智能变电站保护监控系统测试(智能电网会议)

220kV西泾智能变电站保护监控调试江苏省电力试验研究院2010.42第一部分西泾智能变电站特点第二部分集中集成测试的主要方法第三部分现场测试第四部分发现的主要问题第五部分建议提纲3220kV西泾智能变电站简介•220kV西泾变电站是国家电网公司首批智能化变电站试点工程，也是2010年国网公司智能变电站“四确保一争取”工程中唯一的220kV变电站。工程于2010年7月开工建设，于2010年12月29日建成投运。•220kV西泾智能变电站是一座完整意义上的智能化变电站，采用大量新技术、新设备、新材料，实现全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化，可自动完成顺序控制、一次设备在线监测、辅助系统智能联动及变电站自动化系统高级应用等先进功能，从主系统到辅助系统全面实现智能化，是建设坚强电网的一次新的探索和尝试。4220kV西泾智能变电站简介利港电厂2线利港电厂1线石塘湾1线石塘湾2线2M1M220kV451544515345158451545157451514515245143451484514451474514145142451444K1734K1784K174K1774K1714K1724K1744K1834K1884K184K1874K1814K1824K18425014250132501825012501725011250122502425023250282502250272502125022101甲101乙#1主变10kV侧2M1M110kV7E147E137E187E17E177E117E127E337E387E37E377E317E327E348453845884584578451845284547E437E487E47E477E417E427E44701370187017017701170127014PPPPPPPPPP7E197E1947E257E39701984557E457E557E6570297E2547E39470194845547E4547E5547E654702947E247E237E287E27E277E217E227473747874774777471747274747475747547E537E587E57E577E517E527E547E637E687E67E677E617E627E6570237028702702770217022702425014102甲#2主变10kV侧102乙5一、西泾变特点•1、全站范围大规模采用全光纤型电流互感器，每路采样系统采用双A/D接入合并单元；2、全站各电压等级均采用保护测控一体化装置；3、工程调试中采用集中集成测试模式；4、全站采用IEC61850标准；5、变电站各间隔保护测控装置、合并单元、智能终端、在线监测IED等设备均下放布置于配电装置现场；6、站控层采用MMS、GOOSE、SNTP共网传输，220kV线路和母联保护过程层采用直采直跳方式，220kV母线保护和主变保护过程层采用直采网跳方式，110kV过程层采用SV、GOOSE、IEEE1588“三网合一”方式；7、首次建立数字式计量系统与常规计量系统的对比分析系统8、定制自动化系统高级应用功能，实现了顺序控制、智能告警与故障诊断、取代功能等高级应用；9、首次利用“物联网”技术建立传感测控网络，建立智能监测与辅助控制系统，实现图像监视、安全警卫、火灾报警、主变消防、采暖通风、给排水、SF6泄漏监测、运行温度监测等辅助系统的集成应用和联动控制；10、全站建立统一的在线监测后台系统6一、西泾变特点保测录波计量PRINTHELPALPHASHIFTENTERRUNDGERFIAJBKCL7M8N9ODGDGDGDGT3U0V.WXYZTAB%UTILIZATIONHUB/MAUNIC2BNC4Mb/s合并单元智能终端电子式互感器开关设备监控系统工程师工作站故障信息系统SVGOOSE一次设备过程层设备过程层网络间隔层设备站控层网络站控层设备MMS过程层站控层PRINTHELPALPHASHIFTENTERRUNDGERFIAJBKCL7M8N9ODGDGDGDGT3U0V.WXYZTAB%UTILIZATIONHUB/MAUNIC2BNC4Mb/s合并单元智能终端电子式互感器开关设备保测计量SV+GOOSE220kV110kV7二、集中集成测试方法一、测试的组织方式省公司领导高度重视，在省公司统一指挥、统一协调之下，将各厂家的一、二次设备按现场模式集中配置安装于电试院集中集成测试基地，对西泾变全站的配置文件及功能进行试验验证，并对关键技术和设备开展专项测试。发现问题及时以工程联系单的方式向省公司汇报，并会同集成商及各制造厂进行整改。二、测试的技术措施根据国网公司智能变电站相关技术标准编制以下方案和规范：《220kV西泾变总体方案》《220kV西泾变61850工程实施规范》《220kV西泾变网络配置方案》《220kV西泾变集中测试方案》8二、集中集成测试基地依托——“变电站智能设备检测技术实验室”，全方位开展一二次智能设备集中集成试验研究，消除系统风险，解决关键难题；能同时具备开展两个500kV规模的智能变电站集中集成测试。9二、集中集成测试内容2、集中集成测试集中集成测试是智能变电站测试区别于常规变电站调试的重要特征。其基本思路是按照现场工程配置对相关设备进行集成，在此基础上进行工程应用测试和专项技术测试：1.电子式互感器试验2.保护测控二次设备试验技术3.智能变电站网络性能试验技术4.智能变电站对时同步系统试验技术5.智能变电站整体系统集成试验技术6.站控层测试：信息交换测试（三遥测试）、逻辑闭锁测试设计生产厂家联调集中集成测试现场试验土建施工电气安装并行开展101、电子式互感器试验主要包括：电子式互感器极性、角差、比差测试、同步性能、SV“直采”通道延时测试1761us,1511us光CT升流器可产生3000A测试画面11法拉第(MichaelFaraday)1791年－1867年Faraday电磁感应原理Faraday磁旋光效应铁心线圈空心线圈光学电流互感器(OCT）低功率铁心线圈电流互感器（LPCT）罗可夫斯基线圈电流互感器（RCT）玻璃、光纤或镀模玻璃电子式互感器原理12电子互感器dtdiMte)(信号预处理A/DLEDPIN光纤罗氏线圈ECT结构图罗氏线圈载流导体远端模块普通光起偏器偏振光Faraday材料磁场B检偏器Faraday旋光角13电子式互感器应用中存在的问题14全光纤电流互感器及电子式电压互感器EVT的大面积应用在220kV、110kV和主变三侧大规模采用全光纤电子式电流互感器。为保护测控计量提供了性能优质的双A/D采样数据，光学互感器线性度好、抗饱和能力强。西泾变电子式互感器安装在GIS套筒上的光学电流互感器安装在GIS上的电容分压原理EVT电压互感器152、保护、测控二次设备试验1.模型GOOSE发布、订阅（传统二次直流开关量回路试验）；2.SV模拟量回路测试（传统交流回路试验）；3.保护测控性能测试（传统单体性能试验）；4.整组联动测试；ZH转换器模拟量U,I开关量SVGOOSE智能终端GOOSE硬接点1123自主开发的GOOSE、SV虚端子配置工具保护、测控单体及整组试验163、对时、采样同步系统试验1.IEEE1588对时同步系统、时钟切换2.“直采直跳”固定延时同步系统的稳定性、精度试验；3.主变差动、母线差动测试4.智能站与传统站光差动同步测试示波器Δt1588主时钟1588交换机pps合并单元IEEE1588pps合并单元合并单元间隔1间隔2间隔3前端处理模块合并单元A光纤电流互感器电流发生器高精度电磁式标准电流互感器西泾变利港电厂22500/5传统侧NPCS931+PSL603数字化侧MPCS931+PSL6033000/5前端处理模块合并单元A光纤电流互感器电流发生器母差保护2500/5前端处理模块合并单元光纤电流互感器2500/5光差同步试验母差及主变差动同步试验SV报文抖动测试1588同步测试174、网络性能试验技术1.过程层、站控层网络性能测试（网络延时、误码率、网络切换、VLAN、GMRP）网络压力测试技术；SmartBits600B交换机双绞线1234PC光纤连接至其他装置Telnet12345687185、一体化集成试验技术1.利用一次通流、通压试验模拟整站通流通压；2.在一次侧加典型故障，模拟保护整组动作性能；220kV线路合并单元220kV母线PT合并器线路CT220kV线路PT合并器本间隔断路器及刀闸220kV线路过程层交换机220kV中心过程层交换机测试仪CT模拟器PT模拟器PT模拟器模拟断路器220kV线路智能单元220kV线路保护测控GOOSE点对点GOOSEGOOSE返回接点跳闸及位置9-2对侧保护差动光纤通道GOOSE光纤环升流器P1S119智能变电站现场测试主要是在一、二设备安装完成后，对其整体性能、功能进行测试。其特点是将一、二次设备作为一个整体，以整组联动的方式开展测试。设备单体和专项性能测试已经在集中集成测试部分完成，所以现场测试更关注于对安装的正确性、系统功能、高级应用、电压电流回路方面的测试。现场测试主要包括：1、保护整组联动测试；2、全站遥控及程序化操作测试；3、全站遥信测试；4、全站联闭锁测试；5、电子互感器现场测试；6、一次通流通压试验；五、西泾变现场试验20保护整组联动测试主要验证从保护装置出口至智能单元，最后直至开关回路整个跳/合闸回路的正确性；保护装置之间的启动失灵、闭锁重合闸等回路的正确性。线路保护保护逻辑智能单元继电器出口软压板GOOSE跳/合闸回路断路器出口硬压板跳/合闸回路母差保护保护逻辑出口软压板出口软压板出口软压板GOOSE启失灵回路GOOSE跳/合闸回路GOOSE闭重回路检修硬压板检修硬压板检修硬压板保护整组联动测试五、西泾变现场试验一次设备位置及状态信号智能终端保测装置站控层接点MMS报文GOOSE报文21全站遥信试验一次设备位置及状态信号智能终端保测装置站控层接点MMS报文GOOSE报文智能终端保测装置站控层MMS报文GOOSE报文合并单元GOOSE报文二次设备动作及报警信号传输过程一次设备位置及状态信号22电子式互感器性能校验采用比较法通过专用电子式互感器校验仪测试电子式互感器的误差。即用一个与被试电子式互感器额定变比相同的传统精密互感器作为标准，标准互感器二次信号与被试电子式互感器二次数字信号同时输入专用电子式互感器校验仪进行比较，极性校验采用通入一次直流阶跃信号进行测试。电子互感器精度及极性校验接线示意图DCP1P2前置单元MU9-2分析系统IDC一次/二次变换二次转换器传输系统~通讯单元模拟量采集通道数据处理器同步信号发生器互感器校验仪合并单元光纤被检电流互感器标准电流互感器五、西泾变现场试验23一次通流试验利港电厂2线利港电厂1线石塘湾1线石塘湾2线备用1线备用2线备用3线备用4线2M1M220kV451544515345158451545157451514515245143451484514451474514145142451444K1734K1784K174K1774K1714K1724K1744K1834K1884K184K1874K1814K1824K184#1主变#2主变25014250132501825012501725011250122502425023250282502250272502125022701370187017017701170127014P7019701942501225011250172501250182501325014101102#1主变220kV侧10kV侧110kV侧主变高-中压一次通流接线图220kV侧一次通流接线图24请各位领导专家批评指正！谢谢！