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摘要:数字化变电站的二次设备检修与传统综合自动化变电站有所不同,结合数字化变电站系统结构与技术特点,研究数字化变电站采用电子式互感器后数据采样方式、采样值以及组网传输方式对于保护产生的影响,分析基于IEC61850-9-2数字化变电站二次设备检修范围、校验方法,以更好的利用和维护数字化设备,提升变电站运行水平。
关键词:数字化变电站;IEC61850-9-2;二次检修
引言:电力事业日新月异的发展,自动化、信息化、数字化的电网建设日渐深入,全数字化变电站已开始广泛投入运行,其二次设备检修工作也已逐步开展。由于电子式互感器和面向通用对象的变电站事件功能在数字化变电站中的运用,使数字化变电站的二次检修工作有别于传统变电站,旧有的检修模式以难以满足电力行业发展需求,对适用于数字化变电站的新的检修模式提出了要求。
IEC61850-9-2数字化变电站概述
数字化变电站以数字式互感器和智能型断路器为基础,利用现代化的信息平台,借助标准通信协议,实时传输变电站运行状态相关信息,进行变电站内部智能操作以及信息共享。[1]它采用有源或是无源电子互感器,数据采集从原有的模拟量转变为数字量。基于IEC61850-9-2的数字化变电站,实现有利于数据共享和交互操作的数据点到网络传输模式。为实现不同生产商制造的不同IED数据互换性,在不改变IEC61850通信标准体系前提下,进行资源定义和需求激励资源匹配机制,将IED资源划分为需求对象和生产对象,实现设备数据模型自动配置,通过对生产资源对象进行定义,屏蔽IED内部差异,达到数据交换目的。
数字化变电站系统结构及特点
2.1数字化变电站系统结构
数字化变电站由过程层、间隔层以及站控层三部分构成其逻辑结构。通过网络通信实现各层次之间的连接。电子式互感器以及相关合并单元组成过程层,承担数字信号采集、处理,并完成数据传输过程;间隔层完成变电站测控功能;站控层则主要完成变电站无缝通信功能,并起到协调变电站运行的作用。
2.2数字化变电站的特点
数字化变电站和传统变电站、自动化变电站都有所不同,在自动化化基础上更进一步,它的特点表现在以下几个方面。(1)SMV采样传输、GOOSE网络数据传输、始终PTO1588合一,降低了光纤和交换机数量,节约成本;(2)一次设备采用数字互感器代替电磁互感器,目前广泛采用的是磁光式、全光纤式和电子式;其断路器采用新型智能型或是智能改造后的普通断路器,可以进行智能化控制;(3)二次设备网络化,采用光缆代替了传统的电缆,一次、二次设备之间采用百兆光纤以太网,是其代表性特征,全数字化变电站不仅可以保证供电可靠性,其生命周期成本远低于传统综合系统;(4)标准化的通信协议为数据传输提供了极为有效的途径,使变电站内部资源共享成为可能,同时增加了其互操作性。
基于IEC61850-9-2数字化变电站的二次检修
目前,数字化变电站的二次设备包括保护装置、测控装置、故障录波器、网络分析仪、交换机及其网络、智能终端、电子式电流和电压互感器、合并单元、二次回路。依据田乐变动模试验中电子互感器特殊项目测试和交换机工作异常、采样值传输异常及合并单元故障对保护装置影响测试,确定数字化变电站二次检修内容如下:
3.1智能单元校验
数字化电站是在常规变电站的基础上发展而来,常规变电站成熟的检修模式可为数字化变电站检修提供借鉴。对于没有完全完成智能化的一次设备,闸刀回路之间、智能单元和断路器之间仍旧采用二次电缆连接,光纤以太网连接智能单元和保护装置,检测中进行接线检查、逆变电源检验、绝缘电阻测试、通电初步检验、输入回路、输出触点、信号检查。
3.2电子互感器校验内容及方法
电子式互感器由于采用数字采样,组网方式传输采样值,将原属于保护装置内部采样回路前移,数据流机制发生变化,影响因素增多。运行中,相关设备异常就会导致保护闭锁退出。[2]因此,电子式互感器校验项目包括:(1)采集器采样精度校验。检验数字式互感器的采样器采样值是否满足保护、测量以及计量要求,保证合并单元所传输的采样值的准确性,查看合并单元输出数据是否出现丢帧、跳变等现象,是否对数据品质进行正确采样标记。需要进行零漂检查、相位及幅值特性检验,校验采用第三方电子式互感器测试仪,并结合网络分析仪等相关设备分析验证。(2)同步功能测试。为保证各类数据之间的同步性,以起到母差保护、变压器差动保护作用。通过在不同间隔同时加采样值,结合故障录波器和网络分析仪等相关设备进行观察、分析采样数据的同步性。首先对合并单元同步和性能进行测试,确定其可以准确接受时钟源秒脉冲信号,对时及同步功能正常,然后中断田乐变GPS对时装置供电,在没有外部同步时钟源条件下,测试合并单元守时性能,最后恢复供电,测试再同步性能和保护是否发生误动。(3)激光电源模块的校验。定期进行激光电源模块校验,通过采集器的激光电源输入端连接合并器激光电源模块后采集器的工作状况来进行校验。(4)进行合并单元通信中断以及恢复测试。(5)光纤以太网性能测试。通过光纤传输衰耗以及误码率情况的检测来检验以太网连接的可靠性。
3.3保护装置及其他设备校验
保护装置检验包括固化程序检验、GOOSE开入量和开出量正确性检验、软压板投退功能检验、定值单检验、逆变电源检验等。可采用继电保护测试仪结合数据采集装置进行检验,或是使用全数字化保护测试仪进行检验。
结束语:
基于IEC61850-9-2数字化变电站二次检修的目的是要保障二次设备对断路器位置、电流、电压等一次设备数据的正确采集,进而通过获取的信息判断一次设备的运行状态,及时、精确、安全的调控一次设备。我们相信,随着电力事业的发展,数字化变电站二次检修技术和方法也将在实践中不断完善和进步。
参考文献
[1]陈亦平,费云中,祝建华.基于IEC61850-9-2数字化变电站的二次检修[J].电力系统保护与控制,2011,02:142-144.
[2]曹磊,何宝林,乔辉.基于IEC61850数字化变电站的二次检修浅析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2012,09:94-95.