刍议智能变电站继电保护的调试方法

唐一专

（广西电网有限责任公司南宁供电局 广西南宁 530000）

刍议智能变电站继电保护的调试方法

唐一专

（广西电网有限责任公司南宁供电局 广西南宁 530000）

电力能源已成为当今社会发展的重要基础，无论是生产生活还是社会正常运转都需要充足的电能作为保障。随着科技的进步和社会的发展，人们对电能供应提出了更高的要求，智能变电站也应运而生，大幅度的提升了原有变电站的工作效率和安全稳定性。在智能变电站发展过程中也显现出了越来越多的问题和缺陷，尤其是继电保护问题，更是直接影响了变电站的工作效果。鉴于此，本文将在分析智能变电站继电保护结构体系的基础上，提出几种可行性调试方法，希望为推动智能变电站向着更加安全、稳定的方向发展。

智能变电站；继电保护；调试方法

智能变电站中的继电保护装置与传统变电站的功能类似，都是进行电力系统检测、发出故障信号并解决故障的保护装置。随着计算机技术的发展，智能变电站中的继电保护技术也随之得到提升和完善，并从单一组合模式逐渐发展为自动化多功能模式，不仅反应速度快、操作便捷，而且信赖度高，硬件条件良好，可以实现数据信息的共享，可见，智能变电站中的继电保护装置与传统装置相比具有巨大的优势。由于变电过程极为复杂，涉及不同系统的交互和联结，因此任意一个环节出现问题都有可能造成整个系统出现问题甚至崩溃，尤其是继电保护装置的调试工作，更需要以动态的眼光去看待，努力钻研和创新调试方法。

1 智能变电站继电保护调试的重要性和结构体系

1.1 智能变电站继电保护调试的重要性

进行继电保护调试的目的：①在于保证智能变电站能够顺利输送电能；②检验变电站电气设施的运行状态和性能，从而判断设备运行是否符合设计要求。可以说，继电保护调试是保证智能变电站发挥送电功能，进行全站设备检测的重要环节[1]。近年来，我国在建和已建成的智能变电站数量持续增长，极大地提升了电网调度的自动化和智能化，同时在抵抗突发事故的能力上也获得显著提升。数字化操控过程实现了全站设备的自动化运行，在这一背景下，更需要做好继电保护调试工作以适应新的工作方式。

1.2 智能变电站继电保护系统的结构体系

智能变电站的继电保护系统与传统变电站相比存在明显差异，其组织形态为模块化，网络结构是两网三层，标准体系采用的是IEC61850，传输依据为数据帧。传统变电站是将继电保护装置组织起来进行控制，而智能变电站则是在模块化理念的引导下创造更加灵活多变的继电保护系统，这种构造可以在相关装置中更加灵活的体现保护功能[2]。两网三层的继电保护结构是由间隔层、过程层、站控层来组成的两层网络结构——站控层网络和过程层网络，具体来讲，处于站控层的工作站和打印机以及处于间隔层的保护、测控、计量、录波设备交织成站控层网络，间隔层与处于过程层的智能终端、合并单元交织成过程层网络。IEC61850是智能变电站网络通信中需要遵循的基本原则，具体体现为功能逻辑划分需要参照传统继电保护装置，也就是需要按照继电保护装置的功能单元来划分逻辑点，包括采样值处理、算法等。智能变电站继电保护装置的流程依据为数据帧，即使用太网数据帧形式来传送采样值，并下达跳闸等指令。

2 智能变电站继电保护调试工具配置及方法总结

2.1 调试工具

智能变电站继电保护装置的调试工具包括：万用表，500V、1000V及2500V兆欧表，光发生器、光功率计，双绞线缆测试仪，网络报文记录分析仪、网络负载测试仪（如Smartbits），继电保护试验仪（包括常规和数字式），高频通道测试仪，GPS信号发生器，精确时钟测试仪、电子式互感器综合校验仪（NT702等）、AD模拟器、光电转换器、便携式示波器、便携式录波器等。应用软件包括SCD配置软件、GOOSE模拟软件、SCD文件查看软件等。

2.2 调试方法

智能变电站继电保护装置的调试流程可以总结为：组态配置→系统测试→系统动模试验→现场调试→投产试验，其中，组态配置包括对相关图表文件进行核对和下装；系统测试即在出厂阶段进行单体和系统测试；系统动模并非常规调试内容，只在必要时进行，而且动模试验一次接线应当与实际工程保持一致，如果系统规模较大可以适当减小规模但需保证完成各类保护的所有故障类型；现场调试需要借助其他辅助设备完成；上述工作完成后需要在投产前进行相关试验和检查。

2.2.1 继电保护装置元件调试

对继电保护装置元件进行调试既是其他调试方法的基础，同时也是最直接有效的调试手段。在进行元件调试之前，首先应当全面检查相关设备的插件是否完好无损，如果发现压板松动的情况需要及时处理。之后还要仔细检查设备的绝缘情况，观察装置电流及电压的零漂值[3]。相关设备检验工作完成后，下一步就是进行保护定值的校验，校验完成后需要在确保光纤通道连接正常的前提下进行联调，连接正常的标准为指示灯熄灭且无警告异常，联调时首先需要检测差流和对侧电流，然后联调两侧设备保护功能。元件及相关设备的调试需要严格按照标准的流程进行，而且还要参照标准化作业模式进行各项操作，避免因不规范操作造成意外不良后果。

2.2.2 光纤回路调试

智能变电站一般采用光纤传输方式，因此，光纤已成为智能变电站继电保护系统中不可或缺的重要组成部分，光纤回路试验的重要性也与日俱增。光纤回路试验内容主要包括以下两点：①在测试工作中，要做好光通道损耗、光收发器件功率的测试记录；②核对装置背后的断链警告信息[4]。

2.2.3 通道调试

通道调试之前需要进行一系列的准备工作，正式调试之前需要仔细判断通道和相关设备的运行状态，只有确认通道光纤质量符合要求及通道内无异常报警情况才能开展下一步工作[5]。此外，还要检查通道光纤路径的清洁状态及与接地线的安全性，如果接地线的质量和性能不符合要求，严禁进行下一步工作。准备工作就绪后，就可以开始通道的调试工作，主要工作内容为：同时对光纤路径和备用通道进行调试，在调试光纤路径时需要检查相关设备的发光率，并准确记录调试数据，将记录结果与标准数据进行对比分析，如果调试数据超出标准数据范围需要进行全面的检查。双重调试工作完成后，需要调试光纤在接收数据方面的工作效率，在调试操作阶段，如果出现信号接收异常则表明通道异常，否则提示通道一切正常。

2.2.4 GOOSE调试

GOOSE调试需要按照配置表的所有信息进行整理，并以此作为图纸依据。GOOSE调试之前：①需要根据智能装置开发原理设计智能装置的虚端子，并设置好通信状态，做好报文的统计工作，只有明确没有报警讯息才能进行现场调试。②要结合继电保护原理设计虚端子逻辑连线，并按照逻辑连线完成配置表设计，GOOSE调试的发送功能最多能够同时支撑八个模块，为了方便现场调试，需要配置发送压板，如果发送压板出现运行故障则需要将GOOSE发送的讯息清零[6～7]。

2.2.5 其他调试

上文提到智能变电站采用的网络结构是两网三层，不同网络层级之间都是通过GOOSE形式来进行终端传送的，继电保护装置能否作出迅速反应直接取决于网络连接质量，智能变电站GOOSE网络与一般的变电站二次回路类似，交换机是最关键的部件，因此，变电站能否稳定运行与交换机的性能和功能有很大的关系。智能变电站GOOSE网络交换机主要有以下功能：①测试GOOSE报文能否进行优先传送；②测试安全性，评估有无安全漏洞，对交换机进行攻击测试从而检查其抗攻击能力；③检查功能不同的Vlan端口之间能否进行合理有序的隔离；④测定能否在目标端口看到源端口的数据包；⑤抑制广播风暴；⑥测试交换机的警告性能，评估其能否正常发挥功能，在出现异常情况时需要做好记录工作。

3 智能变电站继电保护调试的应用案例

通过上文的分析可以看出，在智能变电站继电保护调试中，GOOSE连线功能非常重要，其采用硬电缆接线方法对数字信号进行收集，之后再采用打包的方式向外传输。接收方通常只能接受部分信号，因此，在配置GOOSE连接功能之前，接收方首先需要增加信号，而且内外两个信号不同连接。有一条220kV的线路，现对其继电保护装置的开入量通道进行测试，为此，本文将采取智能保护校验仪来进行测试检查。检查发现异常后检验仪已开始进行检测，但是保护装置内却未查看到相关开入讯息，为了查明原因，首先需要检测设备配置，反复验证后发现设备配置没有问题，但是光网口指示灯一直闪烁，表明硬件口没有异常。之后对开启模型文件搜索相关数据集，发现了GOOSE基本参数校对错误，进而导致开入闭锁不能正常显示。

4 结语

本文主要分析了智能变电站继电保护装置系统的结构体系，并提出了多种行之有效的调试方法，希望为今后的智能变电站继电保护调试工作提供思路，从而推动智能变电站的发展和完善。

[1]浮明军，刘昊昱，董磊超.智能变电站继电保护装置自动测试系统研究和应用[J].电力系统保护与控制，2015，01：40～44.

[2]段启文.220kV智能变电站与常规变电站继电保护调试研究与分析[J].电子技术与软件工程，2015，04：246.

[3]高磊，卜强生，袁宇波，等.基于二次回路比对的智能变电站调试及安全措施[J].电力系统自动化，2015，20：130～134.

[4]宋杰，靳希，鲍伟，等.基于IEC61850的智能继电保护装置协同测试系统的研究[J].电力系统保护与控制，2012，05：59～63+68.

[5]周伟，柯方超.220kV智能变电站与常规变电站继电保护调试研究与分析[J].湖北电力，2012，05：21～22.

[6]林春海.变电站综合自动化及继电保护系统一体化调试方法[J].中国高新技术企业，2014，14：122～123.

[7]陈志光，李一泉，黄勇，等.基于风险管控的智能变电站继电保护测试平台研究[J].机电工程技术，2015，11：108～113+162.

TM63

A

1004-7344（2016）10-0064-02

2016-3-1

唐一专（1989-），男，助理工程师，本科，主要从事继电保护（智能变电站）工作。