D5000系统的变电站综自调试试验系统方案与问题分析

杨俊哲

（内蒙古电力（集团）有限责任公司乌海电业局,内蒙古 乌海 016000）

为了满足新一代智能电网的安全高效运行要求，部分变电站开始逐渐应用起D5000型系统基础平台，但是，由于应用经验不足，尚未形成成熟的系统应用模式，所以在变电站的综合自动化调试试验中，该系统的试验方案仍旧需要梳理，并对其中存在的部分问题进行探讨分析。

1 D5000系统的变电站综自调试试验系统方案内容

1.1 试验环境搭建

该系统的变电站综自调试试验工作需要在一定的硬件设备与软件内容支持下进行，主要包括地调度主站模拟系统与变电站自身所拥有的自动化模拟系统，且需要二者之间建立起101、104规约通信，以问题重演的形式进行调试试验。其中，地调度主站模拟系统是以地调主站系统为基础开发出的模拟系统，因此，具备其典型构造并拥有基础功能，可通过RS-232数字接口与10M/100M以太网接口（RJ45）与后者进行多项操作，如遥控、遥调、关联对应遥测点等，并获取其中信息，以此提供地调度主站的功能作用，避免有地调度主站无法亲自参与调试试验所带来的难题。而变电站自动化模拟系统虽同样是一个模拟平台，但主要应用方向却有所不同，即对变电站自动化的实际运行情况进行模拟，发现其中所存问题，并在系统正式投入使用前进行解决或缓解，该系统主要包括后分、测控、保护、网络、对时和远动6大部分，每部分分别对应一个功能作用，如后台部分帮助操作员实现系统操作，包括开关刀闸等，测控部分则主要用于实现测遥、遥信与遥控三大功能，该部分有测控装置与规约转换器构成。各部分之间互相独立又互相联结，唯有为其提供充足的试验环境，才能够使系统各部分共同作用，达到完成变电站综自调试目的。

以内蒙古电力（集团）有限责任公司某局为例，该局下属各变电站单位在进行D5000系统的试验环境准备工作时，均充分尊重试验中所需要进行的各项准备，不畏困难，在试验开始前配备了测控装置4台以及主变保护装置、线路保护装置等相关设备，使系统试验在充分的客观条件下开展工作，完全符合系统试验的试验环境要求，是试验结果的有力保障。

1.2 试验内容规划

在了解利用D5000系统自身内容以及以该系统为基础开展变电站综自调试试验所需要搭建的试验环境后，需要对实际试验内容进行相应规划，通过完整、有序的试验内容规划完成相应的调试试验。具体而言，该试验项目可分为以下几个部分。

第一是雪崩试验，该试验以子站与主站之间的通信模拟为基础，利用子站发送遥信变位的方式观测主站画面的内容显示以及报告时间，随后由子站发送遥测越限，再由主站再次观测相同内容，以此达到测试应用软件性能的目的。第二是调度自动化系统IEC60870标准通信规约一致性试验，内蒙古电力（集团）有限责任公司某局下属各变电站均采用此规约进行调度自动化系统与变电站自动化系统之间的通讯连接，该规约虽一方面具有灵活、简单、经济等优势，被众多变电站所广泛采用，但另一方面，也因此类优势使得规约可定制向不足，为信息接入造成一定麻烦，所以要进行一定的一致性测试，使其符合当地地区实际，具体要求包括RJ45或光纤接口、IEEE802.3的物理要求、2404端口号、启/停用传输机制应用等传输要求以及ASDU格式、初始化过程等应用层要求。第三是调度自动化相关产品准入质量测试及第三方软件试验，该试验内容技术性较弱、试验难度较低，主要是对相关硬件技术产品质量以及相关应用软件的使用情况进行试验，其中包括天文钟、UPS、KVM矩阵等内容，在运行测试时，应着重注意其是否能够在长时间范围内正常运行，质量标准是否符合国家相应行业规范，且在测试中，为保证测试结果的准确性，还应利用专业软件测试工具对第三方软件的功能、接口、稳定性等方面性能进行测试，保障其能够充分满足系统运行要求。第四是变电站自动化设备入网试验，入网试验是该调试工作的最后一项内容，主要目的是为保障即将投入使用的基础系统能够符合电网需求以及地方性企业标准，目前普遍利用校验仪与测试仪进行相关测试，测试内容包括测控、远动设备的遥测精度测试、各种规约测试等。

2 D5000系统的变电站综自调试试验中的问题分析

2.1 远动机报文卡顿问题分析

在D5000系统的实际投入使用过程中，曾出现报文卡顿问题，即在地调主站接收到7帧报文后出现了10秒左右的等待时间，对变电站的相关工作带来了较大负面影响。为避免此类问题再次发生，应在系统的综自调试试验过程中进行调整，进而进行规避，具体做法为以101、104规约通信的形式将变电站自动化设备与智能电网调度控制系统主站相连结，并进行卡顿问题重演，通过问题重演与研究改进系统设置，规避卡顿问题。在问题重演过程中可以发现，卡顿问题是由每次gstSio104.k=12要等待10s的超时所引起，并在等待10s后收到确认帧，标志着等待结束，经过进一步观测可发现，此问题的深层原因是远动装置的程序中出现了K值计算错误问题，只要将程序进行正确更改，如将确认帧间隔改为8帧，总招过程便为流畅状态，卡顿问题即可解决，

2.2 远动机丢遥信信号问题分析

在我国某500KV变电站的实际工作中曾出现多此低压侧电容电抗器开关变位信号漏报问题，虽然在AVC调节过后能够使遥测信息及时上报，但需要等待总召后才能发送正确遥信位置。对此，需要在测试活动中搭建起模拟测试环境进行大量模拟测试，通过大量数据测试总结出遥信信号规律，发现问题根结。在此项测试中，每天可产生SOE约10万个，在大量数据测试中曾出现一次备机丢失SOE现象，使遥信信号丢失问题找到突破口，即针对该现象进行程序修改，一方面在IXP425接收网络数据侧，另一方面也在双口RAM发送数据侧，同时，在CPU双口RAM接收数据侧和功能模块分发数据侧，在104模块接收到的数据侧添加监视手段，再继续进行大数据测试，通过后续测试可以发现丢失问题是在双口RAM传输中由于IXP425侧偶然申请不到信号灯所引起，所以针对此情况可增加碰撞延时申请与单位时间内循环申请信号灯机制来规避。

2.3 远动机频繁丢失事故总SOE信号问题分析

SOE信号是一种事故总信号，对远动机事故进行警报，但部分变电站中曾频繁出现SOE信号缺失现象。针对此现象进行调试试验，同样需要在试验室搭建测试环境，且需要利用CSC-320EW型号为测试机器，并置办测控装置3台、调试笔记本4台，CSM-320EW一台。在将设备正确连接后空出一个公共端点，随后进行交换机连接，以此模拟主站软件检测报文与报文信号丢失现象。经测试查明原因为程序内核与转出之间匹配存在问题，即qrtu.c取到消息后，所有的SOE信息都被缓存到soe_lib中，所以可能出现信号量溢出或放慢现象，引起信号丢失。

2.4 试验注意事项分析

该调试试验可按照时间顺序与试验进程分为三个阶段，且每阶段中均存在一些细节性问题，需要试验人员给予足够重视，否则，不但得不到准确的试验结果，而且有可能对试验人员的生命健康安全造成一定威胁。

首先，是准备阶段，该阶段需要试验人员与相关技术人员对试验整体内容具有充足了解，了解内容包括试验内各设备之间的连接方式、安装方式、各设备的数量、种类等，并需要检查各设备的外表、内部结构、电子元件等是否存在损坏现象，各设备之间的线路连接是否正确等，以严谨认真的准备态度为试验搭建一个完美的外部环境，保障试验成果质量。

其次，是调试阶段，该阶段是整个试验过程的中心部分，因此，需要给予充分重视。在该阶段中，一方面，要注意对跳合闸继电器电流进行有效控制，如在开展直流屏控制电源、储能电源等内容的相关调试工作时，跳合闸继电器电流应与断路器操动机构跳合闸电流相匹配，否则，将出现继电器烧毁或不跳合现象；另一方面，要注意对一次与二次回路的完整性与有效值进行检查，保证各母线电压正确；另外，还要做好防雷保护，由于电力设备容易受雷电干扰，且雷电损害巨大，所以，防雷措施应是所有电力工程的共同问题，对此可采用避雷针接地、方孔地网分散电压等方式进行防雷。

最后，是试运行与收尾阶段，其中试运行是指在系统实际投入运行之前进行尝试运行，通过此次尝试，发现系统中的残留问题并给予积极解决。在试运行期间，要格外至于对系统的差动保护极性、带方向保护进行校验，并对后台机的电压、电流等显示内容进行测验，以保障系统中每一部分的运行正常。而收尾阶段则需要注意做好整个试验过程包括试运行阶段的资料记录与收集整理工作，为整个试验工程总结出一份试验报告，以此保障变电站资料交接的完整性。

3 结语

总而言之，通过对D5000系统的变电站综自调试试验的系统方案内容与其中存在的部分问题进行系统性整理，有助于新入网变电站以及需要更换相关设备与系统的多年变电站的自动化设备接入调度工作提供一定参考意见，实现综自调试工作的合理性、高质量开展。