0 引言
智能变电站是采用智能化信息采集、传输、处理和输出方式的变电站,应用智能化的设备,并建立网络化的通信系统,采用自动化的管理模式。智能变电站具有较强的抗干扰能力,监控更**、操作更便利、功能更丰富。在智能变电站中,继电保护系统是十分重要的组成部分,其运行效率与变电站的整体运行效率直接相关,所以要采取有效的调试方法,确保继电保护系统可充分发挥作用。
1 智能变电站继电保护系统配置情况
智能变电站和传统变电站在结构上存在一定的差异,如图1所 示。某智能变电站采用三层两网的监控系统结构。其中,三层是指站控层、间隔层和过程层,两网是指站控层网络和过程层网络。间隔层采用双星型拓扑,传输站控层网络和过程层网络报文,利用网络设备实现各设备间的网络通信;过程层按电压等级进行组网,220kV 和100kV 电压等级的过程层网络和SV 网共网设置,结构为星型。220kV 双重化配置的保护与过程层网络连接,安 全 自 动 装 置也一样,测控装置则跨越过程层、站控层两个网络;110kV 单套配置的保护和安全自动装置与过程层网络连接。
2 智能变电站继电保护系统的调试内容
2.1 继电保护调试
继电保护调试包括电压和电流采样监测、保护装置输出、同步测试、监测状态测试等内容。数字化保护测试仪是站中较重要的一项仪器,可向保护装置的光线直采口输入数字 量,对保护装置的功能性、灵 敏 度 等 性 能 进 行 校验[1]。一些保护装置要求横跨数据满足一定的标准,对此可采用2根光线将不同单元的数字量同时输入装置,这样既可进行电压数据采样,也可进行电流数据采样;保护装置光线可将跳闸令发送给终端,利用 GOOSE 组 网 口 进 行
联闭锁信号的传输,通过实际传动对报文输出信号进行验证,确认信号是否准确、及时;单间隔保护可采用传统试验仪进行电压和电流量的同时增加,对装置和所加量的相位角进行查看,确认二者是否一致;对电压和电流采样进行价差,确认二者是否相差非周期倍数。采用同样的接线方式,利用网络分析仪对突变的电压、电流波进行检查,确认二者是否同步。如果是跨间隔数据保护,那么要重视数据同步性的检测,确认两种采样是否同步,并对母差保护动作性能进行测试。在检修状态测试方面,首先要明确调试的要点和要求,其次采用有效的调试方法。智能终端检修状态若不同于保护装置检修状态,则进行闭锁动作;若状态一致,则正常动作。如果合并单元和保护装置间出现不同的检修状态,那么闭锁保护,否则动作如常。通过对各种检修状态进行组合,实现保护试验,确保调试方法的有效性。
2.2 光纤回路调试
智能变电站普遍采用光纤传输,光纤是继电保护系统中的重要组成部分。光纤回路试验包括测试光纤芯做光收发器件功率、光通道衰耗等;确认装置背后光芯的断链告警信息是否准确[2]。根据警告信息采取相应的保护措施,确保线路的正常运作。
3 智能变电站继电保护系统的调试方法
3.1 调试条件
网络是连接智能变电站继电保护系统的核心。以网络为基础进行数字信号的传输,在二次回路中,采用光缆连接代替点对点电缆,因此调试方法发生了一定的变化。在现场调试前,首先系统和设备已完成安装,其次一次设备和自动化系统需进行的二次电缆施工已完成,网络设置安装和通信线缆施工已完成,*后现场交直流系统完成施工,满足各项条件。
3.2 通用检查
继电保护系统调试阶段应主要检测互操作和运行 检测。了解这两方面存在的问 题,并采取有效的更正措施,确保继电保护系统可保持平稳运行。通用检查是首要步骤,主要对外 观、电 源、通 信 接 口、软 件 版 本、通 信 报文等进行 检 查,其 中 外 观、电 源、软件版本的检查与 传统的检查方式 相同,不同的是增加了通信接口和报文检查。通信接口检查过程中,要先确认种类和数量与要**否相符,然后对光纤端口发送功率、*小接收功率等进行检查。通 常,发 送 功 率 应 在-20~-14dBm;接 收功率 则 在 -23~ -14dBm;*小接收功率不超过 -30dBm。通信报文检查主要对 GOOSE报 文 发 送 帧 数 及 时 间间隔进行检查,将待测设备和计算机连接,抓 取 通 信 报文进行检测分析。
3.3 合并单元检查
MU 检查包括 MU 发送 SV 报文检验、对时误差、同步性能、状态监测等内容。在 发 送 SV 报 文 检 验 方 面,主要对丢帧率、发送频率进行检验[3]。利用光猫连接 MU 和计算机,对SV 报文进行抓取,然 后 检 验 分 析。在 对 时 误差测试方面,主要对合并单元进行测试,通常的误差*大
值 要控制在1μs以内,外部同步信号消失后 MU 满足4μs同步的精度要求只需10min。在输入电流电压信号的同步检验方面,要对 MU 失去并再获取同步信号造成的 SV 报文误 差 进 行 检 验,断 开 MU 外 部 对 时 信 号 1 min后 再 连接,然后分析和记录SV 报文。在检修状态测试方面,SV报文检修品质应能准确反映检修压板的投退,对检修压板进行投退后抓取SV 报文,对 “test”位置进行分析,确认位置是否正确,然后观察装置面板。在电压切换和并列功能检验方面,主要确认其是否正常。
3.4 自动装置检验
继电保护和安全自动装置的检验内容较多,具体包括交流量 精 度 检 查、采样值畸变测试、采 样 值 传 输 异 常 测试、虚端子信号检 查、整 定 值 整 定 等。交流量精度检查、整定值整定等可参考相关的规范标准。检修状态测试则可采用与 MU 相同的检修状态测试方法。采样值品质位无效测试方面,无效标识累计数量如果已在允许范围外,那么误动保护功能瞬时可靠闭锁,与之无关的保护功能则处于正常,恢复后闭锁会随之开放。采样值数据标识异常应在掉电的情况下也不会出现统计信息丢失的问题,报警方式为瞬时闭锁延时。通过数字继电保护测试仪进行检验,对部分数据品质位进行无效设置,模拟 MU 发送采样值出现品质位无 效 的 情 况。在采样值畸变测试方面,对 MU 双A/D的应用情况进行检查,采样值一路发生畸变时,保护装置应正 常 动 作。利用数字测试仪进行检测,对 MU 双A/D中保护采样值部分数据进行模拟,畸变数值比保护动作定值大时品质位有效,模拟一路采样值出现数据畸变的情况。在采样值传输异常测试方面,采样值传输异常会造成装置接收通信延迟或者 MU 间采样序号断开、采样值错序等情况,保护功能应可靠闭锁,这些异常都在保护设定范围的情况下或者恢复正常的情况下,对于保护区内的故障,保护装置可靠动作没有进行跳闸报文的发送;对于区外故障,保护装置不应误动。针对该问题,可利用数字继电保护测试仪对采样值数据进行调整,使其按时发送,同时也可对采样值 进 行 调 整,以此来增大采样值通信演示,改善各种异常情况,同时对保护区内外故障进行模拟。利用保护装置和数字继电保护测试仪进行通信断续测试,发送SV 信号,通过调整通道采样值发送延时、删 掉 部 分 采样值的方式进行测试。在虚端子信号检查方面,检查其是否按图纸进行配置,功能性是否符合设计要求。利用数字继电保护测试仪进行检测,通过模拟开发出功能保护设备,发出 GOOSE开出虚端子信号,对报文进行抓取分析,判断 GOOSE虚端子信号的发送有无错误。利 用 数 字 继 电保护测试仪发出信号,通过相应的保护设备面板显示内容判断信号的接收情况。利用测试仪 发 送 SV 信 号,根 据 面板显示判断SV 信号的接收情况。
机组送至右侧片区的穿越潮流,可通过增加右侧片区机组出力减少穿越潮流,当左侧机组检修时,也有可能出现潮流反向;第6至8条 支 路 是 第38节点机组送出断面,因支路26-28加支路28-29的电抗等于支路26-29,因此3条支路灵敏度相等。将以上灵敏度同IEEE39节点系统标准灵敏度相比较,平均误差小于3%,可见该方法真实有效,具备实用价值。
3 结语
本文提出的一种快速电力系统断面灵敏度计算方法,经模拟计算,计算时间、计算精度满足要求,可推广至实时发电计划或电力现货市场应用。