变电站自动化系统调试技术的研究与创新

郝 强，赵友鹏，吴克斌，陈润晶，姜丽娜

（国网丹东供电公司，辽宁 丹东 118001）

变电站自动化系统调试技术的研究与创新

郝 强，赵友鹏，吴克斌，陈润晶，姜丽娜

（国网丹东供电公司，辽宁 丹东 118001）

变电站自动化系统调试是变电站调试的核心与难点，调试难度大，不确定因素多，工期较长，调试质量直接关系到以后变电站的安全稳定运行，根据多年来从事变电站自动化系统现场调试经验，紧密结合生产实际，从遥信量调试技术、遥测量调试技术、调试指导思想、疑难故障原因查找方面进行深入研究，取得了多项创新成果。这些新成果在多座220 kV和66 kV变电站调试现场应用，发现并解决了设备隐患和存在的问题，提高了调试效率，保证了调试质量。

变电站；自动化系统；调试技术；遥测；遥信

变电站自动化系统调试难度大，不确定因素多，工期较长。变电站自动化设备种类多，提供成套设备的生产厂家有10多个，如果加上生产消弧线圈、SVQC、直流屏的厂家会更多。变电站自动化技术更新快，从微机远动、微机保护到综合自动化变电站的不断完善，发展到现在智能化变电站的出现及普及［1－2］。现有资料有关变电站自动化系统调试的，大都只谈一般性的方法，创新点不多、实践指导性不强［3－7］。

变电站自动化系统调试是变电站调试的核心与难点，能否优质、高效完成变电站自动化系统的调试，关系到能否按时完成繁忙的新建、改造变电站的任务，关系到以后变电站的安全稳定运行。

1 遥信量调试技术研究与创新

1.1 遥信信号分类理论

现有的电力系统远程监控原理将遥信信号分为断路器、隔离开关位置信号及保护、自动装置动作信号等（如图1所示），仅是针对硬接点开入的信号，已不能满足生产实际需要［8］。

图1 传统遥信信号分类

根据遥信信号不同的特点，将遥信分为实遥信和虚遥信，实遥信就是传统的硬接点遥信信号，虚遥信是微机软件判断产生的信号，包括微机保护装置通过报文上送的各种保护动作信号，远动通信管理机产生的通信中断信号及软件合成信号等。虚遥信分为反应状态信号和瞬动信号（如图2所示）。

图2 创新后的遥信信号分类

在这一理论的指导下，根据遥信信号不同的特点进行检验。调试时发现某公司的产品不区分反应状态信号和瞬动信号，如主变差动保护TA断线信号就是反应状态的保护信号，保护装置检测到TA断线时，发出TA断线动作信号，同时闭锁差动保护，故障还存在，但又立即发出TA断线的复归信号，造成误判，厂家修改程序解决了该问题，保护装置检测到TA断线故障消除后，发出TA断线复归信号。调试时还发现另一公司综合自动化装置，发出瞬动保护重合闸动作信号，不是立即返回，而是30 s后返回，从理论上分析，重合闸动作1次后要经过20 s充电时间，在余下的10 s如果再次发生故障，将不上报重合闸动作信息，厂家修改了程序，重合闸动作后立即发出复归报文。该自动化系统投运后不久，1条线路就发生了短路故障，瞬时速断保护动作，断路器分闸，重合闸动作，断路器合闸，但25 s后，该线路又发生永久性故障，保护正确动作，后台监控和主站报出信息正确，实践证明了判断的正确性。

1.2 遥信去抖时间设置［9］

针对硬接点在变位过程抖动，大多采用软件去抖滤波的方法，即在软件中设计1个“遥信去抖时间”（如图3所示）。在遥信瞬时变位后，若在“遥信去抖时间”内，遥信信号返回，则认为是干扰信号，而不是真正的变位信号。但这一时间设置多长合适却没有介绍，许多国内知名厂家自动化设备给出的默认值都不合适。遥信去抖时间长短的设置很重要，时间太短可能接点抖动，多报变位信息，过长则可能将正常的变位当作抖动去掉。永久性故障时断路器变化最快的跳、合、跳过程，从断路器合闸到保护立即动作再到断路器分闸需30 ms左右，根据故障录波器记录的开关量动作时间计算，保护装置瞬动接点动作返回时间在55～65 ms，综合考虑以上情况，一般遥信去抖时间设置为20 ms是合理的，其他特殊遥信需要单独设置。如控制回路断线信号是监视断路器控制回路完好的重要信号，但在断路器分合过程中，瞬间会发出控制回路断线信号，可根据实际动作返回记录的SOE时间计算取整设置，一般设置为100 ms。很多自动化设备生产厂家将控制回路断线信号去抖时间设置为10 s，虽然去掉了断路器分合过程中多报的控制回路断线信号，但却忽视了生产实际存在的问题，由于断路器分合过程中震动等原因，长时间运行将造成回路中螺丝松动、接触不良，控制回路断线信号过一段时间动作几秒后返回，若设置时间过长，则可能将正确反映控制回路接触不良时发出的信号当作抖动去掉。

图3 遥信去抖时间

遥信去抖时间设置很关键，从理论和实践分析可以看出，一般遥信去抖时间设置为20 ms，其他特殊遥信需要单独设置，控制回路断线信号根据实际动作返回记录的SOE时间计算取整设置。

1.3 通信中断信号调试方法

通信中断信号是变电站自动化系统必不可少的信号，可发现通信线和装置通信接口硬件故障和装置CPU死机故障，但完成1个通信中断动作复归需要约6 min，1个中等规模的二次变，一般都A、B双网配置，通信中断信号至少50个，全部做完至少需要300 min，如果在每个通信中断动作、复归时间内继续对试其他信号，则容易产生干扰和错误，影响对试质量。通过研究发现通信中断信号从拔网线头开始到装置通信中断信号动作发出约需要5 min，通信管理装置有个判断过程，但恢复很快，一般立即就报通信中断信号恢复。因此，可以集中做通信中断信号，先依次将各网线头拔出，全部通信中断信号会在约6 min后发出，后台和集控站将依次看到各装置的通信中断信号，然后插上1个网线头就对一下信号，10 min内可完成对试。

2 遥测量调试技术

2.1 温度量调试

精确地改变热电阻所测的温度不容易做到，通过研究发现热电阻阻值和温度的关系不是线性关系，但可通过查分度表查出常用的Pt100电阻53℃时对应的阻值是120.55 Ω（如表1所示）。热电阻可通过串联标准电阻的方法精确地计算出温度变送器和测控装置的误差。

2.2 遥测误差计算方法

1个变电站上百个遥测量叠加，然后计算误差，需要花费很多时间。变电站电压等级不同，各线路可选择不同的TA变比，计算的遥测量有很大差异，通过编写遥测误差表解决了该问题，遥测误差表如表2所示。

表1 Pt100工业铂电阻分度值（部分）

表2 遥测误差表（部分）

遥测误差表给出了0.5级和1.0级2种等级误差数据，可同时满足现场RTU和调控中心对精度的要求。

通过表2给出的误差范围，可看出后台和调控中心的数据是否满足精度要求，加快了遥测量的检验速度。

表2中的电流和电压可根据需要改变，数据可根据编好的公式自动改变，以适应现场不同电压等级、多种TA变比的需要。

3 调试指导思想

先依次选择不同型号的装置进行试验，发现问题特别是程序问题及时改正，然后再全面试验，这样可以避免改程序后的大量重复工作。

联调试验尽量模拟实际。如带断路器传动时，每条线路模拟1次永久性故障，断路器有1个跳、合、跳的过程。经过这样的检验，变电站运行后的各种故障，自动化系统都能正确反应。

熟练掌握设备的操作方法和性能原理，对不同特点的设备有针对性地检验。例如四方公司转发SOE需要单独的转发表，实际做的信号才会发SOE，应注意和调控中心对试时每个遥信信号都是实际做出，并对试每个遥信的SOE。

4 疑难故障原因查找［10］

当与主站对试时，主站收不到信息或收到的信息不正确，检查现场通信管理机中的设置和主站库的设置，如果都没有问题，则很难判断出故障原因，只有通过录取报文，分析是现场原因还是主站原因，一般都是深层次程序的原因。

5 结束语

这些研究成果在新上和改造的220 kV和66 kV变电站调试现场应用，取得了很好的效果。发现并解决了多个知名大公司设备存在的问题，如远动机在模拟事故跳闸时漏发遥信变位、主站101规约下发的报文错误和104规约接收程序有时丢遥信变位等厂家设备的严重缺陷，保证了调试质量，提高了调试效率，优质、高效地完成了多座变电站自动化系统的调试。

［1］王学超，李文鹏.智能变电站二次系统集成测试工作浅析［J］.东北电力技术，2014，35（10）：33－36.

［2］王 雷，孙晓飞.智能站与常规站二次系统主要技术差异［J］.东北电力技术，2012，33（2）：18－20.

［3］杨 洪.IEC60870－5传输规约的应用及试验［J］.电力自动化设备，2007，27（11）：75－78.

［4］唐 涛.电力系统厂站自动化技术的发展与展望［J］.电力系统自动化，2004，28（4）：92－97.

［5］胡长捷，陈朝红，周 围.RCS－9000综合自动化系统内部通信问题［J］.东北电力技术，2008，29（7）：47－50.

［6］黄益庄.变电站自动化技术的发展方向［J］.继电器，2008，36（6）：1－4.

［7］方 汀，王 宽，陈佑健.变电站综合自动化系统现场调试若干问题阐述［J］.电力系统保护与控制，2010，38（3）：118－121.

［8］张国平，黄 巍，华建卫.变电站自动化系统信号的标准化管理［J］.电力系统保护与控制，2010，38（1）：120－124.

［9］郭 建，鲁国刚，王显芹.变电站自动化系统遥信去抖方法分析［J］.继电器，2007，35（1）：47－50.

［10］廖泽友，蔡运清.IEC60870－5－103和IEC60870－5－104协议应用经验［J］.电力系统自动化，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 强（1978—），男，学士，高级工程师，高级技师，从事变电站保护自动化、调度自动化研究工作。

2015－09－15）