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1、 1 智能变电站继电保护调试方法 2 智能变电站调试方案 目录 2 概述 1 3 概述 1 背景智能变电站应具有如下特征 一次设备智能化 二次设备网络化 基础数据完备化 信息交换标准化 运行控制自动化 信息展示可视化 分析决策在线化 设备检修状态化 保护决策协同化 设备安装就地化 系统设计统一化 二次系统一体化 4 概述 传统变电站智能变电站 取消硬接线后 传统测试计划已不适合 需要研究数字化条件下 装置和系统的测试方案和技术 为产品检测 工场调试 现场调试技术规范的提供依据 5 概述 2 调试方法的变化 相对传统站 规约的变化引起的调试方法的不同 网络的变化引起的调试方法的不同采用电子式互感
2、器及合并单元引起的调试方法的变化 一次设备的智能化及保护测控装置结构的变化引起的调试方法的变化 功能自由分布引起的调试方法的不同 6 概述 常规综合自动化站电气二次图含电流电压回路图 控制信号回路图 端子排图 电缆清册等 所有不同设备间的连接均通过从端子到端子的电缆连接实现 这些图纸反映了二次设备的原理及功能 一 二次设备间的连接关系 以及可用于指导施工接线和运行的检修维护 而智能变电站电气二次设计与常规综合自动化站比较发生了很大的变化 智能变电站各层设备通过网络进行连接 设备间的连接是基于网络传输的数字信号 原有二次回路中点对点的电缆连接被网络化的光缆连接所取代 已不再有传统的端子的概念 所
3、以我们认为在今后的智能变电站设计中 至少应提供基于虚端子的二次接线图 过程层GOOSE配置表 全站网络结构图 交换机端口连接图等 真正在设计层面上完善和实现智能变电站的透明性和开放性 7 概述 3 技术要求基于IEC61850标准 适用于智能变电站现场检验 工厂调试和研发测试的继电保护测试仪 且能通过配置实现智能变电站各种输入输出方式的测试 报文的监视及分析 其他各种校验仪 8 智能变电站调试方案 工厂调试 1 工厂调试1 1工厂调试应具备的要求根据网络布置图 进行网络连接 根据虚端子图配置SCD 由SCD生成CID文件分发至各装置 并把SCD导入后台监控及远动系统生成数据库 网络设备的配置
4、如 Vlan的划分或采用GMRP组播注册协议 试验仪器的准备 制定调试方案 9 智能变电站调试方案 工厂调试 1 261850测试1 2 1模型测试 1 装置ICD文件的合法性静态检测模型合法性检查SCL内部合法性检查SCL引用检查要求 ICD模型必须符合DL T860 6 变电站通信网络和系统 的要求 数据模型内外描述的一致性要求 装置在线获得的配置必须与模型文件一致 10 智能变电站调试方案 工厂调试 1 2 2关联测试 后台与装置建立关联 然后释放关联 测试连接是否能够正确建立和释放 后台运行多个客户端同时与装置建立关联 测试装置最大能够建立的关联数 后台与装置建立关联 然后重启后台 检
5、查后台与装置是否能够恢复连接 记录恢复所需时间 后台与装置建立关联 然后重启装置 检查后台与装置是否能够恢复连接 记录恢复所需时间 11 智能变电站调试方案 工厂调试 后台与装置建立关联 然后断开网络线 检查后台与装置是否能够检出通讯故障 记录检出故障的时间 查后台与装置是否能够恢复连接 记录恢复所需时间 后台与装置建立关联 然后断开网络线 当后台或装置检出通讯故障后插上网络线 检查后台与装置是否能够恢复连接 记录恢复所需时间 12 智能变电站调试方案 工厂调试 1 2 3GOOSE测试 1 GOOSE报文测试GOOSE发布是否正确GOOSE订阅是否正确并响应使GOOSE参数设置错误 检查被测
6、装置是否处理检查GOOSE断链是否能正确上报检查GOOSE发送策略 发送间隔 发送序号是否符合标准 装置上电后 GOOSE报文当前数据正确发送 无错漏 13 智能变电站调试方案 工厂调试 2 装置GOOSE处理能力测试模拟多个开关频繁变位 测试装置能正确发送GOOSE的最大量双网之间是否发送相同报文装置GOOSEA网阻塞时 B网是否正常工作超过两倍生存周期时间通信中断 接收装置是否报GOOSE通信中断 3 GOOSE联闭锁测试GOOSE联闭锁通信中断恢复重载条件下GOOSE联闭锁通信网络风暴条件下GOOSE联闭锁通信GOOSE生存周期内通信中断时的GOOSE联闭锁正确性超过GOOSE生存周期通
7、信中断前后GOOSE联闭锁正确性 14 智能变电站调试方案 工厂调试 1 2 4SV测试 SV的建模SV发送测试合并单元发送给保护测控的采样频率应为4K 秒 SV报文中每1个APDU部分配置1个ASDU 发送频率应固定不变 合并单元发送给其他装置的采样频率为12 8K 秒时 SV报文中每1个APDU部分配置8个ASDU SV报文中的采样值数据 样本计数应和实际采样点顺序相对应 样本计数应根据采样频率顺序增加并翻转 不能跳变或越限 SV采样值报文APPID应在4000 7FFF范围内配置 15 智能变电站调试方案 工厂调试 3 SV接收测试SV采样值报文接收方应根据报文中的APPID确定报文所属
8、的采样值接收控制块 SV采样值报文接收方应根据收到的报文和采样值接收控制块的配置信息 判断报文配置不一致 丢帧 编码错误等异常出错情况 并给出相应报警信号 SV采样值报文接收方应根据采样值数据对应的品质中的validity test位 来判断采样数据是否有效 以及是否为检修状态下的采样数据 16 智能变电站调试方案 工厂调试 4 采样同步测试合并单元正常情况下对时精度应为 1us 守时精度范围为 4us 合并单元采样点应该和外部时钟同步信号进行同步 在同步秒脉冲时刻 采样点的样本计数应翻转置0 当外部同步信号失去时 合并单元应该利用内部时钟进行守时 当守时精度能够满足同步要求时 采样值报文中的
9、同步标识 SmpSynch 应为TRUE 当守时精度不能够满足同步要求时 采样值报文中的同步标识位 SmpSynch 应为FALSE 不论合并单元是否在同步状态 采样值报文中的样本计数均应在 0 采样率 1 的范围内正常翻转 17 智能变电站调试方案 工厂调试 1 3合并单元测试1 3 1同步特性测试 主要是验证MU数据发送的正确性 18 智能变电站调试方案 工厂调试 采用模拟的小电压电流互感器 如额定电流为1A或者5A 额定电压为57 7V或者100V 这样方便使用交流信号源模拟一次侧施加电流电压信号 交流信号源输出同相位的模拟电压电流信号 同时输出同相位的小电压信号给 9 2校验仪 合并单
10、元接收电子式互感器发送过来的电压电流信号同时根据接收到的GPS做信号同步 然后通过 9 2协议发送给 9 2校验仪 校验仪一方面通过 9 2接收数据 另外一方面通过接收GPS信号同步采样小电压信号 然后将两路信号进行相位比较即可判断出信号同步的情况 要求最大相位差 10分 19 智能变电站调试方案 1 3 2数据连续性测试当MU发送数据和GPS同步上以后 保护装置接收MU数据时同时进行样本序列号的连续性判断 拷机48小时看是否有样本序列号不连续的情况1 3 3同步守时测试当MU和GPS同步后 将GPS同步源去除 开始计时看多长时间后MU报失步 在MU守时的过程中观察图1中的 9 2校验仪计算的
11、标准信号和接收信号间的角差是否保持稳定 如果有滑开现象则说明守时同步有问题 20 智能变电站调试方案 1 3 4同步守时恢复同步测试当MU与GPS同步后 去除同步时钟源 在MU未失步时重新插入时钟源 这个过程中查看 9 2校验仪计算的标准信号与接收信号间是否有角差抖动的问题 将MU输出信号接入保护装置 同步完成后 去除同步时钟源 在MU未失步时重新插入时钟源 查看保护装置是否会报mu同步丢失 恢复的过程 正确情况是不应出现同步丢失 又恢复的情况 1 3 5同步稳定性测试当MU和GPS同步后 不断将GPS信号源施加和去除 如此无规律重复多次 看保护接收数据是否有异常现象 21 智能变电站调试方案
12、 1 3 6数据发送抖动测试使用抓包工具抓取MU发送报文 看帧间间隔抖动是否能够保证在 20us以内 最好有报文分析仪的帮助 1 3 7MU上 掉电发送数据测试主要测试采集器上电 掉电中采集器采集的数据是否正常 通常异常出现原因 采集器比较器电压由电容稳定电压 当上电时 该电容电压未稳定即输出采集数据 当掉电瞬间 由于电容掉电的先后顺序 若CPU后掉电 而采集器电压 MU上电时 触发保护装置录波 查看波形是否有异常 或抓包 看刚上电的前10个周波的数据的峰值是否稳定 当装置掉电时 抓包 分析最后几个周波的峰值是否稳定 22 智能变电站调试方案 工厂调试 1 4PT并列和切换测试当母联断路器合闸
13、 需要PT并列运行时 站控层向测控装置下发PT并列遥控命令 测控装置将PT并列遥控命令转成GOOSE命令 并列合并器DMU800根据测控装置下发的GOOSE命令输出并列后的母线电压 DMU800并列合并器将并列后的I II母电压以FT3格式分别接入各间隔的电流合并器 各间隔电流合并器通过GOOSE从间隔交换机上接收本间隔刀闸位置信息 把并列后的I II母电压切换成一路母线电压 23 智能变电站调试方案 工厂调试 PT并列和切换示意图 24 智能变电站调试方案 工厂调试 1 5保护测控装置测试测试对象 保护 测控装置电能仪表智能开关智能变压器测试项目 保护功能及性能测量精度校验电能仪表有功和无功
14、电能发送跳合闸GOOSE信息监视智能开关和智能变压器变位GOOSE信息监视智能变压器的温度 档位等GOOSE信息测试手段 数字化测试仪传统测试仪 数字转换装置仿真软件 25 智能变电站调试方案 工厂调试 目前保护装置输入输出型式多样 9 1SMV GOOSE SMV GOOSE 硬开入开出 小信号模拟量 GOOSE 硬开入开出 FT3采样报文 GOOSE 小信号模拟量 GOOSE 9 2SMV GOOSE 9 1 或9 2 SMV 硬开入开出 26 智能变电站调试方案 工厂调试 OMICRON公司的CMC256 6 NET1型测试仪可以发送一组符合61850 9 2LE的SMV 6个有效通道
15、SMV格式固定 可配置内容少支持GOOSE收发支持模拟量输出和硬开入开出是测试仪的领头羊 价格昂贵北京博电公司的PWF光数字保护测试仪可以发送一组符合61850 9 1的SMV不支持GOOSE收发 有8个硬开入 4路继电器空触点开出PWF 型测试仪增加9 2LE和GOOSE支持 还未产品化成都天进公司MF3000光数字保护测试仪支持SMV 9 1和 9 2LE均满足 GOOSE 硬开入开出 无小信号模拟量输出仅推出样机 还未产品化 测试仪输出不稳定 存在软件缺陷北京殷图仿真技术有限公司的DDRTS全数字化的电网实时仿真 27 智能变电站调试方案 工厂调试 28 智能变电站调试方案 工厂调试 测
16、试仪不同工作模式的切换 通过配置实现 配置模块的重要性 常规继电保护测试仪与被测装置之间的接线为硬接线 测试仪的模拟量输出和开关量输入输出不需要过多配置 接线完成后即可工作 而数字化测试仪存在以上多达6种输入输出模式 与被测装置之间有时仅是简单的光纤连接 有时需要光纤连接和硬接线连接 应用情况复杂 测试仪不同工作模式下的输入输出无不需要经过精确配置才能满足被测装置需要 测试前的配置工作相当于常规试验的接线 重要性不言而喻 29 智能变电站调试方案 工厂调试 30 智能变电站调试方案 工厂调试 31 智能变电站调试方案 工厂调试 手动测试 32 智能变电站调试方案 工厂调试 数字电表测试 33 智能变电站调试方案 工厂调试 34 智能变电站调试方案 工厂调试 多个光纤以太网口输出SMV报文 一台测试仪即可完成测试 专用的变压器差动测试菜单 快速定制测试用例 自动测试 变压器差动保护测试 35 智能变电站调试方案 工厂调试 实现对合并器输出的SMV报文的监视 自动解析报文中的关键字段 分析SMV报文是否丢帧 图形化显示采样通道的数据等 对合并器的现场检验 研发测试都有积极意义 SMV报文监
