智能变电站电子互感器极性测试 及GOOSE测试

安化龙 陈 默 罗富平

（1. 四川省电力工业调整试验所 2. 四川通能电力科技有限公司）

0 引言

近年来，由于常规的综合自动化智能变电站在扩建、维护方面存在较大的不便性，故引入了智能变电站，通过光纤作为传输通道，连接变电站变压器、断路器、线路等一次设备，对变电站的二次回路、通信提供可靠、抗干扰能力强、较高电能质量的一次、二次节点支撑。

本文根据实例，对智能变电站的电子式互感器的极性校验以及智能变电站智能终端在正常运行和网络重载的情况下，响应时间及通信能力测试进行详细的介绍和试验步骤，为后续工程技术人员提供参考。

1 智能变电站介绍

智能化变电站一般有两种方式：第一种是传统的常规电压互感器和电流互感器，通过与之连接的相应间隔合并单元转换为光信号，通过光纤传输至二次设备（主变保护柜、线路保护柜等间隔层和过程层设备），保护装置的采样通过合并单元直接采集而来，而保护装置的出口通过光纤直接传输到智能终端，直接出口分合相应开关。其余监控采样通过组网交换机获取，组网口跳合闸命令通过后台机经交换机发相应信号至智能终端组网口分合相应开关。第二种是电子式电压互感器和电流互感器，在本体已转换成光信号，通过与之连接的相应间隔合并单元直接传输至相应的二次设备，其余和第一种相同。

由于目前电子式互感器的可靠性、精度还存在不完善的地方，故对于220kV以上的变电站很多采用第一种或者两种混合的模式（即一套传统互感器一套电子式互感器）来保证设备运行的可靠性。

2 电子式互感器的极性测量

CT、PT的极性正确与否关联智能变电站各个元件的差动保护、带方向的后备保护以及电度表功率的正负，在传统的综合自动化的变电站中，通过对调CT、PT的二次接线顺序可实现更改CT、PT的极性，而对于智能变电站，由于电流和电压回路的采样通道是光纤传输的，电子式互感器本体输出的是FT3模式，而合并单元输出的是IEC 61850-9-2的数字量，故修改极性只能通过修改CT一次接线或者修改CT顶部罗氏线圈至电子式CT采集卡的接线，更改极性也非常麻烦。因此，根据现场实际，找出一种可行、有效、简便的CT、PT极性校验方法，意义重大。

对于电子式PT的极性校验，可采用一次通压的方法，以二次电压最低采样值为限制，用手持式光万用表或者通过在后台主机上检查电压的正负确定极性正确与否。

对于电子式CT的极性校验，目前通用的方法是用继电保护测试仪输出一个工频模拟量，基于此模拟量测量升流器二次电流、二次系统中SMV采样值的角度。根据测量所得数据和升流器、合并单元等设备的参数，计算出电子式CT一次电流和其二次输出的角度差，从而确定电子式CT二次极性的指向。根据现场实际，提出一种更为简便使用设备最少的办法，原理是通过一次通流对比电子式CT和传统CT的角度差确定电子式CT互感器的极性。接线方式如下图所示。

图 接线方式

若现场无法提供标准互感器，可在10kV侧出线开关柜内拆一个零序电流互感器作为标准互感器，待试验完毕后，恢复原接线。试验方法：将零序互感器作为标准互感器，通过用干电池法，给零序电流互感器点极性确定其极性。由于选择标准互感器为零序电流互感器，仅作为校验极性用，故对精度要求不高。

校验极性方法：可采用一次通流的方法，使得二次采样值为装置采样最小值，为保证试验数据的可靠性，可取0.1A（二次值）。此时通过对比两组互感器的相位，0°为同极性，180°为反极性。

另一种方法是采用手持式光数字测试仪进行测试，但是由于易受到干扰，方法此处不再介绍。

3 智能变电站智能终端响应时间测试

《智能变电站继电保护技术规范》（Q/GDW 441—2010）中明确规定，智能终端应具备以下功能：智能终端的动作时间应不大于7ms。由于各个厂家的理解不同，存在差异。以下以深圳长园深瑞继保自动化有限公司生产的PRS-7389和北京四方继保自动化股份有限公司生产的JFZ-600S为例，以现场实例介绍数字化智能变电站网络运行条件下保护GOOSE测试及网络重载下通信能力测试。

试验假定网络带宽为100MB，通过在交换机上模拟正常运行情况下（0MB）和网络重载下（20MB、50MB、80MB）对应相应流量下，通过测试智能开关组网口和保护直跳口的GOOSE的SOE响应时间及通信能力，最终确定智能终端是否能满足要求。

3.1 测试一

智能开关设备：JFZ-600S；智能开关厂家：北京四方继保自动化股份有限公司；测试设备：长沙永程科技有限公司RTS-100D（G）光数字保护测试仪；测试类型：GOOSE发出硬开入接回响应时间测试；测试次数：5次。结果如表1所示。

表1 测试一

评价：规范并未指定智能终端的动作时间应不大于7ms是否应用于组网口，故将此反馈给北京四方继保自动化股份有限公司。

3.2 测试二

测试二结果如表2所示。

表2 测试二

评价：合格。

3.3 测试三

智能开关设备：PRS-7389；智能开关厂家：深圳长园深瑞继保自动化有限公司；测试设备：长沙永程科技有限公司RTS-100D（G）光数字保护测试仪；测试类型：GOOSE发出硬开入接回响应时间测试；测试次数：5次。测试结果如表3和表4所示。

表3 测试三（一）

评价：合格。

表4 测试三（二）

评价：合格。

结论：通过测试发现，由于《智能变电站继电保护技术规范》（Q/GDW 441—2010）并未说明智能终端的动作时间应不大于7ms为组网口还是保护直跳口，故各个厂家理解存在差异，故现场测试仅按照智能终端保护直跳口响应时间不大于7ms来要求，并将此反馈给智能终端设备厂家，待新规范修订时完善。

4 结束语

与传统的综合自动化的变电站相比，智能变电站具备结构更复杂的信息采集和信息处理能力，维护、改造、升级更方便的优势，但是由于规范对于智能变电站的要求不是很完善，电子式互感器在可靠性及精度方面还不完善，以及运行人员水平参差不齐，很多缺陷需要在现场试验和运行实际中发现，这样智能变电站发展才能不断成熟和完善。

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