張國(guó)輝，王 昕，井雨剛，劉延華，孫運(yùn)濤，唐新建，王永波

（山東電力研究院，山東 濟(jì)南 250002）

0 引言

濰坊怡明220 kV智能變電站是我省第一個(gè)新建220 kV智能變電站，也是國(guó)網(wǎng)公司第二批智能變電站試點(diǎn)工程之一。該站于2010年12月26日正式開(kāi)工建設(shè)，2011年10月31日送電投運(yùn)。

怡明站采用了包括純光式電流互感器、電子式電壓互感器、低功率模擬小信號(hào)電流互感器等在內(nèi)的新設(shè)備、新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集就地?cái)?shù)字化、信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化[1-2]。

1 智能裝置的特點(diǎn)

1.1 智能裝置之間采用光纖通信

怡明站智能裝置按照邏輯可劃分為過(guò)程層、間隔層、站控層三層智能裝置，過(guò)程層與間隔層裝置通過(guò)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)連接，間隔層與站控層裝置通過(guò)站控層網(wǎng)絡(luò)連接。

220 kV過(guò)程層采樣值網(wǎng)絡(luò)按點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式配置，GOOSE網(wǎng)絡(luò)配置雙套物理獨(dú)立的單網(wǎng)，GOOSE網(wǎng)絡(luò)、IEEE1588同步對(duì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)合一。110 kV采樣值網(wǎng)絡(luò)、GOOSE網(wǎng)絡(luò)、IEEE1588同步對(duì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)三網(wǎng)合一、共網(wǎng)運(yùn)行。35 kV不設(shè)獨(dú)立的過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)[3]。

各層智能裝置通過(guò)一套北斗/GPS互為備用雙授時(shí)、公用時(shí)間同步系統(tǒng)獲取同步。站控層裝置采用SNTP網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)方式，間隔層和220 kV、110 kV、35 kV過(guò)程層裝置采用IEEE 1588網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)方式。其中站控層裝置同時(shí)具備SNTP和IEEE 1588同步信號(hào)接收能力，間隔層、過(guò)程層裝置同時(shí)具備B碼和IEEE 1588同步接收能力[4-5]。

1.2 智能裝置不成熟

怡明站智能裝置廠家多，裝置不成熟，大部分沒(méi)有經(jīng)過(guò)掛網(wǎng)運(yùn)行，設(shè)備運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)安裝后，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試驗(yàn)收發(fā)現(xiàn)大量問(wèn)題，使變電站投運(yùn)延遲，其中智能裝置設(shè)備問(wèn)題占絕大多數(shù)。

智能裝置本身功能不完善。220 kV母聯(lián)保護(hù)A，母聯(lián)同期測(cè)試時(shí)，兩側(cè)母線A相電壓只有一側(cè)能采到電壓頻率，另一側(cè)采不到電壓頻率；220 kV母聯(lián)、1號(hào)、2號(hào)主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)采用三相聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)，但開(kāi)關(guān)智能終端采用三相操作箱，BC相合閘回路將防跳回路短接，三個(gè)跳位監(jiān)視并接會(huì)分壓造成開(kāi)關(guān)誤合；220 kV母差保護(hù)A母差保護(hù)收不到母聯(lián)斷路器位置信號(hào)，母差保護(hù)中母聯(lián)失靈保護(hù)、死區(qū)保護(hù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)；110 kV所有線路測(cè)控裝置同期合閘功能存在缺陷，頻差閉鎖、壓差閉鎖不穩(wěn)定，閉鎖三次后閉鎖邏輯失效；110 kV所有線路保護(hù)測(cè)控裝置重合閘功能不完善，只能由開(kāi)關(guān)跳位啟動(dòng)重合閘，不能由保護(hù)啟動(dòng)重合閘；110 kV賈悅線線路保護(hù)，距離保護(hù)A相、B相單相接地故障距離Ⅲ段不動(dòng)作。35 kV母差跳35 kV開(kāi)關(guān)時(shí)，只有線路開(kāi)關(guān)能夠跳開(kāi)，電容器、主變低壓側(cè)、站用變開(kāi)關(guān)均無(wú)法跳閘。

智能裝置升級(jí)后部分功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)智能設(shè)備功能問(wèn)題后，智能裝置便需修改程序或者版本升級(jí)，但升級(jí)版本后的裝置沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的出廠測(cè)試，導(dǎo)致許多原來(lái)的許多功能反而無(wú)法實(shí)現(xiàn)，如：220 kV母線測(cè)控裝置升級(jí)后，部分刀閘、地刀無(wú)法操作；110 kV 2PT測(cè)控裝置升級(jí)后，2PT刀閘、地刀無(wú)法操作；110 kV線路保護(hù)測(cè)控裝置升級(jí)后，測(cè)控同期閉鎖合閘功能失效；35 kV間隔升級(jí)后，母差保護(hù)不能跳電容器、站用變，母差不能閉鎖線路重合閘；主變測(cè)控升級(jí)程序后，測(cè)控裝置無(wú)法下發(fā)指令，主變高壓側(cè)、中壓側(cè)中性點(diǎn)接地刀閘無(wú)法操作。

廠家間智能裝置互聯(lián)問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。怡明站設(shè)備運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)前，集成商曾進(jìn)行過(guò)出廠聯(lián)調(diào)，由于當(dāng)時(shí)出廠聯(lián)調(diào)時(shí)智能設(shè)備還沒(méi)有完全定型，聯(lián)調(diào)后大部分智能裝置都進(jìn)行過(guò)版本升級(jí)，而且出廠聯(lián)調(diào)階段只對(duì)部分裝置進(jìn)行調(diào)試，遠(yuǎn)不能與現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)調(diào)試相提并論。上述因素導(dǎo)致智能裝置間通訊協(xié)議執(zhí)行情況千差萬(wàn)別。220 kV保護(hù)測(cè)控裝置信號(hào)校核時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)只能接收電壓合并單元發(fā)出的前兩次信號(hào)，第三次后的信號(hào)監(jiān)控系統(tǒng)不能正常接收，與線路及監(jiān)控裝置廠家進(jìn)行溝通后，發(fā)現(xiàn)電壓合并單元發(fā)出的信號(hào)不帶時(shí)標(biāo)，而監(jiān)控系統(tǒng)則是按時(shí)標(biāo)進(jìn)行接收，從而造成了監(jiān)控信號(hào)接收混亂。35 kV電流互感器精度試驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)查看35 kV母差保護(hù)采樣值時(shí)，發(fā)現(xiàn)母差保護(hù)的采樣值不穩(wěn)定，出現(xiàn)跳躍現(xiàn)象，同時(shí)母差保護(hù)出現(xiàn)差流，檢查后發(fā)現(xiàn)互感器廠家為了滿足母差對(duì)合并單元中額定延時(shí)的要求，將其額定延時(shí)由2 020 μs修改為1 720 μs，導(dǎo)致合并單元處理數(shù)據(jù)時(shí)間不夠，從而丟棄數(shù)據(jù)，造成采樣值不穩(wěn)。

智能裝置廠家對(duì)國(guó)網(wǎng)規(guī)范理解不同。220 kV母聯(lián)保護(hù)裝置做報(bào)文丟幀、序號(hào)跳變、失步試驗(yàn)時(shí)，裝置只有在每秒4 000個(gè)點(diǎn)全部丟失、跳變、失步時(shí)才報(bào)警。220 kV線路保護(hù)到GOOSE檢修位時(shí)，裝置不告警。220 kV母線保護(hù)，雙AD采樣只判幅值，不判相位。SV異常試驗(yàn)中失步和丟幀測(cè)試不報(bào)警。多個(gè)采樣值報(bào)文序號(hào)偏差測(cè)試不報(bào)警。

1.3 智能裝置廠家技術(shù)力量參差不齊

大部分廠家處于同一起跑線。傳統(tǒng)二次設(shè)備形成了以南瑞繼保、國(guó)電南自、北京四方、深圳南瑞、許繼電氣等幾個(gè)廠家為首的龍頭企業(yè)，其保護(hù)測(cè)控等二次裝置經(jīng)過(guò)嚴(yán)格入網(wǎng)測(cè)試，產(chǎn)品質(zhì)量過(guò)硬，在國(guó)內(nèi)占有很大份額。但智能變電站的建設(shè)將許多在傳統(tǒng)二次設(shè)備中不占優(yōu)勢(shì)的廠家與上述大廠家拉到了同一起跑線，這些廠家的智能裝置都面臨裝置不成熟，缺乏運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的同一個(gè)難題，都需要在試驗(yàn)運(yùn)行中不斷修改升級(jí)。在智能裝置逐步走向成熟的過(guò)程中，都要經(jīng)歷一個(gè)升級(jí)完善的階段。

廠家技術(shù)力量薄弱，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù)人員缺乏處理經(jīng)驗(yàn)。智能裝置帶來(lái)的另一個(gè)問(wèn)題是廠家普遍缺乏有經(jīng)驗(yàn)的、能夠勝任現(xiàn)場(chǎng)工作的服務(wù)人員。怡明站智能裝置的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試給廠家服務(wù)人員提供了良好的實(shí)習(xí)場(chǎng)所，許多熟悉常規(guī)保護(hù)的廠家人員面對(duì)怡明站智能裝置出現(xiàn)的問(wèn)題也是束手無(wú)策，需要與研發(fā)人員不斷溝通。鑒于此，有的廠家直接派新手甚至剛參加工作的應(yīng)屆畢業(yè)生到怡明站從事現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)，他們?nèi)狈χ悄苎b置缺陷處理的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)裝置消缺工作帶來(lái)很大不便。許多問(wèn)題只有等研發(fā)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后才能解決。

1.4 測(cè)試缺乏相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及儀器設(shè)備

國(guó)內(nèi)沒(méi)有正式發(fā)布的可供依照的測(cè)試規(guī)范。當(dāng)前智能站建設(shè)正在全面展開(kāi)，山東2012年將新建兩百多座智能站，然而目前國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有正式發(fā)布的可供依照的測(cè)試規(guī)范，這對(duì)于智能裝置測(cè)試試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)化、程序化帶來(lái)了很大困難，不同測(cè)試人員對(duì)智能裝置的測(cè)試項(xiàng)目理解不同，使得智能裝置測(cè)試工作具有很大隨意性，測(cè)試項(xiàng)目差別很大。

現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)缺乏相應(yīng)儀器設(shè)備，現(xiàn)有儀器功能尚不完善。目前智能變電站調(diào)試模式與常規(guī)變電站差別不大，均使用繼電保護(hù)測(cè)試儀進(jìn)行裝置單體測(cè)試，怡明站智能裝置單體調(diào)試使用了國(guó)內(nèi)兩個(gè)知名廠家的繼電保護(hù)測(cè)試儀，這兩個(gè)廠家的測(cè)試儀功能各有側(cè)重，不盡相同。兩臺(tái)測(cè)試儀面對(duì)眾多廠家的智能設(shè)備，均不同程度地?zé)o法滿足調(diào)試要求，其中某測(cè)試儀廠家為適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試還重新更換過(guò)版本。根據(jù)智能站網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的特點(diǎn)，可以開(kāi)發(fā)出適合智能站調(diào)試的試驗(yàn)儀器，以減小現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試工作量，增加工作效率。

2 智能站建設(shè)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的方面

出廠聯(lián)調(diào)。在目前智能設(shè)備不成熟的階段，智能站設(shè)備進(jìn)行出廠系統(tǒng)聯(lián)調(diào)顯得尤為重要，在聯(lián)調(diào)階段，可以將所有二次智能設(shè)備按照工程要求組建，對(duì)整站SCD配置文件和裝置功能進(jìn)行驗(yàn)證，從而大大減少現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試階段工作量。國(guó)內(nèi)已經(jīng)有部分單位建成了智能裝置系統(tǒng)調(diào)試實(shí)驗(yàn)室，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過(guò)聯(lián)調(diào)的智能裝置，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后只進(jìn)行IP地址配置及裝置開(kāi)入、開(kāi)出傳動(dòng)試驗(yàn)。

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試將變電站中存在的問(wèn)題進(jìn)行消缺處理，是智能站投運(yùn)前的最后一次設(shè)備把關(guān)，事關(guān)智能站投運(yùn)后的安全穩(wěn)定運(yùn)行。這一階段需要測(cè)試智能裝置、協(xié)調(diào)設(shè)備廠家、督促相關(guān)人員進(jìn)行系統(tǒng)消缺，工作量大，需成立專門的領(lǐng)導(dǎo)小組，需要各單位的支持與配合，為調(diào)試工作掃清障礙。

3 結(jié)語(yǔ)

本文就怡明站智能裝置出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了分析，對(duì)當(dāng)前智能變電站調(diào)試工作提出了建議，可為今后山東電力智能變電站的建設(shè)及調(diào)試提供參考。