220 kV智能变电站智能装置问题及调试建议

2012-04-14张国辉井雨刚刘延华孙运涛唐新建王永波

山东电力技术 2012年2期

关键词：母差测控厂家

张国辉，王昕，井雨刚，刘延华，孙运涛，唐新建，王永波

（山东电力研究院，山东济南 250002）

0 引言

潍坊怡明220 kV智能变电站是我省第一个新建220 kV智能变电站，也是国网公司第二批智能变电站试点工程之一。该站于2010年12月26日正式开工建设，2011年10月31日送电投运。

怡明站采用了包括纯光式电流互感器、电子式电压互感器、低功率模拟小信号电流互感器等在内的新设备、新技术，实现了数据采集就地数字化、信息传输网络化、信息共享标准化[1-2]。

1 智能装置的特点

1.1 智能装置之间采用光纤通信

怡明站智能装置按照逻辑可划分为过程层、间隔层、站控层三层智能装置，过程层与间隔层装置通过过程层网络连接，间隔层与站控层装置通过站控层网络连接。

220 kV过程层采样值网络按点对点方式配置，GOOSE网络配置双套物理独立的单网，GOOSE网络、IEEE1588同步对时网络合一。110 kV采样值网络、GOOSE网络、IEEE1588同步对时网络三网合一、共网运行。35 kV不设独立的过程层网络[3]。

各层智能装置通过一套北斗/GPS互为备用双授时、公用时间同步系统获取同步。站控层装置采用SNTP网络对时方式，间隔层和220 kV、110 kV、35 kV过程层装置采用IEEE 1588网络对时方式。其中站控层装置同时具备SNTP和IEEE 1588同步信号接收能力，间隔层、过程层装置同时具备B码和IEEE 1588同步接收能力[4-5]。

1.2 智能装置不成熟

怡明站智能装置厂家多，装置不成熟，大部分没有经过挂网运行，设备运抵现场安装后，现场调试验收发现大量问题，使变电站投运延迟，其中智能装置设备问题占绝大多数。

智能装置本身功能不完善。220 kV母联保护A，母联同期测试时，两侧母线A相电压只有一侧能采到电压频率，另一侧采不到电压频率；220 kV母联、1号、2号主变高压侧开关采用三相联动开关，但开关智能终端采用三相操作箱，BC相合闸回路将防跳回路短接，三个跳位监视并接会分压造成开关误合；220 kV母差保护A母差保护收不到母联断路器位置信号，母差保护中母联失灵保护、死区保护无法实现；110 kV所有线路测控装置同期合闸功能存在缺陷，频差闭锁、压差闭锁不稳定，闭锁三次后闭锁逻辑失效；110 kV所有线路保护测控装置重合闸功能不完善，只能由开关跳位启动重合闸，不能由保护启动重合闸；110 kV贾悦线线路保护，距离保护A相、B相单相接地故障距离Ⅲ段不动作。35 kV母差跳35 kV开关时，只有线路开关能够跳开，电容器、主变低压侧、站用变开关均无法跳闸。

智能装置升级后部分功能无法实现。现场试验发现智能设备功能问题后，智能装置便需修改程序或者版本升级，但升级版本后的装置没有经过严格的出厂测试，导致许多原来的许多功能反而无法实现，如：220 kV母线测控装置升级后，部分刀闸、地刀无法操作；110 kV 2PT测控装置升级后，2PT刀闸、地刀无法操作；110 kV线路保护测控装置升级后，测控同期闭锁合闸功能失效；35 kV间隔升级后，母差保护不能跳电容器、站用变，母差不能闭锁线路重合闸；主变测控升级程序后，测控装置无法下发指令，主变高压侧、中压侧中性点接地刀闸无法操作。

厂家间智能装置互联问题时有发生。怡明站设备运抵现场前，集成商曾进行过出厂联调，由于当时出厂联调时智能设备还没有完全定型，联调后大部分智能装置都进行过版本升级，而且出厂联调阶段只对部分装置进行调试，远不能与现场系统调试相提并论。上述因素导致智能装置间通讯协议执行情况千差万别。220 kV保护测控装置信号校核时，监控系统只能接收电压合并单元发出的前两次信号，第三次后的信号监控系统不能正常接收，与线路及监控装置厂家进行沟通后，发现电压合并单元发出的信号不带时标，而监控系统则是按时标进行接收，从而造成了监控信号接收混乱。35 kV电流互感器精度试验过程中，当查看35 kV母差保护采样值时，发现母差保护的采样值不稳定，出现跳跃现象，同时母差保护出现差流，检查后发现互感器厂家为了满足母差对合并单元中额定延时的要求，将其额定延时由2 020 μs修改为1 720 μs，导致合并单元处理数据时间不够，从而丢弃数据，造成采样值不稳。

智能装置厂家对国网规范理解不同。220 kV母联保护装置做报文丢帧、序号跳变、失步试验时，装置只有在每秒4 000个点全部丢失、跳变、失步时才报警。220 kV线路保护到GOOSE检修位时，装置不告警。220 kV母线保护，双AD采样只判幅值，不判相位。SV异常试验中失步和丢帧测试不报警。多个采样值报文序号偏差测试不报警。

1.3 智能装置厂家技术力量参差不齐

大部分厂家处于同一起跑线。传统二次设备形成了以南瑞继保、国电南自、北京四方、深圳南瑞、许继电气等几个厂家为首的龙头企业，其保护测控等二次装置经过严格入网测试，产品质量过硬，在国内占有很大份额。但智能变电站的建设将许多在传统二次设备中不占优势的厂家与上述大厂家拉到了同一起跑线，这些厂家的智能装置都面临装置不成熟，缺乏运行经验的同一个难题，都需要在试验运行中不断修改升级。在智能装置逐步走向成熟的过程中，都要经历一个升级完善的阶段。

厂家技术力量薄弱，现场技术服务人员缺乏处理经验。智能装置带来的另一个问题是厂家普遍缺乏有经验的、能够胜任现场工作的服务人员。怡明站智能装置的现场调试给厂家服务人员提供了良好的实习场所，许多熟悉常规保护的厂家人员面对怡明站智能装置出现的问题也是束手无策，需要与研发人员不断沟通。鉴于此，有的厂家直接派新手甚至刚参加工作的应届毕业生到怡明站从事现场服务，他们缺乏智能装置缺陷处理的经验，对装置消缺工作带来很大不便。许多问题只有等研发人员到达现场后才能解决。

1.4 测试缺乏相应技术标准及仪器设备

国内没有正式发布的可供依照的测试规范。当前智能站建设正在全面展开，山东2012年将新建两百多座智能站，然而目前国内尚没有正式发布的可供依照的测试规范，这对于智能装置测试试验的标准化、程序化带来了很大困难，不同测试人员对智能装置的测试项目理解不同，使得智能装置测试工作具有很大随意性，测试项目差别很大。

现场校验缺乏相应仪器设备，现有仪器功能尚不完善。目前智能变电站调试模式与常规变电站差别不大，均使用继电保护测试仪进行装置单体测试，怡明站智能装置单体调试使用了国内两个知名厂家的继电保护测试仪，这两个厂家的测试仪功能各有侧重，不尽相同。两台测试仪面对众多厂家的智能设备，均不同程度地无法满足调试要求，其中某测试仪厂家为适应现场调试还重新更换过版本。根据智能站网络应用的特点，可以开发出适合智能站调试的试验仪器，以减小现场调试工作量，增加工作效率。

2 智能站建设应重点关注的方面

出厂联调。在目前智能设备不成熟的阶段，智能站设备进行出厂系统联调显得尤为重要，在联调阶段，可以将所有二次智能设备按照工程要求组建，对整站SCD配置文件和装置功能进行验证，从而大大减少现场调试阶段工作量。国内已经有部分单位建成了智能装置系统调试实验室，在实验室进行过联调的智能装置，到达现场后只进行IP地址配置及装置开入、开出传动试验。

现场调试。现场调试将变电站中存在的问题进行消缺处理，是智能站投运前的最后一次设备把关，事关智能站投运后的安全稳定运行。这一阶段需要测试智能装置、协调设备厂家、督促相关人员进行系统消缺，工作量大，需成立专门的领导小组，需要各单位的支持与配合，为调试工作扫清障碍。