智能变电站二次相量测试方案的研究与讨论

马艳 杨军伟 吴航

【摘要】针对传统变电站进行二次相量测试的风险性，文章以某110kV的智能变电站送电试验为例，对智能变电站的应用进行分析。

【关键词】智能变电站；二次相量测试方案；DM5000E

电力系统的运行过程中，需要对电压互感器进行二次相量测试。而传统的变电站要以带负荷的方式进行具体测试，这就增加了其测试的风险。基于此，应采用智能变电站进行二次相量测试。该类变电站能够有效保证二次相量测试所获取数据信息的精确性，并且不存在延时不稳定的问题

一、智能变电站二次相量测试试验方案

智能变电站采样回路的试验过程有三个，分别是合并单位、保护装置以及分开测试。合并单位装置，首先要利用DM5000E备用出SV的输出光口来接收数据。该装置能够测得三相电压电流的相位角与二次值，所获得的数据内容可作为基准值。其次，再利用DM5000E的保护装置，将合并单元进行直接采集直到保护装置的光纤拔下才能接入DM5000E。期间所获得的相位角和二次值可作为验证智能变电站SCD文件的配置是否正确。最后，在過程层的交换机上，要开通一个备用的光口。与此同时，还要对其配置为SV的采样，并利用DM5000E在此备用光口接收数据信息，进而获得三相电压电流的相位角和二次值。这一数据，能够验证智能变电站SCD文件配置的过程是否正确。

二、测试方案分析

1.安全性分析

智能变电站的二次相量测试方案，需要应用到测量电流和电压二次回路的电流电压数据信息。由此可以看出，二次相量测试方案需要在电流电压二次回路基础上进行工作。对于传统的变电站来说，二次相量测试是一项具有风险的工作内容。尤其是需要进行带负荷的二次相量测试工作，这就意味着传统变电产的相量测试工作人员，要在既定的操作流程、安全规程以及监护制度来保证整个测试方案的顺利完成。对于智能变电站而言，由于线路、母线等保护装置中不存在模拟量的输入。因而，合并单元在采集二次绕组模拟量时，不会出现外露，这就有效降低了PT机短路和CT机开路的运行风险。此外，由于数字量的采集过程中应用到的电压都是安全电压，所以不会对工作人员造成人身方面的伤害。利用智能变电站进行二次相量测试的过程中，由于其光纤较为脆弱，插拔过程要注意保护好光纤和光口的接头。

2.可靠性分析

智能变电站进行二次相量测试的方法主要是通过测量仪表，来获取互感器二次绕组上实时的电压信息和电流相量的。而后，系统就能够结合变电站具体的运行方式和潮流方向，分别分析出一次侧电流和电压的运行状况，进而判断其是否具有运行可靠性。在此过程中，需要充分考虑合并单元时，电流电压的模拟量转化为数字量的精度度。对于电流电压的模拟量数据转化过程，还要考虑其路径的走向和同步延时所产生的误差问题。此外，测试采用的测量仪表所获取数据的可靠性，也是必须要考虑的。

由于各类智能变电站的规范设计中，有严格的要求指出：必须保证二次相量测试所获取数据信息具有可靠性、时效性和精确性。这就需要测试方案在执行过程中，必须考虑合并单元与保护装置之间同步时延误差。具体的测试过程是靠光纤进行数据传输的，这就意味着传递以及DM5000E所接收到的数据内容全都是数字量。根据IEC61850的校验和规范后，就能够保证数字量传输过程的数据信息准确性。由此可以看出，智能变电站进行二次相量测试方案能够具备可靠性的使用要求。

三、智能变电站二次相量测试方案的应用分析

智能变电站的二次相量测试，是通过手持式数字万用表（DM5000E）中的SMV采样功能与安全措施和一定方法来实现的。智能变电站的规范设计中，进行一次电压电流互感过程所采用的是传统的互感器。而智能变电站的二次相量测试合并了单元，直接利用电磁式互感器来进行二次绕组模拟量的采集。文章以某110kV的智能变电站的送电试验为例，当电磁式互感器采集了二次绕组模拟量后，就可以将其转化为数字量信号量。而后，数据信息就可以经过合并的单元同时为二次设备的使用进行供电。测试试验方案还将智能变电站中的线路保护和母线保护，利用点对点的模式进行数据传输。这样一来，二次测试合并单元所输出的数字量采样值就可以直接发送到线路的保护装置和母线的保护装置中。对于测控装置和计量装置的采样过程采用的是组网传输模式，而由合并单元输出的数字量采样值，则是以太网交换机的形式共享至过程层的总线。

在智能变电站二次相量测试方案的应用中，过程层采用的是点对点的传输模式。这就意味着合并单元所输出的数字量采样值，是直接发送到线路和母线保护装置的。在整个二次相量测试方案的过程中，不论是采样环节还是传输环节都不存在延时不稳定的条件，这是因为采样和同步是在系统的间隔层完成的。而合并单元数据的传输前期阶段，需要将前端的采样数据延时标记在数字采样值的报文中。在进行数据验收的工作中，要特别注意合并单元采集的内部延时标记过程。与此同时，报文的采样延时设置，需要注意不同厂家之间配合问题。

结束语：

综上所述，智能变电站已经成为电力系统未来发展的主要方向之一，应将智能变电站有关的应用规范和标准进行完善，以发挥出其应有的价值作用。本文分析的二次相量测试方案内容，就是研究完善方式的具体过程，其目的是为相关行业建设者提供一些理论依据。

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