特高压变电站监控系统调试要点的研究

冷欧阳,田立山

(国网内蒙古东部电力有限公司,内蒙古 呼和浩特 010020)

为了大气污染防治行动计划，国家电网公司建设一批特高压工程，随之带来的新技术和新设备在特高压工程中得到了推广和应用。相比其他变电站来说，特高压变电站的计算机监控系统增加了更多功能、信息点、维护量，为调试验收带来了很多复杂的问题，急需解决和完善。

1 特高压变电站监控系统架构

与智能变电站不同，目前已投运和在建的特高压交流变电站为模拟量采样、电信号控制和监测的常规变电站，但与传统常规站不同，数字化的特高压变电站监控系统已采用IEC61850标准建模与通信。系统架构示意图如图1所示。

特高压变电站监控系统分为站控层和间隔层，两层设备之间的信息交互通过站控层A、B网连接实现。特高压变电站的监控系统架构与近年来国家电网公司大力推行的智能变电站相比有很大不同，没有采用三层两网结构，取消了过程层及过程层网络，通过传统的硬接线方式来采集和发出模拟量、状态量及控制命令[1-2]。

2 监控系统调试

2.1 调试步骤

目前调试基本可分为3个阶段：厂家单体调试、集成测试(联调)及现场调试。集成测试是在各个模块和单体调试完成后，将所有模块和装置按照设计要求组成子系统或系统并进行测试。集成测试可将某些在单体及局部测试中没有反映出来的问题，在系统组成后暴露出来。在现场安装调试前，加入集成测试，可以提高整体效率。而现场调试的工作主要集中在测试一次设备与二次系统回路连接以及连接后的整体动作性能。

2.2 监控系统的调试技术和方法

a. 信号模拟试验

由于特高压变电站采用的是模拟量采样，硬接线传输信号，因此验证监控系统控制、测量和信号主要通过信号模拟试验。调试试验人员在接线端子处对一、二次设备施加开关量及模拟量，发布遥调和遥控命令。通过检验相应设备能否准确动作或响应来判断装置布置、二次接线、计算机监控系统的UI、网络组建、上呈调度信息是否正确。

图1 特高压变电站监控系统架构示意图

b. GOOSE/MMS报文模拟

对于特高压变电站IEC61850的通信测试来说，主要方式为报文模拟。为了减小调试及验证范围，可以通过报文模拟的方式对自动化设备进行单体和部分组网系统的试验[3]。

3 特高压变电站智能监控系统调试要点

3.1 调试目的

监控系统的施工包括相关设备的物理接线安装、装置及计算机的参数设置。施工单位在根据现场需求及设计资料进行施工的过程中，所出现的任意一个错误都可能使监控系统不能正常工作。

变电站监控系统的调试是经过核查及试验的方式确认系统能否正常工作、资料是否齐全的过程，是后续运行维护等工作顺利开展的基础。

3.2 调试主要内容

监控系统本质特征为在信息交互的过程中，通过相应程序和设置的相关运行参数，实现具体应用的功能[4]。

其中，在最容易受施工影响的采集与发布信息过程中，可读性、完整性、规范性、正确性方面存在的问题很难避免。监控系统相关装置的程序运行参数需要由相关运行单位计算得出，正确的参数才能使软件程序正确运行，因此参数设置是调试验收的关键之一；相关安装及接线是调试的重点；调试验收的最终结果是系统的整体功能能否实现共同配合。变电站监控系统调试的重点内容可分为以下几项。

a. 安装验收

一般在设计资料中，屏柜应根据屏位布置图按照明确的编号及顺序安装到指定位置，屏柜内装置按照柜面布置图安装在指定屏柜位置上，应采取对照检查的方式验收。

b. 线缆接线调试

控制电缆、低压电力电缆、屏蔽双绞线及同轴电缆等信号线缆及相应接头应在指定位置以指定方式连接。在设计资料中，均会在表格和安装图中表述相应线缆的连接端以及连接方式。主要是以施加电气量的方法进行调试试验。

c. 运行参数调试

特高压变电站采用的自动化装置均有运行参数设置。设置运行参数和定值的方式有很多种，例如通过专用组态工具或液晶面板进行。调试、运行及相关人员结合实际情况按照软件或装置的说明书设置。调试过程为先对参数调整，然后开始电气模拟试验并观察设备响应的方式进行。

3.3 蒙西1 000 kV变电站测控调试

以蒙西1 000 kV变电站1号主变测控装置调试实例，简单介绍特高压变电站监控系统现场具体调试过程。

1号主变测控包括主变本体、调压变本体、1 000 kV侧、500 kV侧、110 kV侧I及110 kV侧II6台装置。采用的是北京四方继电保护自动化股份有限公司生产的CSI-200E型装置。调试试验项目见表1。

表1 主变测控调试试验项目

以上测试项目中，实时数据遥信变位测试的试验量最大，例如在1号主变本体测控调试中，该项含90条测试；而高中低压侧的后台系数设定核对则明显多于主变本体。对于测控调试，实时数据遥信变位测试、后台系数设定核对、遥控功能测试这3项试验相对复杂，出现问题后排查解决相对较难，因此后文提出一些调试关键点，以便于调试工作顺利进行。

3.4 调试关键点

a. 正确性验证

变电站监控系统是由施工方依照相关规定的顺序，对所有装置组屏安装、二次回路接线、通信连接，然后通过正确的逻辑结构进行参数设置而形成的。但是，施工方接线、设置工作存在着一定的错误，会影响组装完毕的监控系统部分功能不正确或不可用。调试试验的目的就是检测全部接线及设置的正确性，保证设备能正确运行。

b. 完整性验证

监控系统相应功能的实现依赖于采集大量的设备控制、测量、信号信息。系统内的设备不仅数量多，类型更是多种多样，在各个施工过程都有可能缺失部分应用功能或部分采集信息的情况。因此需要以验收大纲、设备说明书、设计文件等为依据进行调试，完整排查监控系统，以保证完工的变电站监控系统的信息及功能完整。

c. 规范性验证

变电站监控系统有相关的技术规范、设计规范、施工规范、调试规范要求，需要在调试试验的各个环节验证相关设备是否符合规范。

d. 可读性验证

即便变电站监控系统已建成并投运，在后期仍可能由于运行维护及改扩建的需求、相关部门的调整意见等开展修改工作。需要对电气二次和通信接线、监控系统设备内配置的相关标识进行检验，而且必须验证电子设备和计算机的参数。

4 结束语

作为保障特高压变电站安全生产运行的核心系统之一，变电站监控系统对电网的安全稳定起着重要的作用。本文对特高压变电站监控系统的架构进行了分析，重点介绍了监控系统的调试技术和方法，系统阐述了调试要点，可供特高压自动化专业人员借鉴。

参考文献：

[1] 殷小祥,吴隗平,陕华平.交流特高压变电站的监控系统建设[J].电网技术,2008, 32(4)：31-35.

[2] 1 000 kV变电站监控系统技术规范：GB/T 24833-2009[S].

[3] 陈培琦. 数字化变电站现场调试方法研究[D].北京：华北电力大学, 2013.

[4] 李 苇.特高压变电站计算机监控系统方案探讨[J].电力建设, 2007, 28(9)：5-7.