变电站测控装置验收

姚欣烈

摘 要：在变电站新建、扩容或测控装置改造后，应在投入使用前验收测控装置的四遥功能等，这是因为同期功能的正常与否直接影响着装置能否正常投产，进而影响着电力生产效率。通过介绍同期功能的相关基础知识，研究、总结了测控装置中同期合闸功能的校验方法。

关键词：测控装置；同期功能；变电站；滑差值

中图分类号：TM63 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.19.134

1 同期功能简介

采用同期功能对电网的稳定运行有诸多好处，如果同期合闸失败，则会对电网的正常运行造成很大影响。目前，本地变电站综合自动化系统普及率已达100%.同期判定装置由自动化测控装置控制，因此，在变电站自动化专业的验收工作中，同期功能试验是变电站验收中的重要项目。

2 同期合闸

在合闸操作中，运行人员需根据现场设备的运行方式选择合闸方式，包括无压合、试验合和同期合。

2.1 无压合

无压合是指在合闸时测控装置在未收到“TV断线”告警的情况下断路器两端均无压或只有一端有电压时合闸。

2.2 试验合

试验合是指合闸不经过测控装置的任何判据直接出口合闸。

2.3 同期合

同期合是指当断路器两端均有电压时合闸，且在合闸时需经过测控装置计算、判断断路器两端的电气量。同期电压取自断路器两侧电压互感器上的二次电压，测控装置通过设定定值的方式给定临界的同期定值。在发出同期合闸指令后，测控装置将测量、计算、比较实际值和设定值。当实测值大于定值时，测控装置自动闭锁合闸出口；当断路器两侧的电压、相角位和频率差保持在设定范围内时，允许合闸，可实现同期合闸功能，否则，经过一定的延时后合闸失败归位。此外，同期合闸又可根据系统频率分为同频同期和差频同期两种方式。

2.3.1 同频同期

同频同期是指断路器两侧的电源在电气上存在联系的2个系统，可通过该断路器进行再连通操作。其主要特点是在合闸前两侧的电压幅值可能不同，但频率相等，且电压功角差固定不变。该功角差的大小与两侧系统各自的功率因数有关。简单而言，同频同期的条件是两侧的电压差和功角差在定值范围内即可执行合闸操作。比如，母联断路器、母线分段断路器或3/2接线的中间串断路器等的合闸操作并列属于同频同期。

2.3.2 差频同期

差频同期是指2个没有电气联系的系统并列。其主要特点为断路器两侧的电压、频率可能均不相同，且因频率不同，两侧的压相角差在不断变化。进行差频同期合闸时，要在两侧电压和频率相近时捕获两侧电压相位差为0时的平滑并网。比如，发电机组并网、交流输电系统与直流输电系统的并网。

3 同期功能的验收试验

在110 kV以上的变电站中，要求110 kV及以上的线路或断路器测控装置具有同期合闸功能。目前，在本地变电站自动化专业的验收中，通常使用昂立（ONLLY）测试仪进行测控装置的同期功能试验。

3.1 同期定值

以广东电网为例，省网调度管辖范围内的同期定值一般按以下标准设定：频差≤0.5 Hz；压差≤10%；电压相角差≤10°。

3.2 同期功能试验

在进行同期功能试验前，需要注意以下4点：①线路PT的安装相别。一般的线路PT只使用单相的线路PT，因此，在线路测控装置中，也只能使用一相的线路电压与母线电压比较。在试验前，工作人员一定要前往高压设备现场确认线路PT的安装相别，否则会因测控装置内设置的用于比对的相电压与实际PT安装相不符而无法实现同期功能。②二次电压的区别。一般的线路PT二次电压有57.7 V和100 V两种。在测控装置中，可通过同期控制字定义二次电压，通常以母线PT二次电压（57.74 V）为准，更改同期控制字定义线路PT二次电压为57.7 V或100 V，从而使测控装置可正确计算母线和线路电压的幅值，进而验证压差闭锁值。③注意同期控制字或同期定值的设定。不同厂家的测控装置对其本身同期控制字或同期定值的设置方法不同，不同的设计单位在设计时也有区别。比如，在某些厂站的测控装置中，除了装置软件内部安装具有同期功能的软压板外，还会在屏柜上设置1块具有同期功能的硬压板，试验时需同时投入软压板和硬压板后，装置的同期功能才能正常使用，只要有一者退出，则整个功能都会失效。因此，在试验前最好先充分了解有关厂家的说明书和相关图纸。④开展同期试验时，最易被忽略的是TA、TV断线判别是否投入。如果判别已投入，则在试验时必须增加开关所在母线PT二次侧的电压量，否则会因装置判别断线而闭锁合闸出口，导致试验无法正常进行。因此，应在试验前先将TA、TV断线判别的控制字退出，待试验结束后恢复。

3.2.1 采取程序控制法进行同期试验

同期功能试验主要分为频差闭锁试验、压差闭锁试验和角差闭锁试验。其方法基本相同，只是试验中的变量不同。下面以频差闭锁试验为例介绍程序控制法。

以运行系统侧的频率为准，在测试仪中选择“自动准同期”功能，采用程序控制的试验方法，在界面上设置系统侧运行频率为50 Hz，系统侧电压为100 V，系统侧角度为0°。测试项目选择“动作频率”，并逐个设置“变化起点”“变化终点”“变化步长”和“每布时间”的数值（可根据现场情况设置），必须针对闭锁值的上、下限分别进行待并侧频率的递增和递减试验。比如，先进行由48～50 Hz的递增试验，然后再进行50～52 Hz的递减试验。

应在频差闭锁试验中设置“变化步长”和“每步时间”，否则会因为滑差值超限而导致试验失败。开始试验后，待并侧频率为变量，其变化过程完全受控于程序设定值，无需人工操作，直至测控装置满足同期条件时出口合闸，测试仪自动停止并记录合闸时的动作值，并查看测控装置上是否有同期合闸成功的相关报文，最后由试验人员记录动作值，并判断其是否符合测控装置所设定的频差闭锁值。

压差闭锁试验、角差闭锁试验的试验方法与频差闭锁试验相似，只将频差试验中的变量分别改为待并侧电压和待并侧角度即可。在所有试验中，系统侧运行频率和电压均保持不变，即系统侧运行频率为50 Hz，系统侧电压为100 V，系统侧角度为0°。待并侧只有变量变化，其余设置为定量并保持与系统侧相同，以保证试验的准确性。可根据现场测控装置的同期定值设定变量的变化方式。

在试验前设定变量的变化方式时需注意以下3点：①变化起点和终点设定的区间，即变化范围必须覆盖测控装置所设定的动作值；②变化步长的设定关系着试验的准确度——一般步长越小，测试精度越高；③设置每步时间时，设定的每步时间应大于测控装置的动作时间。

3.2.2 采取手动控制法进行同期试验

手动控制法同期试验与程序控制法的原理类似，即通过设置1个变量并逐步接近同期定值，直至开关动作合闸，手动记录合闸时的变量值，并判断该值是否符合测控装置设定的闭锁值。下面同样以频差闭锁试验为例，对手动控制法进行介绍。

以运行系统侧的频率为准，在测试仪中选择“自动准同期”功能，使用手动控制（以下简称“手控”）的试验方法，在界面上设置系统侧运行频率为50 Hz，系统侧电压为100 V，系统侧角度为0°，待并侧频率为48 Hz，待侧电压为100 V，待侧角度为0°（由于使用手控，此处的待并侧频率相当于程序控制法中的“变化起点”）。测试项目选择“动作频率”，“变化步长”设为0.1 Hz。

开始试验后，按测试仪上的“+”按钮，待并侧频率按照设定的步长加0.1 Hz。此时，需要人工进行1次合闸操作，如果合闸不成功，则查看测控装置是否有有关同期失败的报文。在继续调整的过程中再次合闸，不断重复，直到合闸操作成功，试验人员再次查看测控装置上是否有同期合闸成功的相关报文，并记录待并侧的频率数值。

手动控制法的压差闭锁试验、角差闭锁试验与频差闭锁试验基本相同，与程序实验法相同只更改了部分变量。

3.3 试验结束

试验结束后，恢复测控装置至试验前的状态，并拆除相关接线。如果试验前有TA、TV断线判别的控制字退出，则需重新投入该控制字。

4 结束语

同期功能作为变电站自动化系统的重要组成部分，准同期合闸对保障电力系统的可靠运行、生产优质的电能起着非常重要的作用。因此，在测控装置投入使用前，必须在验收试验中对其各项功能进行严格的测试。本文只介绍了同期功能的基本原理和试验方法，具体因设备厂家、设备的不同而导致试验方法可能略有差别，建议在试验前先认真阅读说明书和相关现场资料，以确保试验的顺利进行。

〔编辑：张思楠〕

Acceptance of Substation Measurement and Control Device

——Check Method for the Synchronization Function

Yao Xinlie

Abstract： After the transformation of new substation， expansion or measurement and control device， the four remote function of the acceptance test and control device should be put into use. This is because the function of the same period will affect the normal operation of the device directly， and then affect the power production efficiency. Through the introduction of the basic knowledge related to the function at the same time， this paper studies， summarizes the checking method of measurement and control device synchronization function.

Key words： measurement and control device； synchronization function； substation； slip difference

文章编号：2095-6835（2015）19-0136-02