智能变电站二次设备检修机制分析与测试

智能变电站二次设备检修机制分析与测试

(南京国电南自电网自动化股份有限公司江苏南京211153)

摘要:智能变电站与常规变电站检修对象、检修方式均有较大差异。本文首先分析对比两者差异,提出了目前检修操作的不足;其次,对智能变电站站控层MMS报文和过程层GOOSE、SV报文进行分析,研究检修品质处理机制及二次设备检修闭锁机制的原理;最后,构建了集成测试系统,测试检修压板误操作对相关设备影响程度。分析与测试结论对工程检修安全措施制定具有理论指导意义。

关键词:智能变电站;二次设备;检修闭锁机制;报文分析;系统集成;安全措施;

0、引言

为构建坚强智能电网,智能变电站的建设成规模化发展[1-2]。随着投运设备的增加,设备检修数量也成倍增长。智能站二次设备如何检修,单间隔设备检修对于二次系统相关设备的影响,是我们需要研究和解决的技术课题。

目前电网系统检修人员普遍按照常规变电站设备检修方法来检修智能站设备[3]。常规站二次回路采用电缆连接,有明显的回路断开点,便于实现电气量的有效隔离。检修压板的功能是使设备发送信息带有检修品质,屏蔽设备信息上送调度端。

智能站与常规站存在很大不同。由于合并单元、智能终端的应用,保护需要接收合并单元SV采样数据,并通过GOOSE与智能终端通讯,实现跳合闸及信号采集[4]。保护、合并单元、智能终端存在检修一致性判别,只有设备间检修状态一致才能正确动作,不一致及闭锁相关回路[5]。因此智能站检修压板的功能除屏蔽信息上送外,还有隔离二次回路的功能[6]。

智能站设备检修要充分理解检修机制原理。本文将分析MMS、GOOSE、SV报文在检修状态下的发送机制,分析检修机制原理,提出二次设备检修测试方法。

1、检修机制原理

IED设备在投入检修压板后,其发送的MMS、GOOSE、SV报文对应检修品质发生变位[7]。

MMS(制造信息报文)为间隔层设备与站控层设备通讯的报文规约。间隔层设备检修压板投入后,MMS报文检修品质位变化。按照DL/T860对检修品质位的定义,第11位TEST位至1时,表示处于检修状态[8]。

间隔层、过程层设备至检修时,发送GOOSE报文检修品质位(TESTMode)置1。

合并单元检修时,发送的SV采样值报文检修品质位置(TEST位)1。

装置处于检修时,除上送站控层的通讯报文带检修品质外,间隔层设备与间隔层设备存在检修一致性判别逻辑。判别机制如表1、2所示。.

综上所述,检修状态下,设备检修状态一致性会影响设备采样值的正确接收,以及信号、跳闸逻辑的正确传递。

本文将依据检修原理完成单一设备检修对系统中相关设备的影响测试。

3、系统集成检修测试

搭建测试系统,如图1所示。该系统包括线路保护、线路间隔合并单元、线路间隔智能终端、母线电压合并单元、母线保护。保护与合并单元、智能终端采用直采直跳方式。跨间隔保护间数据采用组网方式传递。

图1系统集成测试系统示意图

测试点1:投入母线合并单元检修压板,此时母线合并单元发送的SV报文带检修品质。在此状态下验证相关设备的逻辑功能和回路特性。测试结论如下。

(1)间隔合并单元级联母线合并单元。由于母线合并单元为检修态,间隔合并单元为正常态,间隔合并单元采样值报文,电流信号为正常态,电压信号为检修态。

(2)线路保护接收间隔合并单元采样,其中电流信号为正常态,电压信号为检修态。测试仪模拟故障,线路保护电压检修不一致,逻辑按PT断线处理,闭锁电压元件相关保护。

(3)电压检修不一致,母线保护按PT断线逻辑处理,此时差动电压和失灵电压元件均动作,开放两段母线电压闭锁。

测试点2:投入间隔合并单元检修压板,此时间隔合并单元发送SV报文带检修品质。同样验证逻辑功能和回路特性。测试结论如下。

(1)间隔合并单元发送的SV采样数据为检修,测试仪模拟故障,此时线路保护与间隔合并单元检修不一致,闭锁所有保护功能。

(2)母线保护与间隔合并单元检修不一致,母差保护则闭锁差动保护和对应支路的后备保护。

测试点3:投入间隔智能终端检修压板,此时智能终端上送信息带检修品质。在此状态下验证设备逻辑和回路特性。测试结论如下。

(1)发送的报文为检修态,只处理检修态报文。

(2)合并单元接收GOOSE开关、刀闸位置保持检修前状态。

(3)线路保护装置接收GOOSE位置保持检修前状态,线路保护逻辑正常动作,但闭锁跳闸出口。

(4)母线保护装置接收GOOSE位置保持检修前状态,保护逻辑正常动作,但闭锁跳闸出口。

5、结语

本文深入分析智能站设备检修机制原理。并通过搭建测试系统,验证不同间隔设备检修时对相关设备的影响。测试结论为智能站二次设备检修运维安措提供重要理论依据。

参考文献

[1]张文亮,刘壮志,王明俊,等.智能电网的研究进展及发展趋势[J].电网技术,2009,33(13):1-11.

[2]陈树勇,宋书芳,李兰欣,等.智能电网技术综述[J].电网技术,2009,33(8):1-7.

[3]杜浩良,李有春,盛继光.基于IEC61850标准数字化与传统继电保护的比较[J].电力系统保护与控制,2009,37(24):172—176.

[4]曹楠,李刚,王冬青.智能变电站关键技术及其构建方式的探讨[J].电力系统保护与控制,2011,39(5):63-68.

[5]李孟超,王允平,李献伟,等.智能变电站及技术特点分析[J].电力系统保护与控制,2012,38(18):59-63.

[6]彭少博,郑永康,周波等,220kV智能变电站检修二次安措优化研究[J].电力系统保护与控制,2014,42(23):143—148.

[7]金言,段振坤,范华.智能变电站继电保护系统检修试验方法综述[J].华北电力技术,2013(10):68-70.

[8]刘玮,王海柱,张延旭.智能变电站过程层网络报文特性分析与通信配置研究[J].电力系统保护与控制,2014,42(6):110-115.

作者简介

童隽(1984-),男,江苏南京人,工程硕士,从事智能变电站继电保护技术研究工作。E-mail:jun-tong@sac-china.com

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