智能变电站二次系统调试方法研究

刘振浩

（中国能源建设集团广东火电工程有限公司，广东 广州 510000）

0 引 言

为保障智能变电站的稳定运行和顺利投运，需要对智能变电站进行调试。调试和验收智能变电站中的电气设备，保证二次系统中的设备性能，以满足二次系统的运行要求。十二五和十三五规划建设以来，智能变电站数量和规模不断扩张，其二次系统的调试和建设也越来越受关注。因此，在对智能变电站二次系统调试的研究中，主要对调试技术和方法进行研究，以提升智能变电站的调试和运行水平，从而为全新智能变电站的调试和运营提供参考[1]。

1 智能变电站二次系统结构

智能变电站的研究是在一定标准和规定的基础上进行的（主要是2011年由国家电网提出的《新建变电站设计补充规定》）。二次系统结构包括站控层、间隔层以及过程层3层，结构如图1所示。

1.1 过程层

图1 智能变电站二次系统结构图

智能变电站二次系统中的过程层设备包括智能终端、合并单元以及必要的过程层网络交换机。智能变电站二次系统过程层的主要作用是采集电流和电压互感器中的相关信息，实现模拟量和数字量的转换，将数字量传输到保护装置执行计算和分析操作，然后保护装置给出指令传递到智能终端，进而传输到一次设备，实现对其的控制。

1.2 间隔层

智能变电站二次系统中的间隔层设备包括测控装置、配备保护装置、相匹配的故障录波器、报文分析仪以及相关辅助装置等。间隔层能实现对保护装置内部和交流量的计算分析，判定保护装置是否动作，以此给出报警信息。间隔层具有可靠性、选择性、速动性以及灵敏性等特点。

1.3 站控层

智能变电站二次系统中的站控层设备，包括运动通信管理机、站控层监控系统以及网络交换机等。站控层要求站内系统能实时反映系统的交流数据。二次系统运行时，若前面两个层给出相应的告警动作，那么站控层的监控系统将实现信息的采集和分析，并根据采集和分析的结果给出相应的动作和反应，并将动作和反应以数字信息的方式传递回调控中心。调控中心进一步分析后给出相应动作和指示，同时结合站控层实现控制二次系统中设备的运行[2]。

2 智能变电站二次系统调试的主要内容

2.1 二次系统调试的主要目的

首先，通过二次系统调试，明确智能变电站二次系统中各部分的执行情况。其次，通过二次系统调试，明确智能终端等体系单位之间的联系和互操作性。最后，通过二次系统调试，有效保障智能操作系统间的可靠协调运行。就目前智能变电站二次系统的调试而言，主要采用的方式是一致性测试。一致性测试一般从通信接口处进行，实现对相关电平信息等数据流的监测和分析，以此确定不同体系和不同设备间的互操作性。一致性测试是智能变电站二次测试的核心。智能变电站二次系统的调试过程中会涉及大量的测试装备，在进行二次系统调试中需要保证系统和设备的质量。

2.2 二次系统调试的主要内容

2.2.1 虚端子联接检查

对于智能变电站二次系统，相关设计院和设备厂商必须注重ICD文件和图纸的深入研究，确定虚端子映射情况并给出虚端子表，得到相应的SCD文件。虚端子是二次回路中的端子排图，在二次回路中具有重要作用，因此需要注重对虚端子的检查。

2.2.2 数据采集功能调试

数据采集功能调试主要包括遥信量采集功能校验和遥测采集功能校验，实质是模拟信号采集。使用测试仪注入额定交流量进行测定，同时间隔保护装置和合并单元间，通过直接采集方式采集SV数值，通过模入量分析显示装置主运行工况，以判断装置精确度及其是否正确。

2.2.3 控制功能调试

控制功能调试主要包括对控制操作和控制闭锁条件等进行检查。装置启动操作能通过远方控制实现，同时能通过控制功能实现校验装置控制检查。

2.2.4 保护管理调试

智能终端、母线保护、主变保护、合并单元以及线路保护的校验，是二次系统校验的核心和重点。调试时，首先要检验软件的基体信息，以保证版本信息等和保护管理调试功能相匹配。结合模拟和装置加量等进行故障分析，得到关于保护装置动作的报告，报告以GOOSE报文的形式进行展示。仔细检查操作回路和交流回路等二次回路，进行动作保护时，跳闸出口必须要保证一致。另外，对于故障录波器和网络报文分析仪等辅助保护装置等，需给出保护动作信息。对于保护装置的功能压板，需进行调试及试验。逻辑功能作为校验核心内容，在校验中要检验其匹配性和对应性。

全站时间同步系统可保证智能变电站二次系统调试的同步对时。自动化通信系统的监测信息和动作信号等均需要传递回站内监控系统，以确保其正常通信。后台监控系统则实现对站内设备的监控。

2.3 二次系统调试的流程

智能变电站二次系统调试相关测试活动的开展，一般由现场调试部门进行协调，包括科学统筹体系调试、带负荷调试以及分体系调试等内容。结合以往智能变电站二次系统调试的相关工作经验发现，系统调试中必须要注重不同体系和不同设备之间的联调，加大调试力度。目前，联调测试中仍存在问题，直接影响智能变电站的互操作性。智能变电站二次系统调试中，需按照一定的安全规范标准进行，保证调试能维持智能变电站的稳定运行要求。进行二次系统调试和联调的过程中，应该和设备生产方进行沟通。此外，二次系统网络性能等内容应避开生产方进行自主调试[3-4]。

3 智能变电站二次系统调试方法

3.1 过程层

3.1.1 合并单元

合并单元是过程层的典型代表，必须进行调试。合并单元的运行必须和常规的电磁互感器进行密切协调配合，保障二次系统中的模拟信号能有效传输至合并单元。在向合并单元和保护装置等传输信号时，模拟信号需转换为相匹配的数字信号，从而保证其传输的有效性。

3.1.2 智能终端

智能终端的主要功能是保证GOOSE报文的准确性，实施科学处理，实现对开关和主变压器等的有效控制。智能终端能准确反映一次设备的告警信息和运行状态。这一过程中的信息会进行相应压缩和整理打包，将打包好的信息归纳总结并处理形成GOOSE形式传递到保护装置中存储。在智能变电站的二次系统调试中引入双重化配置，一般采用就地直接安装的方式，将其集成到智能汇控柜中。

3.2 间隔层

间隔层是二次系统的核心，主要由测控装置、辅助装置以及保护装置构成。在二次系统调试过程中，间隔层调试占比较大，需要结合不同装置的运行情况和功能进行逐一校验，尤其是可靠性和动作准确性校验。不同装置的调试需要结合保护原理图进行原理简化，以便工作人员和调试人员进行分析，从而更直观地进行相应操作。此外，要对系统进行优化升级，改进传统变电站的调试技术，并引入到智能变电站调试中，进一步探索智能变电站的调试试验，最终总结出适用于智能变电站的调试技术，在保障智能变电站调试质量的基础上，节约更多的成本和时间[5]。

3.3 站控层

站控层作为智能变电站中的站内监控部分，由站控层网络交换机和后台机构成。因此，站控层的调试主要包括后台监控系统调试和自动化通信系统的检查。自动化通信系统的检查需要对远程信息进行监视与采集，也必须对站控层传输规约和应用功能等进行相关测试。对于后台监控系统的测试而言，要保证其能够完整反映一次设备的运行状态和连接方式，同时需实时更新其上传的画面和数据。此外，事故查询功能和动作保护报告需在保证准确的前提下实时更新。

4 结 论

对于智能变电站二次系统调试而言，必须保证原理浅显易懂，提出的调试方法和研究方法能够真正和二次系统实际调试相结合，保证研究的实际应用价值。