智能变电站的二次设备调试与检修

摘要：在智能电网中，二次设备是智能电网中非常重要的一部分，是智能电网运行的物理基础，同时也是执行调度中心命令的重要单元。文章以110kV智能变电站为例，首先对二次设备的调试和检修进行了探讨，然后对存在的问题进行了分析并提出了相应的解决措施。

关键词：智能电网；智能变电站；二次设备调试；智能终端；设备调试 文献标识码：A

中图分类号：TM63 文章编号：1009-2374（2017）04-0128-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.065

随着现代化智能电网的不断发展，智能化电网的建设已经成为电站未来发展的主要方向。而对调试工作人员来说，智能化变电站的二次设备已经产生了非常大的变化，如果依然采用传统的二次设备检修模式已经不再适应，为了做好智能变电站二次设备的调试和维护工作，需要进一步对智能化变电站的结构原理进行探讨，并提出相应的调试措施，保证变电站的稳定运行。

1 智能变电站

智能变电站使用的智能型设备的主要特点是低碳、环保、可靠、集成和先进，以规范化的信息平台和一次设备参量的标准化和数字化为基础，在设计过程中需要对信息化、数字化和网络化进行严格要求，可以自主地完成一些智能化操作，比如对信息进行控制、检测、保护、计算、采集以及测量等进行智能化操作。以IEC61850的标准为基础，促使互动协同化、一体化集成和信息标准化得以完全实现。智能化变电站二次系统的主要特点包括三点：（1）信息交换标准化、系统实现高度集成化。系统结构比较合理，变电站与控制中心可以使无缝通信得以实现，从而使采集设备状态特征量时，不会有盲区存在，使系统的配置、维护得到快速的实现；（2）对控制系统化进行保护，使控制自动化运行得以实现，使电流和电压在采集时完全实现自动化，有效集成所有的数据信息，促使二次系统设备实现不断的优化和整合，使数据共享得到全面实现；（3）对决策在线化进行仔细分析。在线监测所有的设备，使信号回路状态、动作信息智能电子装置IED故障以及电网运行状态数据等实现高效获取。

2 二次系统的主要组网方式

智能变电站逻辑上的设备组成主要包括三层，即站控层、间隔层和过程层，在连接时主要使用开放、分布和分层的以太网络进行连接。整个二次系统的主要结构类型为“三层两网”，间隔层设备和站控层设备在连接时主要借助站控层网络来实现的，过程层设备和间隔层设备在连接时，主要是借助过程网来实现的，详见图1

所示：

2.1 过程层

一次设备和二次设备的结合面被称之为是过程层，这也是智能化电气设备的主要组成部分，过程层的作用主要包括三点：（1）在电力运行时对电气量进行实时检测；（2）对运行设备的状态参数进行认真检测；（3）对各种操作进行执行和控制。主要的设备有智能组件、智能终端、合并单元和电子式互感器等。

2.2 间隔层

对间隔层的实时数据资料进行汇总，使一次设备的控制功能得以实现，使其与站控层和过程层的网络通信得到高速完成，优先控制统计运算和数据采集。主要的设备有PMU、网络分析仪、故障录波器、电度表、测控装置以及保护装置等。

2.3 站控层

站控层在对全站的实时数据进行汇总时，主要是借助两级高速网络得以实现的，对站内运行的连接界面进行及时供应，使对全站的监管得以实现，主要包括自动化软件系统、远动装置、五防主机、操作员主机、监控主机以及网络设备等。

2.4 “两网”结构

过程层交换机也被称为光以太网，主要包括过程层的GOOSE网络和SV网络。站控层交换机也被称之为电以太网，主要包括站控层的MMS网络。间隔层的联闭锁信息也是通过GOOSE网络进行有效传输的。

3 调试智能变电站二次设备

3.1 调试测试仪

保护测控设备的输入数据接口完全都是数字化的，因此需要使用数字式光电测试仪来对二次设备进行测试。数字式光电测试仪主要包括两种类型：（1）由Omicron等公司生产的高价格新型测试设备，该设备可以发射数字信号；（2）模/数转换设备方式与模拟信号测试设备相结合的仪器，使用比较广泛的就是HELP2000模/数转换设备。Omicron公司生产的新型测试设备可以使智能终端和间隔层设备的闭环测试方法进行快速的实现，在对设备进行保护时，GOOSE网络给智能终端发出指令时主要是借助GOOSE动作命令实现的，智能终端在接收到指令以后，借助出口节点动作将相关指令传输给开关设备。

3.2 测试继电保护设备的性能

测试继电保护设备的性能时主要包括以下内容：程序版本的记录；对时功能的检验；软、硬压板的审查；检查动作报告标准化程度；测试动作时间和动作值；收发GOOSE报文功能的检查；保护逻辑的验证以及采样功能和精度的检查等。

3.3 测试测控设备的性能

测试测控设备的性能时主要包括以下内容：程序版本的记录；对时功能的检验；同期合闸功能的验证；间隔五防闭锁逻辑性能的验证；收发GOOSE报文性能的检查以及采样精度与功能的检查等。

3.4 测试合并单元的性能

测试合并单元的性能时主要包括以下内容：程序版本的记录；合并单元自诊断功能的检修；电压并列功能和电压切换功能的验证；对合并单元格失步等现象进行规范；对报文格式和网络记录设备进行分析；对守时和同步精度进行测试以及对合并单元输出的角度和幅值误差进行仔细分析等。

3.5 测试智能终端的性能

测试智能终端的性能时主要包括以下内容：分析SV报文中断的原因；测试SV报文接收与发送的精准度；程序版本的记录；报警功能的验证；测试智能终端功能消耗情况；测试GOOSE开关量延时情况；测试智能终端的最佳开关量发送情况；对动作时间进行測试以及对智能终端的执行控制能力进行测试等。

3.6 测试部分监控

在对部分监控进行测试时主要包括以下内容：以监控后台为基础，对监控画面的绘制是否满足运行标准进行检查；对各间隔的遥测值正确性进行检查；出现遥信以后，警告窗是不是进行及时的报出，光字牌上是否有清晰的显示等。

4 二次设备故障的解决

4.1 保护装置

保护装置出现故障后，需要及时地将原因找到，并将具体情况汇报给调度人员，在调度人员同意后重新启动保护装置。保护装置重新启动以后如果能够正常运行，需要将跳闸出口软压板恢复到正常的工作状态，将处理结果及时地上报给调度人员；如果不能恢复正常运行，需要及时地给检修人员和调度人员汇报有关的重启情况，按照调度人员的指令对保护装置的运行模式进行调整。

4.2 智能终端

智能终端出现故障后一定要及时将原因查明，并将具体情况汇报给值班调度。调度人员同意重新启动智能终端后，需要先将相关的安全保护措施提前准备好，智能终端重启的相关情况及时地上报给检修人员和调度人员。智能终端GOOSE出现断链的情况后，保护装置会记住GOOSE断链前一次的设备情况，这就使得其他的保护装置不会发送报文，使保护装置的功能不受到任何的影响。

4.3 合并单元

合并单元的自诊断功能比较完善，确保在装置内部异常、通讯异常、通讯中断、采集单元异常、电压异常以及电源中断时不会有错误的信号发出。自检信息和异常信号可以通过合并单元进行传输，检修人员对这些异常信息进行仔细分析以后，可以对合并单元出现的故障进行初步诊断，对同一时间点的采样报文进行分析后，合并单元出现的故障就会被发现，进而采取最佳的办法进行解决。

4.4 GOOSE配置

GOOSE配置出现故障以后保护装置会错误的发送异常信号，从而使保护装置出现误动或者是拒动的情况。要想对其进行及时的处理，就要将现场调试和出厂联调工作做好，对配置版本、GOOSE控制引用、目的地址、数据集、GOOSE标识以及应用标识等进行认真检查，确保所有的GOOSE参数满足装置的使用需求。

4.5 远动装置

当远动装置出现故障以后，运行人员需要第一时间到达现场，对站内装置进行及时的监控，在调度同意以后重新启动远动装置。远动装置重新启动后，依然无法恢复就要及时地联系检修人员进行处理。

5 结语

综上所述，在对智能变电站的二次设备进行调试和检修时，要求工作人员可以了解各智能设备的特点，全面掌握IEC61850通信规范，配合厂家对二次设备进行升级，结合智能变电站的实际运行情况开展二次设备的调试和检修，保证智能电网运行的安全性和稳定性。

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作者简介：冉鑫（1985-），男，贵州铜仁人，云南银塔电力建设有限公司助理工程师，研究方向：变电二次调试。

（责任编辑：小 燕）