110kV数字化变电站现场验收调试

(CNNCXinnengNuclearEngineeringCo,.Ltd.,Taiyuan030012,Shanxi,China)Abstract:Introducestheacteristicsofdigitalsubstations，summarizestheproblemsandthecorrespondingtreatmentmeasuresofthesiteacceptanceandcommissioningof110kVdigitalsubstationaccordingtotheauthor’ssiteworkexperience，whichprovidesausefulreferenceforsiteacceptance,commissioning,andsooninengineeringproject.Keywords:digitalsubstation;site;research0引言数字化变电站是一种新型的自动化程度很高的变电站形式，正越来越被广泛应用于工程实际中。作为设计人员，笔者不仅参与了若干110kV数字化变电站的设计工作，还亲自参加现场了验收调试工作，深切感受到与一般变配电站相比，数字化变电站现场工作量非常大，验收调试复杂，对变电站最后的正常运行起着非常重要的作用。1数字化变电站简介数字化变电站是由电子式互感器、智能化终端、数字化保护测控装置、数字化计量仪表、光纤网络和双绞线及IEC61850通信规约组成[1]，按照分层分布式来实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作性的现代化变电站，其具有以下特点：a)智能化的一次设备简化了控制回路的结构;b)网络化的二次设备可通过网络真正实现数据共享;c)强大的后台管理功能使运行自动化程度提高。2数字化变电站验收数字化变电站的验收包括一次设备验收和二次设备验收。2.1一次设备验收一次设备验收包括变电站内一次电气设备的外观完整性、安装质量和施工过程工艺验收，并审查电气设备交接试验报告项目的完善性、参数的准确性。数字化变电站与常规变电站验收差别在于电子式互感器及其合并器单元的验收。通过现场总结，笔者认为应着重检查以下测试报告和结论：CT或PT的短时工频耐压试验，110kVGIS密封性检测，测量110kVGIS设备间的接地电阻以确定设备接地完好，满足设计要求的接地电阻值，光缆的性能检测，CT或PT的变比测试，远端通讯模块或合并器(MU)单元在失电时要求能可靠闭锁的相关保护出口，并发装置异常信号的检测。2.2二次设备验收二次设备验收包括工厂试验验收和现场试验验收。工厂试验验收是指设备出厂前的验收，包括：a)通信协议测试验收，针对系统各级互操作测试;b)系统网络测试验收，涵盖网络功能、性能及流量测试;c)信息安全测评，针对总体架构、应用系统安全及网络风暴测试。该过程对保证变电站安全可靠运行非常重要，建设方应派人全程跟踪。现场试验验收是为了检测二次系统与一次系统及其它设备的配合，内容包括：a)I/O单元的性能调试试验(包括信号输入检查、命令输出检查和模拟量测量精度测试);b)电气联锁试验;c)远动通讯设备的双机主备切换实验;d)时钟同步系统对时精度实验;e)调度通信联调试验、保护装置及其它通信设备的通信联调试验;f)告警系统测试等多方面的现场试验。此部分验收工作量非常大，过程中往往顾此失彼。通过对现场工作总结，认为在逐项开展上述验收工作时，还应做到：逐项查核二次回路接线、光缆插头的极性、传动性能，检测各个保护设备之间的光缆通道衰减量是否符合要求，审核调试报告项目的完整性、数据的准确性，保护定值的输入是否正确等内容。3数字化变电站的调试3.1送电时电流电压向量检查110kV数字化变电站在送电时，与常规变电站不同的是数字化的保护装置需要进行向量测量，并对CT、PT互感器进行二次核相的调试。由于光缆代替了传统的控制电缆，数字量代替了模拟量，向量只能通过查看保护装置所显示的采样值及其获得的差流来得出。如调试中，110kVIII母线段带电后，2条母线电压的幅值，可在110kV母差保护装置(X7700)中检查相位、相角，并检查差流;对接入2段母线各回路用于母差保护的电流互感器极性进行检查;通过线路间隔、主变压器间隔的智能控制装置检查各间隔电压和母线电压之间的夹角;在线路保护中检查对应间隔线路电压和电流幅值、角度;在主变压器保护(X7211)中检查主变压器电压和电流幅值、角度及差流;对于其它保护测控装置均应分别检查电压和电流幅值、向量角度。3.2合并器单元MU的调试合并器单元的现场调试比较烦琐，常会出现故障。故障时会在后台液晶屏上产生相应报文，如：a)远端模块若出现差错，后台将显示相应报文图表，此时装置上的远端模块灯会点亮。信息将显示：远端模块在维修、工作电源及基准电源不正常、将出现丢帧等内容;若显示出现信号复归不掉或重新送电无效的情况，则要求调试人员查看远端模块的带电情况，若带电正常则更换远端模块所连接的光纤，如果依然有丢帧情况，就要更换远端模块板卡;b)若出现光纤通道光强监视告警情况，则需要检查光缆性能。现场光纤通信误码率高时，装置上远端模块灯会点亮，后台上将产生通道告警报文，若此故障出现时，需要调试人员检查更换光纤。3.3调试中常见问题分析及处理a)CT极性接反。当数字化变电站带负荷测向量时，如果极性接反，只能通过修改软件程序的方式来调整互感器的极性。如在110kV母线差动保护的调试中，如果110kV母差保护装置所接入的任一个间隔的电流互感器极性反了，正常运行时将会出现大差流，通过母差保护装置的液晶屏将看到此差流产生在哪一相、相角差是多少。建议解决的方法是通过修改软件，将母线差动保护中的CT极性接反的开关侧电流取反向;b)采样通道中断问题。110kV侧保护装置采样方式为：远端模块的3根光缆将ABC三相分别送至合并单元，然后由合并单元分别用一根或多根光纤送至各个保护屏柜。故远端采集模块至合并单元的3根光纤断开任何一根或采样受到干扰，则合并单元、保护装置将会被闭锁，后台报警将显示该光纤的采样数据无效;如果合并单元送出的光纤至保护装置的部分出现断裂等故障，则该光纤所对应的所有保护装置闭锁，后台报警显示光纤出错;通过分析可以看出，任何一根电流互感器光纤断开或通道衰减损耗过大，将闭锁相应的保护。现场调试常用的处理方法是检查光纤界线;c)保护参数等数据的设置问题。数字化变电站没有传统变比的概念，没有二次值的换算，保护定值中的CT参数采用一次值。计量表计的电流、电压也采用一次值，因此建议在参数设置时，要注意与生产厂家沟通明确保护装置缺省设置值，以防止保护计算中出现错误，影响变电站的稳定运行;d)对设计人员的建议：电子式互感器、合并器单元与微机保护装置经常不是由同一厂家提供，虽然数字通讯都是基于IEC61850-9-2标准的通讯协议，但在数据软报文的间隔性、采样的延续性等方面还是有一些微小差别，这就容易引起保护装置上显示采样异常的问题，引起误报警，带来调试、运行的困难。故在今后设计时，建议电子式互感器、合并器单元与微机保护装置采用同一厂家设备。4结语数字化变电站是一种新型的自动化程度很高的变电站，其现场的验收和调试工作直接关系到变电站是否能按时正常化使用。总结了110kV数字化变电站现场验收、调试工作，对今后的此类工程具有一定的参考价值和指导意义。