硅谷杂志：智能化变电站二次系统的调试探析 |
| 2012-12-13 14:36 作者：张孝芬 周辉焱 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网文】据《硅谷》杂志2012年第19期刊文，智能化变电站是在发展智能电网的大趋势下的必然结果。就智能化变电站对二次系统的调试所产生的影响进行阐述，介绍智能化变电站的基本构成和特点，并对二次系统的调试方法做一简要介绍。
智能化变电站是在发展智能电网的大趋势下必然结果。经济的发展，技术的进步，使得智能化变电站二次系统设备也有了相应的突破和转变，这就要求继保调试人员适应变化，加强自身学习，尽快熟悉智能化变电站的结构原理和务必落实二次系统调试方法改进办法。本文就智能化变电站二次系统的调试进行深入解析，以求为工作人员提供有效的智能化变电站调试的参考价值。
1智能变电站的现状
数字化变电站和常规变电站是就现在而言，国内变电环节的两大基本模式。但是就这两种常规变电环节模式却在使用中暴露出诸多不足缺陷。数字化变电站在相关标准规范上还是欠缺的，在整个运行过程之中可靠程度不确定，设备也不能稳定，相关的评估体系和手段等不够健全。高压建设随着时代的发展已经步入实用化阶段，光伏、风电等的一些新出炉的能源使用不断的在电力建设中出现，这是发展的必然趋势。也就必然要求着系统安全稳定性也要达到一定高度，要求着智能电网变电站要有更加严格的标准规范。常规变电站，在采集资源中重复亢长，系统套数、厂站设计不统一，复杂的调试方式，操作互动性太差，规范标准化严重不足等等一系列问题。以上种种，对变电站的运行效率产生直接的影响，这样对于电网安全运行水平的要求进一步提高是极为不利的，因此我们需求寻求一种新的变电模式，即智能化变电站。
智能化变电站是变电站自动化领域的发展的阶段性产物，变电站自动化领域技术发展相当迅速，这也就带动着通信技术和计算机信息的发展。国际电工委员会就为了达到厂家之间设备共享，使其操作性加强的目的，制定了IEC61850（变电站内通信网络和系统标准体系）。可拓展架构是针对于未来通信而言的，建模技术是面向对象来说的这一系列技术方式，这些给智能化变电站提供了完备健全的建设保证。
2智能化变电站二次系统
智能化变电站为经济科技飞速发展的形势下促使变电站架构优化建设，为解决电力系统的问题和变电站问题提出了新的思路和方向。传感器技术、智能技术、通信技术和控制技术等先进技术在智能化变电站的运用，使得设备完整数字标准化的信息平台自发的完成对于信息的分析、搜集、控制和整理等等一系列工作，这就使全站在信息分享中更加全面，数字化得到普及，重要性也就日益突出。
智能化变电站二次系统具有以下技术特征：在线分析决策，即在线就能完成设备检测工作，将智能电子装置IED的故障、动作信息及信号回路状态以及电网运行状态数据的获取信息及时有效的进行搜集整理和分析；自动运行控制和保护控制协同化，也就是全力实现的数字化采集电压和电流，将搜集的数据有效集成，使得零散的二次系统装置整合更加优化，实现数据共享，网络通信共享；集成系统高度，标准的信息交换模式，在变电站内部和变电站与控制中心间无缝通信化的实现，紧凑的系统结构，无盲区在设备状态特征量的前提之下采集，达到了系统维护、工程实施和配置简化的目的。
关于智能化变电站二次系统的基本构架，从逻辑的角度上可以分为“站控层”、“间隔层”和“过程层”这三个层次，这是根据IEC6185A通信协议草案来定义的。所谓的站控层就是以两级高速网络汇总全站的实时数据信息为桥梁，将内运行的各个界面联系起来，将控制层和过程层有效的管理控制起来，全站监控便会实现，然后和远方监控或调度中心通过信息联络。这其中就有GPS对时系统、自动化软件系统、主机、设备、操作员站和远动工作站。间隔层，其主要在汇总本过程中数据实时信息上发挥作用的，主要对于一次设备保护控制操作、闭锁、同期和其他的控制功能的实施，及时完整的完成与过程层和站控层的网络通信；优先控制其控制命令的发出、统计运算即使运行和数据及时准确采集工作。这里就有保护测控一体化设备、保护装置和测控设备。过程层，智能化电气设备的智能化，在于有效结合了一次设备和二次设备。比如说智能操作箱、合并单元和电子式互感器等等。
3智能化变电站二次系统的调试
采用光纤作为连接介质连接外界与智能化变电站保护装置是通用的方法，运用网络化的设备来传递信息。介于以上的各种方式的改变，其设备保护的调试也应该相应的做出调试。这其中变化调试的仅仅只有信息传递的方式，因为保护装置并没有发生本质的变化，正因为这样，检测标准沿用原来的并无大碍。
3.1保护装置的调试
关于保护装置的输出的调试，智能终端直接传输跳闸以及之间的闭锁信号的启动是通过GOOSE来进行保护的。而GOOSE报文检测，则主要是对整组传动以及装置实际转动的验证保护装置，对所输出的信号正确性和实时实地性进行保护。以GOOSE的联系表为依据，检验可以细致到一个信号甚至一个点上。
关于电流和电压采样检测的调试，智能变电站的智能化使得来自于合并单元下的光数字信号替换了初始起保护的装置电压和电流量的模拟量输入方式。光数学保护测试仪的使用，使得可以从保护装置光纤入口以太网处直接进行输入检测，这样监测的数据一般情况下是零误差，先前测试过程中的采样精度检测以及零漂均可以不用进行。但是因为目前的光数字保护测试仪输出信号传输过程中的不确定性，对于再采样技术的准确度无法准确定位，所以仅限于使用在无跨间隔数据要求的保护装置测控以及仪表的二次设备。对于母线保护和变压器差动保护这些有间隔数据限制要求的保护装置，就目前的技术而言只能通过传统的手段保护测试仪加模数转换器，以此来实现电压数字化输入和电流信号的输入。
关于同步调试测试，电压光数字化和电流信号的光数字化，使得跨间数据同步性的重要性日益突出，我们可以以同源的一次升压和升流来实现间隔间数不尽相同的同步性数据。
3.2启动调试
就二次系统来讲，启动调试调试过程主要是对向量的调试过程。但是从智能化变电站的角度上看，是对二次设备自身测量的确认正确与否上的调试。调试通信接口，是因为通信接口的功率裕度对通信可靠性具有相当的影响力，要对接收功率、接收灵敏度功率和端口发送功率进行细致测量，还要对合并单元激光供能输出功率进行调试。
3.3二次回路的其他调试检测
光纤以太网在智能化变电站中被广泛大量的使用。因此检测光纤以太网物理连接性的正确与否和可靠程度，可以通过检测光收发器的功率、光通道衰耗、误码率以及光纤网络通信正常与否、光纤头清洁是否来验证，再加之网络分析仪从旁辅助检测网络性能，就会使得整个检测过程完美无瑕。SV网、MMS网和GOOSE网的这些网络作为智能化变电站重要组成部分，安装在智能化变电站中的在线通讯监视系统，对变电站各路的网络信息进行实时的监视和分析，这样就可以准确而又快速的查询到特殊信息位置和故障点的准确定位。配备大量的交换机在过程层和间隔层，当其中一台或者多台交换机出现故障的时候，就很有可能会导致多个间隔的保护拒动造成事故发生，所以一定要保证交换机的保证性。
4智能化变电站对于二次系统调试的影响作用
智能化变电站对二次系统调试的影响作用很多，其中包括：使得二次系统一体化，二次接线设计简单化和变电站继电保护配置的简单化。在这里我们详细对二次接线设计简单化的功用做一详细剖析。数字化在EVT和ECT中得以实现，在光纤传输的辅助下，对于抗干扰能力提升不少，并且将传统互感器的二次交流回路适时摒弃掉，将一、二次系统间的电器隔离真正实现。主控制室的保护以及控制现场执行机构与测控设备间无直接关联，是因为有了智能开关的运用。智能开关是一个终端设备，它通过接受执行控制命令，界限分明的各单元，对于继保人员工作中误接线现象和误触碰现象进行有效的控制进而减少其出现频率。简化了断路器二次接线设计，使得继电保护装置I/O插件有效减少，将变电站全生命周期的成本造价进一步提高。
5结束语
作为智能电网建设核心之一的智能变电站，智能化变电站作为坚强智能电网重要支撑点，智能化变电站的建设和智能变电站二次系统总体目标实现息息相关。所以开展智能化的变电站改进优化和智能变电站二次系统调试优化设计工作，在整个过程中严格参照行业标准尺度，全面考虑运维高效化和紧凑化结构以及集成功能化的发展的是势在必行的。本文全面阐述智能化变电站二次系统调试相关问题，对于智能化变电站基本结构全面深入了解，把智能变电站的优势通过二次系统全面的发挥出来，使得智能化变电站在未来的发展中更加协调，更加有效，让整个电网系统的运行更加流畅和安全。
作者简介：
张孝芬，女，助理工程师，安徽宏源电力设计咨询有限责任公司，研究方向：变电站电气设计；周辉焱，男，助理工程师，安徽送变电工程公司，研究方向：电气设备安装。
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