhǔn),對此可采用2根光線將不同單元的數(shù)字量同時輸入裝置,這樣既可進行電壓數(shù)據(jù)采樣,也可進行電流數(shù)據(jù)采樣;保護裝置光線可將跳閘令發(fā)送給終端,利用 GOOSE 組 網(wǎng) 口 進 行
聯(lián)閉鎖信號的傳輸,通過實際傳動對報文輸出信號進行驗證,確認信號是否準(zhǔn)確、及時;單間隔保護可采用傳統(tǒng)試驗儀進行電壓和電流量的同時增加,對裝置和所加量的相位角進行查看,確認二者是否一致;對電壓和電流采樣進行價差,確認二者是否相差非周期倍數(shù)。采用同樣的接線方式,利用網(wǎng)絡(luò)分析儀對突變的電壓、電流波進行檢查,確認二者是否同步。如果是跨間隔數(shù)據(jù)保護,那么要重視數(shù)據(jù)同步性的檢測,確認兩種采樣是否同步,并對母差保護動作性能進行測試。在檢修狀態(tài)測試方面,首先要明確調(diào)試的要點和要求,其次采用有效的調(diào)試方法。智能終端檢修狀態(tài)若不同于保護裝置檢修狀態(tài),則進行閉鎖動作;若狀態(tài)一致,則正常動作。如果合并單元和保護裝置間出現(xiàn)不同的檢修狀態(tài),那么閉鎖保護,否則動作如常。通過對各種檢修狀態(tài)進行組合,實現(xiàn)保護試驗,確保調(diào)試方法的有效性。
2.2 光纖回路調(diào)試
智能變電站普遍采用光纖傳輸,光纖是繼電保護系統(tǒng)中的重要組成部分。光纖回路試驗包括測試光纖芯做光收發(fā)器件功率、光通道衰耗等;確認裝置背后光芯的斷鏈告警信息是否準(zhǔn)確[2]。根據(jù)警告信息采取相應(yīng)的保護措施,確保線路的正常運作。
3 智能變電站繼電保護系統(tǒng)的調(diào)試方法
3.1 調(diào)試條件
網(wǎng)絡(luò)是連接智能變電站繼電保護系統(tǒng)的核心。以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)進行數(shù)字信號的傳輸,在二次回路中,采用光纜連接代替點對點電纜,因此調(diào)試方法發(fā)生了一定的變化。在現(xiàn)場調(diào)試前,首先系統(tǒng)和設(shè)備已完成安裝,其次一次設(shè)備和自動化系統(tǒng)需進行的二次電纜施工已完成,網(wǎng)絡(luò)設(shè)置安裝和通信線纜施工已完成,*后現(xiàn)場交直流系統(tǒng)完成施工,滿足各項條件。
3.2 通用檢查
繼電保護系統(tǒng)調(diào)試階段應(yīng)主要檢測互操作和運行 檢測。了解這兩方面存在的問 題,并采取有效的更正措施,確保繼電保護系統(tǒng)可保持平穩(wěn)運行。通用檢查是首要步驟,主要對外 觀、電 源、通 信 接 口、軟 件 版 本、通 信 報文等進行 檢 查,其 中 外 觀、電 源、軟件版本的檢查與 傳統(tǒng)的檢查方式 相同,不同的是增加了通信接口和報文檢查。通信接口檢查過程中,要先確認種類和數(shù)量與要**否相符,然后對光纖端口發(fā)送功率、*小接收功率等進行檢查。通 常,發(fā) 送 功 率 應(yīng) 在-20~-14dBm;接 收功率 則 在 -23~ -14dBm;*小接收功率不超過 -30dBm。通信報文檢查主要對 GOOSE報 文 發(fā) 送 幀 數(shù) 及 時 間間隔進行檢查,將待測設(shè)備和計算機連接,抓 取 通 信 報文進行檢測分析。
3.3 合并單元檢查
MU 檢查包括 MU 發(fā)送 SV 報文檢驗、對時誤差、同步性能、狀態(tài)監(jiān)測等內(nèi)容。在 發(fā) 送 SV 報 文 檢 驗 方 面,主要對丟幀率、發(fā)送頻率進行檢驗[3]。利用光貓連接 MU 和計算機,對SV 報文進行抓取,然 后 檢 驗 分 析。在 對 時 誤差測試方面,主要對合并單元進行測試,通常的誤差*大
值 要控制在1μs以內(nèi),外部同步信號消失后 MU 滿足4μs同步的精度要求只需10min。在輸入電流電壓信號的同步檢驗方面,要對 MU 失去并再獲取同步信號造成的 SV 報文誤 差 進 行 檢 驗,斷 開 MU 外 部 對 時 信 號 1 min后 再 連接,然后分析和記錄SV 報文。在檢修狀態(tài)測試方面,SV報文檢修品質(zhì)應(yīng)能準(zhǔn)確反映檢修壓板的投退,對檢修壓板進行投退后抓取SV 報文,對 “test”位置進行分析,確認位置是否正確,然后觀察裝置面板。在電壓切換和并列功能檢驗方面,主要確認其是否正常。
3.4 自動裝置檢驗
繼電保護和安全自動裝置的檢驗內(nèi)容較多,具體包括交流量 精 度 檢 查、采樣值畸變測試、采 樣 值 傳 輸 異 常 測試、虛端子信號檢 查、整 定 值 整 定 等。交流量精度檢查、整定值整定等可參考相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。檢修狀態(tài)測試則可采用與 MU 相同的檢修狀態(tài)測試方法。采樣值品質(zhì)位無效測試方面,無效標(biāo)識累計數(shù)量如果已在允許范圍外,那么誤動保護功能瞬時可靠閉鎖,與之無關(guān)的保護功能則處于正常,恢復(fù)后閉鎖會隨之開放。采樣值數(shù)據(jù)標(biāo)識異常應(yīng)在掉電的情況下也不會出現(xiàn)統(tǒng)計信息丟失的問題,報警方式為瞬時閉鎖延時。通過數(shù)字繼電保護測試儀進行檢驗,對部分?jǐn)?shù)據(jù)品質(zhì)位進行無效設(shè)置,模擬 MU 發(fā)送采樣值出現(xiàn)品質(zhì)位無 效 的 情 況。在采樣值畸變測試方面,對 MU 雙A/D的應(yīng)用情況進行檢查,采樣值一路發(fā)生畸變時,保護裝置應(yīng)正 常 動 作。利用數(shù)字測試儀進行檢測,對 MU 雙A/D中保護采樣值部分?jǐn)?shù)據(jù)進行模擬,畸變數(shù)值比保護動作定值大時品質(zhì)位有效,模擬一路采樣值出現(xiàn)數(shù)據(jù)畸變的情況。在采樣值傳輸異常測試方面,采樣值傳輸異常會造成裝置接收通信延遲或者 MU 間采樣序號斷開、采樣值錯序等情況,保護功能應(yīng)可靠閉鎖,這些異常都在保護設(shè)定范圍的情況下或者恢復(fù)正常的情況下,對于保護區(qū)內(nèi)的故障,保護裝置可靠動作沒有進行跳閘報文的發(fā)送;對于區(qū)外故障,保護裝置不應(yīng)誤動。針對該問題,可利用數(shù)字繼電保護測試儀對采樣值數(shù)據(jù)進行調(diào)整,使其按時發(fā)送,同時也可對采樣值 進 行 調(diào) 整,以此來增大采樣值通信演示,改善各種異常情況,同時對保護區(qū)內(nèi)外故障進行模擬。利用保護裝置和數(shù)字繼電保護測試儀進行通信斷續(xù)測試,發(fā)送SV 信號,通過調(diào)整通道采樣值發(fā)送延時、刪 掉 部 分 采樣值的方式進行測試。在虛端子信號檢查方面,檢查其是否按圖紙進行配置,功能性是否符合設(shè)計要求。利用數(shù)字繼電保護測試儀進行檢測,通過模擬開發(fā)出功能保護設(shè)備,發(fā)出 GOOSE開出虛端子信號,對報文進行抓取分析,判斷 GOOSE虛端子信號的發(fā)送有無錯誤。利 用 數(shù) 字 繼 電保護測試儀發(fā)出信號,通過相應(yīng)的保護設(shè)備面板顯示內(nèi)容判斷信號的接收情況。利用測試儀 發(fā) 送 SV 信 號,根 據(jù) 面板顯示判斷SV 信號的接收情況。
機組送至右側(cè)片區(qū)的穿越潮流,可通過增加右側(cè)片區(qū)機組出力減少穿越潮流,當(dāng)左側(cè)機組檢修時,也有可能出現(xiàn)潮流反向;第6至8條 支 路 是 第38節(jié)點機組送出斷面,因支路26-28加支路28-29的電抗等于支路26-29,因此3條支路靈敏度相等。將以上靈敏度同IEEE39節(jié)點系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)靈敏度相比較,平均誤差小于3%,可見該方法真實有效,具備實用價值。
3 結(jié)語
本文提出的一種快速電力系統(tǒng)斷面靈敏度計算方法,經(jīng)模擬計算,計算時間、計算精度滿足要求,可推廣至實時發(fā)電計劃或電力現(xiàn)貨市場應(yīng)用。