智能变电站调试技术研究

姜龙++吕梦妮++葛颖丰

摘 要：随着时代的快速发展，之前的变电站运维模式即将被淘汰，新型智能变电站在实践中已经取得一定的成果。随着智能电网的出现，智能变电站的调试成为了当前变电站变革的主要内容。因此，本文拟定对智能变电站的调试进行研究，为智能变电站的建设贡献力量。

关键词：智能变电站 IEC61850标准 集成测试 现场调试 建设和运维

中图分类号：TM762 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）11（c）-0017-02

1 智能变电站的设计架构及其特点

1.1 智能变电站自动化系统的构架

信息的采集、传输、处理和输出是只能变电站的四大功能。因此，这四大模块要求实现自动化、智能化、网络化。而当前智能变电站的建设必须满足以上四大功能。在国际通行的IEC61850标准中，明确列出了以上四大模块中各接口的标准，并要求按照以上标准进行建设，从而实现智能变电站的需求。

智能变电站要求所有设备均为智能化，这也是确保智能变电站得以实施的前提。智能设备之间的传输已经从二次电缆的传统传输模式更改为网络通信方式，这类通信费方式具有即时性、共享性、可靠性等特点。

智能变电站的基本架构体系主要由站控层、间隔层、过程层3个部分组成，各层之间采用以太网、GPS和光缆等方式连接。

1.2 智能变电站的主要优势特征

（1）信息交互网络化。

在智能变电站中，往常的电磁型互感器已经被淘汰，电子互感器已经得到广泛运用，电子互感器的优点是能耗低、效率高，而其它模块装置已经演变成为逻辑功能模块，不再负责信息的传递，减少了设备的压力，提升了设备的运行效率。

（2）设备操作智能化。

当前，智能变电站的断路器已经历经了多次演变。而以为电子、计算机技术为基础的控制回路壹基金那个成为主流的断路器，智能断路器系统主要包含控制单元、智能接口、控制软件三大部分组成。该智能断路器中嵌入电压以及电流变换器，代替了传统的机械式辅助和开关，让断路器变得智能化。

（3）设备检修状态化。

对设备进行状态检修时，必须确定设备有效的运行监测。通过检测到的数据，确定检修时间和检修项目。

2 IEC61850标准在智能变电站的应用

变电站自动化系统IED设备已经实现了规模化、集成化和网络化。但是，运行过程中离不开网络通信系统，而通信系统的标准是重中之重。为此，国际电工委制定了IEC61850系列标准，该标准旨在解决网络通信标准差异较大的问题，该标准肤膏了所有的通信智能变电站通信接口。该标准冲破了一些传统的束缚，让标准更加实用，因此在电力技术的应用有着其它标准没有的特点：信息之间可以实时传递共享；虚拟的标准接口涵盖了所有的变电站通信接口等。

2.1 智能变电站自动化系统拓扑结构

在智能变电自动化系统中，一般仍然采用的是总线型或者环形作为网络结构。

尽管通讯网络的有各种类型的结构，如总线型、星型、环形、树形等。这些网络结构形状各异，其性能也有所差异。

2.2 基于IEC61850的智能变电站结构

从IEC61850标准的定义来看，智能变电站最为主要的三大功能为：控制、监测和保护。因此，在我国的变电站建设时，常常按照站控层、间隔层和过程层3个层次进行分层。

针对智能变电站结构，再结合当前我国智能变电站的运行情况，要实现基于IEC61850标准智能化变电站二次系统维护，主要对以下内容检修。

（1）设备验收。对智能变电站的元器件及工具进行清点，对所有的屏柜按照要求检查。

（2）模型测试。分为两大内容：一部分，对装置文件的合法性进行验证；另一部分，对数据模型描述是否存在差异进行检查。

（3）站控层后台机功能测试：对数据操作进行测试；对数据遥控进行测试。

（4）人员权限维护功能。

（5）GOOSE测试。

（6）远动测试。

3 现场调试的重点和试验方法

3.1 现场调试的主要内容

智能变电站在变电技术、配置、电器元件等方面都有所改进和优化，因此，现场调试的内容也有所变化。由于现场调试是在实际运营环境中进行，能够模拟实际运营情况，因此，调试结果能够真实反映变电站的情况。但是，现场调试对现场环境要求较高，且调试运行时间长，才能系统发现变电站存在的各种问题。

3.2 自动化系统现场调试

3.2.1 远动装置调试

在集控站的实验中，就必然有一些项目需要集中起来，而远动装置是实现项目集中的核心部件。所以，凡是本站有需要转发的项目，都必须通过远动装置，将位于底层的一些数据库资料通过内部通信的方式转移给相关的集控站。集控站在接收到相关试验检测信号后，会将该信号放置在系统指定的位置上，并执行项目试验。且只有在项目实验成功后，才会将这些项目还原到原来的地方，不影响项目的正常实验。

3.2.2 五防系统调试

五防系统主要是用于确保人机交互能够顺利实施的系统，该系统对于测试的准确性有着决定性的关系。因而，五防系统作为本系统的一个分支，得到了广泛的重视。五防系统主要由以下几个部分组成。

五防服务器：该服务器主要用于存储操作预演的相关内容，并且能够通过相关软件来验证预演内容的正确与否。

五防分系统：主要是调用五防服务器的相关内容，并进行相关操作的预演。当相关操作满足预演要求后，在逻辑通过验证的情况下，系统提升五防成功；繁殖，如果逻辑没有通过验证，或者后台演示不成功，也无法获得五防成功的提示。

3.3 网络分析仪的使用

智能变电站主要是在通信技术上得到了较大的改变，从过去的光缆传输，到现在以太网和光纤传递，这是电力技术史上的一次伟大壮举。因此，改变后的智能变电站，运用现代化的通信工具，可以得到GOOSE报文，从而获取到系统运行的相关情况，这也就解决了数据传输中遇到的各种问题，这对系统的分析也有着十分重要的作用，为智能变电站的发展添砖加瓦。

3.4 原始报文分析

常规变电站的调试，往往可以通过万用表来找出系统可能存在的故障点，并分析故障发生原因。但是，智能变电站就必须采用网络报文分析仪的方式进行调试，因为智能变电站一般采用的是数字信号，该类信号无法通过万用表找出问题。虽然报文分析仪能够查出故障存在的问题，但是部分数据传输并没有组网，也就无法查看报文的相关内容。如在检测泸定站的35kV电压等级时，并没有对系统自带的SV传输组网，现场无法通过网络传输报文。为此，人们拟定采用网络抓包工具抓取报文内容，然后现场检测人员通过查阅原始报文的相关内容就可以获得发现故障点的方法。

4 结语

随着智能变电站的设备更新以及软件的开发，智能设备的调试面临着巨大的挑战，特别是智能变电站的可靠性需求日益突出。当前，智能变电站的设备之间有着十分紧密的联系，这对维护电网的安全稳定有着十分重要的作用。但是，对于系统可靠性的研究缺失。因此，迫切需要提升系统的可行性研究，探索出设备的系统级测试手段，并建立科学合理的评价体系是未来的研究方向。

参考文献

[1] 汪卫国.智能变电站高压设备智能化研究[D].浙江大学，2011.

[2] 吴在军，胡敏强.基于IEC.61850标准的变电站自动化系統研究[J].电网技术，2003（10）：61-65.endprint