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数字化变电站继电保护校验的分析

1 数字化变电站的特点

(1) 一次设备的数字化和智能化

变电站内传统的电磁式互感器被电子式互感器所替代‚直接向外提供数字式光纤以太网接口;站内采用具备向外进行数字通信的智能断路器、变压器等设备‚或者在这些一次设备就地加装智能终端实现信号的数字式转换与状态监测‚达到一次设备数字化和智能化的要求。

(2) 二次设备的数字化和网络化

数字化变电站的二次设备除了具有传统数字式设备的特点外‚还具备对外光纤网络通信接口‚与传统变电站信息传输以电缆为媒介不同‚数字化变电站二次信号传输基于光纤以太网实现。

(3) 变电站通信网络和系统实现 IEC61850标准统一化

传统变电站中信息描述和网络通信协议标准的差异‚导致了不同设备间信号识别困难、互操作性差;数字化变电站全站通信网络和系统实现均采用 IEC61850标准‚该标准的完整性、系统性、开放性保证了数字化变电站站内设备具备互操作性的特点。

(4) 运行管理系统的自动化

在现有综合自动化系统已经具备较大程度的自动化特征的基础上‚数字化变电站在站内设备的互操作性、信号的光纤传输、网络通信平台的信息共享等方面进一步体现了运行管理自动化的特点。

2 光数字继电保护测试仪

数字化变电站的系统试验环境见图1‚F66光数字继电保护测试仪整合了 IEC61850光数字测试和小信号模拟量测试功能‚并可外接电流电压功放。机 身 配 有 4对 光 收 发 器‚提 供 针 对IEC61850标准规范中各种通信信息的有效编解码。同时其调试系统拥有完整解析保护模型文件‚能实现电流电压通道选择、比例系数、ASDU数目、采样率、GOOSE信息等配置‚可灵活方便地与各种型号保护接口。而 2组隔离的 12路模拟小信号输出‚可兼容测试各种接受电子式互感器信号的保护;或者连接各种品牌的功率源‚进行对普通保护与数字化保护的对比测试。另外拥有 8对开入量‚4对通用开出量‚4对快速开出量以及GOOSE信息报文‚能实现保护的完整闭环测试。内置 GPS‚可实现远距离同步输出;也可接入变电站同步电信号‚实现测试仪输出与变电站其他MU同步。

3 校验方法的比较与研究

在进行自切试验时‚以往需要几台仪器一起配合、几个人同时操作‚仪器就有 Dobel、笔记本电脑、602、电压表、电流表等。而数字化的设备进行试验时‚只需要 1台光数字测试仪和 1台笔记本电脑‚单人就可以完成自切以及其整组试验。为了让效验效果更接近整定值‚可对所有的校验项目编好相应的程序模板存入数据库‚针对原理相同而整定值不同的设备‚操作人员只需将数据库中的模板调出‚改变其中的参数就能实现 “一指化 ”操作。这大大简化了工作步骤‚减少了重复操作‚同时也降低了校验的出错率‚提高了工作效率。

在 10kV1、2分段自切试验中‚10kV2段失压自切动作后 (见图 2)‚合于故障‚后加速零流动作的操作界面截图。整组实验过程是:由于 2段母线失电‚低压启动‚检相邻母线有电‚经 2.7s跳开该失电母线主变开关‚合上 10kV1、2分段开关‚由于故障‚自切后加速零流保护动作跳开10kV1、2分段开关。由于所有的故障过程都已经通过软件事先设定完成‚因此在效验时就不需要其他人员配和模拟故障现场‚因此‚整个过程只需 1位技术人员就可以完成操作。以此类推‚其他的试验项目均可通过类似方式编程完成。

针对 以 数 字 信 号 输 入 并 通 过 光 纤 连 入GOOSE网的数字化设备‚相应的校验方法与常规的模拟量输入设备的校验就有些微的出入了‚*重要的就在于它的核心部位 GOOSE信号的传输

问题上了。针对每一个设备都相应的有其各自的cid‚goose‚config文件‚在校验前‚首先需要用抓包软件进行抓包存入电脑‚然后就是对设备进行连接。目前的数字化变电站中的数字化一次设备和二次 智 能 装 置 均 按 照 全 站 统 一 的 标 准 平 台(IEC61850标准 )进行数据建模及通信‚并在此平台的基础上实现相互之间的互操作性‚因此‚在校验开始时‚都需要对操作仪器进行相应的 61850配置‚其中包括输出光纤配置及 GOOSE接点配置。光纤配置包括通道输出配置和 MU配置‚通道输出配置即为电流电压的相位配置‚而 MU配置则相应要复杂些‚其中包括:逻辑设备名 (LD-Name)、逻辑节点名

(LNName)、数据集名、目标MAC地址、APPID、VlanTCT以及 MU的通用配置:MU的版本号、Asdu数目、采样点数等。这些参数都可以从合并单元 (MU)上获得。一般 MU的通用配置同一个站内都相同‚而逻辑设备名、逻辑节点名每个设备都有**的数字与之对应。配置完了 MU‚接下来还需要进行 GOOSE接点配置‚只有倒入了每个设备相应的这些模型文件‚才能正确配置他们各自的 GOOSE接点。配置完61850后需将其下载入系统‚这样就可以进行相应的继保校验了‚操作方法和之前介绍的小信号出入设备的校验方法相同。

4 结语

本文介绍了针对数字化保护设备的校验仪器和具体的校验方法‚由于目前针对数字化变电站设备还没有一套统一、详细的校验规程‚通过现有的校验仪器和新的校验方法对设备进行**、有效地校验‚确保其投运后的安全、稳定、可靠运行是应实现的目标。


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