简析新型智能变电站的安装调试方法

黄琰 滑志刚 李文婷

【摘要】随着我国电力系统改革的深入，智能化变电站数量越来越多。而我国的智能化变电站作为我国智能化电网建设的关键部分，对于我国智能电网的发电、变电及输电工作都有着非常重要的影响。由于智能变电站应用智能化信息系统，集信息数字化、通信网络化、信息共享化为一体，能够更好地完成信息采集、测控、保护等工作，在电力系统的改革中具有重要的意义。由于智能变电站由智能化一次设备及網络化二次设备构成，因此整个智能变电站二次系统的良好运行是整个网络交换保护的关键。我们主要通过智能变电站的特征及二次系统调试的流程、智能变电站二次系统测试的主要目的及方法等方面对智能变电站安装调试方法进行解析。

【关键词】变电站；智能化；调试；

1 简介

智能化变电站是数字化变电站的升级和发展，在数字化变电站的基础上，结合智能电网的需求，对变电站自动化技术进行充实以实现变电站智能化功能。从智能电网体系结构看，智能化变电站是智能电网运行与控制的关键。作为衔接智能电网发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节的关键，智能化变电站是智能电网中变换电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压的重要电力设施，是智能电网“电力流、信息流、业务流”三流汇集的焦点，对建设坚强智能电网具有极为重要的作用。智能化变电站是采用先进的传感器、信息、通信、控制、智能等技术，以一次设备参量数字化和标准化、规范化信息平台为基础，实现变电站实时全景监测、自动运行控制、与站外系统协同互动等功能，达到提高变电可靠性、优化资产利用率、减少人工干预、支撑电网安全运行，可再生能源“即插即退”等目标的变电站。其内涵为可靠、经济、兼容、自主、互动、协同，并具有一次设备智能化、信息交换标准化、系统高度集成化、运行控制自动化、保护控制协同化、分析决策在线化等技术特征。

2 智能站系统特征

智能变电站电气设备主要有变压器、电气主接线及厂用电、配电装置、变电站设备以及智能元器件等组成。电气设备接线牢固度、正确性，设备接地线的安装，设备固定螺丝的旋紧、电气仪表设备固定架的焊接等等多方面都是影响安装质量的因素，因此在进行设备安装过程中，必须通过健全的质量控制体系来对安装施工质量进行监控，一次保障电气设备的安装质量。

智能电气设备是附加了智能组件的高压设备，智能组件通过状态感知与指令执行元件，实现状态的可视化、控制网络的自动化，为智能电网的提供最基础的功能支撑。智能组件是若干智能电子装置的集合，安装于宿主设备旁，承担与宿主设备相关的测量、控制、和检测等功能。满足相关标准要求时，智能组件还可以集成相关继电保护功能。首先，定义功能层和逻辑接口，依据IEC61850标准规约，实施一次设备信息标准化，对象节点抽象。其次，将一次设备与二次设备结合，进行一次设备智能化。安装调试用于进行信息采集、传递的光电互感器，并检测其在全方位在线监测设备运行状况是否良好。再次，安装调试通过光纤通信网络连接起来的变电站层的监控工作站、后台工作站，间隔层的间隔控制、保护单元，过程层的智能一次设备单元。然后，查看并确定系统中开关节点（拓扑节点）和电气量节点（控制节点）的布局，传统设备和电力电子设备功能配置，控制策略仿真。最后，对整体进行功能优化和调试。

在智能变电站的建设中由于使用了大量智能组件在主变、避雷器、GIS、高压开关柜等主设备上，实现了对设备状态的智能监测，进而使得电气设备真正的具有信息数字化、功能集成化、结构紧凑化、检修状态化以及运维高效化等特点。同时在智能变电站的建设过程中，为了高质量的完成各种电气的安装调试工作，除了需要规范化的程序安装，还需要加强安装人员的质量控制意识，强化每一个安装环节的验收管理工作。

3 二次系统调试

智能变电站二次系统调试要经过出厂验收、集成测试与联调、分系统测试、系统调试、带负荷试验等过程。由于智能变电站二次系统调试的整个系统构成比较复杂又面临多种多样的对象，因此要提高二次系统调试工作的效率则需要进行全过程调试。目前，分系统测试、系统调试、带负荷试验等过程为现场调试部分，在智能变电站的现场调试过程中，通过对大量工作经验的总结，在智能变电站的调试过程中要加大对系统集成的测试和对系统联调深度及广度的测试与调试。因为在二次系统集成测试与联调阶段容易出现影响智能变电站的可互操性及运行的安全性。及时对智能变电站二次系统进行调试使其符合安全规范及运行的要求，就需要在出厂验收阶段严格验收产品的工艺及制作过程，使其符合相关规定、标准的要求。在集成测试及系统测试的联调阶段，要注意和设备生产方联系，对二次调试中的单体调试、一致性、互操作性、网络性能等测试时要避开设备生产方。注意以上内容才能更好地开展智能变电站的调试工作。一般在二次系统设备和接线完成之后，再进行功能性测试。

智能变电站进行二次系统测试的主要目的是：测试智能变电站各个系统单元（智能终端、保护及测控装置、故障录波器）的性能及其互操能力；测试保护装置及智能操作箱对goose跳闸机制的可靠性；测试系统对相关标准、规程的执行情况。智能变电站二次系统测试的主要采用一致性测试法。通过验证通信接口与标准的要求来检验通信线路上的数据流对访问组织、肘间同步、电平、位顺序及错误的处理等信息。通过一致性测试可以有效地提高系统协议间的互操作性。一致性测试既是系统互操作性测试的前提与基础，也是智能变电站二次系统设备互操作性对各种标准运行的要求。在智能变电站二次系统测试中，需要应用rtds仿真系统、模拟信号接口、电子式互感器模拟装置等设备。通过这些装置对智能变电站的系统测试中的模拟量回路联调试验、开关量联调试验、间隔层设备联调试验、监控系统联调试验、远动通信系统检查及操作试验等。

通过以上对智能变电站二次系统测试主要目的及方法的分析，我们可以看出：在智能变电站中，各种新设备的试验都有别于传统的变电站试验。智能变电站由智能化一次设备及网络化二次设备构成，整个智能变电站二次系统的良好运行是整个网络交换保护的关键，只有这样才能更好地实现保护间的各个命令信号的传递。为了更好地对智能变电站二次系统进行测试，应该采取更加完整性的测试方法来提高二次系统的调试水平。

针对大多数智能变电站的二次系统调试工作的现状，采用全场景试验方法不失为一种有效的策略。通过将二次系统作为智能变电站中的一个整体，同时把合并单元、网络交换机一起进行性能检验，从整体上提高智能变电站的性能。智能变电站全场景试验的策略可以有效地保证二次系统接线及输入信息的完整性。

总之，随着电网的一次设备智能化、信息交换标准化、系统高度集成化、运行控制自动化、保护控制协同化模式的迅猛发展，智能变电站将是随后我们建设的重点，只有更多的进行安装调试工作的实践，才可以更好的指导我们在技术上创新，不断进步，使智能变电站的发展越来越好。

致谢：

感谢所有参与本次论文讨论、编写的人员，通过与现场工作人员的探讨研究，使我受益匪浅，对本次论文起到了很大的帮助，他们的支持与帮助，是我最大的收货财富。

参考文献：

[1] 智能变电站二次系统调试方法研究；中国科技纵横. 2014.

[2] 220kV智能变电站的调试方法及工程实践；华北电力大学；2013

[3] 智能变电站技术与应用；中国电力出版社；2010

[4] 智能化变电站的应用及调试；中国科技财富；2012