330 kV智能变电站二次系统联调方法探索

李江鹏， 宁永龙

(吴忠供电公司，宁夏 吴忠 751100)

330 kV智能变电站二次系统联调方法探索

李江鹏， 宁永龙

(吴忠供电公司，宁夏 吴忠 751100)

介绍了某330 kV新建变电站的基本情况和二次系统联调方法，通过对SCD文件的配置和检查，对站内过程层、间隔层、站控层设备的单体测试和联合调试，总结了330 kV智能变电站联调的主要思路、项目和方法，为新建智能变电站联调测试提供参考。

智能变电站；IEC61850；SCD文件；组态；联调

Abstract: This paper contains basic information about a new 330kV substation and the joint debugging method for its secondary system. On the basis of SCD file configuration and inspection as well as unit test and joint debugging of its equipment on the process layer and spacer layer and its equipment on the station control layer, it summarizes main ideas, projects and methods for joint debugging of the 330kV intelligent substation, thus providing a reference for joint debugging of new intelligent substations in the future.

Keywords: intelligent substation; IEC61850; SCD file; configuration; joint debugging

0 引 言

随着智能电网建设的逐步推进，新建的变电站大多都采用了基于IEC61850规约的智能变电站。由于目前智能变电站正处于发展阶段，智能变电站二次设备可能存在一些问题。为了加快智能变电站的施工进度和提高智能变电站的运维质量，尽可能的在变电站投运前解决发现的问题，智能变电站的二次系统联调就显得尤为重要。

1 联调变电站基本情况

本次联调的变电站共有三个电压等级，分别为330 kV、110 kV和35 kV，其中330 kV部分采用3/2接线形式，110 kV部分采用双母双分段接线形式，35 kV部分采用单母分段接线形式。二次系统配置中，330 kV过程层未配置合并单元，110 kV过程层配置合并单元。表1所示是本次联调涉及的二次系统配置表。

2 变电站联调依据的标准和规范

目前，智能变电站联调的主要依据为IEC61850-9-1-2003《变电站通信网络和系统》和国家电网公司颁布的技术标准和规范，比如Q/GDW 383—2009 《智能变电站技术导则》、Q/GDW1809-2012《智能变电站继电保护检验规程》、Q/GDW1810-2012《智能变电站继电保护检验测试规范》、Q/GDW426-2010《智能变电站合并单元技术规范》、Q/GDW428-2010《智能变电站智能终端技术规范》、Q/GDW429-2010 《智能变电站网络交换机技术规范》，国网标准是对IEC61850-9-1-2003《变电站通信网络和系统》的细化和补充。

3 二次系统联调的主要工作

3.1 SCD组态配置检查

SCD文件作为智能变电站的基础，描述了变电站中各个IED设备间通信和IED之间逻辑联系等信息。SCD文件的正确性决定了联调工作的正确性和可靠性，其重要程度不言而喻。SCD组态配置检查主要有如下几个方面[1]。

3.1.1ICD文件的合法性检查

ICD文件作为智能变电站IED设备的能力描述文件，表示IED设备的信息交换等信息。本站二次系统设备的集成厂商为国电南自，所以本次联调ICD文件合法性检查采用国电南自AltovaXMLspy工具，此工具可以检查出ICD文件是否存在语法错误和是否符合Q/GDW396 《IEC 61850工程继电保护应用模型》规范。

3.1.2SCD文件Communication配置检查

SCD文件中Communication为工程实际物理通信子网的映射，包括站控层MMS网，过程层GOOSE网及SV网。本次联调Communication配置主要检查项目有如下几个部分。

1)站控层MMS网设备IP地址配置是否全站唯一，避免造成IP冲突导致的站控层设备通信中断。

2)过程层GOOSE网及SV网中各控制块MAC地址、APPID是否正确并全站唯一，各间隔IED设备报文发送优先级、VLAN配置是否正确。

3.1.3SCD文件中IED配置检查

SCD文件中IED部分配置描述了站内各二次设备间的逻辑联系关系，决定了保护装置能否正确动作出口和告警信息能否正确上送。IED配置检查主要进行以下几个部分。

1)各间隔IED设备命名是否符合规范，是否存在重复命名的现象，以利于后期变电站的运行维护。

2)各关联IED设备虚端子连线是否正确。如某110 kV线路间隔需检查：保护测控装置与该间隔合并单元和智能终端间虚端子连线，保护测控装置与母差保护间虚端子连线，合并单元和智能终端与母差保护间虚端子连线，间隔合并单元与母线合并单元间虚端子连线等。此项工作作为SCD文件制作过程中最繁琐的部分，需要集成厂商和联调工作人员认真仔细，确保每一根连线正确。3.2典型间隔二次系统测试

本次联调涉及站内330 kV、110 kV和35 kV三个电压等级，为了尽可能发现存在的问题，330 kV部分选取第一串线变串作为典型间隔，同时测试两套330 kV母差保护与各间隔合并单元与智能终端间配合。110 kV部分选取111线路和100 A母联间隔作为典型间隔，同时测试110 kV母差保护与各间隔合并单元与智能终端间配合和110 kV母线合并单元电压并列功能。公用部分测试变电站监控系统能否正确接收和分析各典型间隔设备信息。35 kV部分由于采用常规保护测控装置，所以本次联调中不涉及35 kV部分。

3.2.1二次系统设备单体测试

1)保护装置逻辑功能测试

保护装置逻辑功能测试的目的是检验保护装置逻辑和SCD文件导出的各装置实例化配置文件ICD的正确性，确保在电网发生故障时能迅速可靠的切除故障。保护装置逻辑功能测试应按照Q/GDW1809—2012《智能变电站继电保护检验规程》[2]及Q/GDW1810—2012《智能变电站继电保护检验测试规范》[3]要求来进行，对发现的问题及时进行反馈并处理。

2)智能终端和合并单元性能测试

智能终端和合并单元性能测试的目的是检验智能终端和合并单元是否满足Q/GDW426 -2010《智能变电站合并单元技术规范》[4]、Q/GDW428-2010《智能变电站智能终端技术规范》[5]要求，本次联调中智能终端和合并单元测试项目如表2和表3所示。

表2 智能终端性能测试项目

表3 合并单元性能测试项目

3)交换机性能测试

智能变电站交换机分为站控层交换机和过程层交换机，站控层交换机承担着全站间隔层设备与站控层设备的通信，过程层交换机承担着过程层网络中GOOSE和SV信号的传输。所以交换机的性能对变电站安全稳定运行起到重要的作用，必须在联调阶段进行交换机性能测试。按照Q/GDW429-2010 《智能变电站网络交换机技术规范》[6]要求，本次联调交换机性能测试项目如表4所示。

表4 交换机性能测试项目

3.2.2过程层与间隔层设备联合测试

过程层设备与间隔层设备联合测试的目的是为了检验在各IED设备下载了SCD文件生成的配置文件后，各IED设备是否可以正确的反应一次设备实际情况并在发生故障时及时切除故障，主要包括装置跳合闸出口验证、各装置间的启动失灵和互相闭锁功能验证、各间隔合并单元与保护装置间采样通道验证等。本次联调主要对330 kV和110 kV部分典型间隔进行了测试(如图1所示)，具体有以下几个方面[7]。

图1 联调变电站接线图

1)330 kV线变串二次系统测试

(1)在3311合并单元处施加模拟量模拟故障状态，检查2SS线路保护动作正确跳相应3311开关和3310开关并启动相应装置失灵；

(2)在3311合并单元处施加模拟量模拟故障状态，检查3311开关保护动作后跳3311开关、启动3311开关重合闸并启动相应装置失灵；

(3)在3312合并单元处施加模拟量模拟故障状态，检查1B主变保护动作跳3312开关、3310开关、101开关、301开关、100 A开关、100I开关、100II开关、300开关并启动相应装置失灵；

(4)检查各间隔合并单元、保护装置、测控装置、智能终端检修状态不一致时闭锁功能是否满足要求。

2)330 kV母线系统测试

(1)在3311合并单元处施加模拟量模拟I母母线故障，检查330 kV I母差保护动作时正确跳连接于I母的3311开关；

(2)在3311合并单元施加模拟量模拟支路故障，并在3311开关保护装置处给母差保护发送支路开关失灵GOOSE开入，检查330 kV母差保护失灵保护动作时正确跳连接于I母的3311开关。

(3)检查3311合并单元、智能终端与母差保护间检修状态不一致时闭锁功能是否满足要求。

3)110 kV线路间隔、母联间隔系统测试

(1)在111合并单元处施加模拟量模拟故障状态，检查110 kV线路保护动作时正确跳开对应断路器并启动110 kV母差失灵；

(2)在100 A合并单元处施加模拟量模拟故障状态，检查110 kV母联保护动作时正确跳开对应断路器并启动110 kV母差失灵；

(3)检查100 A与100 A间隔合并单元、保护测控装置、智能终端检修状态不一致时闭锁功能是否满足要求。

4)110 kV母线系统测试

(1)在111合并单元处施加模拟量模拟IA母线故障，检查110 kV IA/IIA母差保护动作时正确跳连接于故障母线的111开关、100 A开关、100I开关；

(2)在111合并单元施加模拟量模拟支路故障，并在111线路保护装置处给母差保护发送111开关失灵GOOSE开入，检查110 kV母差保护失灵保护动作时正确跳开连接IA母线的111开关、100 A开关、100I开关；

(3)检查各间隔合并单元、智能终端与母差保护间检修状态不一致时闭锁功能是否满足要求。

(4)模拟110 kV I/II母电压并列和解列状态，在111线路保护、100 A母联保护、1B主变保护、110 kV母差保护处观察电压是否正常。

3.2.3站控层设备检查和测试

本次联调涉及的站控层设备主要为国电南自PS6000+变电站监控系统，测试项目如表5所示[8]。

表5 PS6000+变电站监控系统测试

4 结束语

智能变电站的建设过程中，掌握科学高效的联调方法可以加快变电站的建设速度，同时能够及时解决联调过程中发现的问题，提高了变电站投运后的运行质量。本次变电站联调工作解决了一些设计存在的不足之处，同时在联调过程中总结了智能变电站联调的思路、项目和方法，提升了自身对智能变电站二次系统的理解。

[1] 智能变电站技术导则.Q/GDW383-2009[S].北京：中国电力出版社,2009.

[2] 智能变电站继电保护技术规范.Q/GDW1809-2012[S].北京：中国电力出版社,2012.

[3] 智能变电站继电保护检验测试规范.Q/GDW1810-2012[S].北京：中国电力出版社,2012.

[4] 智能变电站合并单元技术规范.Q/GDW426-2010[S].北京：中国电力出版社,2010.

[5] 智能变电站智能终端技术规范.Q/GDW428-2010[S].北京：中国电力出版社,2010.

[6] 智能变电站网络交换机技术规范.Q/GDW429-2010[S].北京：中国电力出版社,2010.

[7] 董磊超,于士谦,乔彦涛,潘良煜.智能变电站联调测试方法研究[J].华电技术,2012,34(11):62-62.

[8] 顾建,王志亮,王金岩.智能变电站监控系统的测试与联调[J].浙江电力,2014,36(9):62-64.

Exploration of Joint Debugging Method for the Secondary System of a 330 kV Intelligent Substation

Li Jiangpeng, Ning Yonglong

(Wuzhong Power Supply Co., Wuzhong Ningxia 751100, China)

10.3969/j.issn.1000-3886.2017.03.017

TM76

A

1000-3886(2017)03-0053-04

定稿日期: 2016-10-12

李江鹏(1990-)，男，宁夏人,助理工程师，研究生，主要从事电力系统继电保护工作和研究。 宁永龙(1988-)，男，宁夏人,助理工程师，研究生，主要从事电力系统继电保护工作和研究。