黃 未，周家旭，張武洋

(國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110006)

智能變電站合并單元現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試技術(shù)研究

黃 未，周家旭，張武洋

(國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110006)

合并單元是智能變電站數(shù)字化信息傳輸?shù)幕A(chǔ)和保證，肩負(fù)著一次設(shè)備參量和間隔層設(shè)備的正確信息通信功能。目前電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)只提出了合并單元應(yīng)具備的性能指標(biāo)和要求，并未對(duì)合并單元性能指標(biāo)具體的測(cè)試方法給予說(shuō)明。在綜合分析合并單元性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上，提出了合并單元現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的關(guān)鍵性能指標(biāo)，并制定了相應(yīng)的測(cè)試方案，通過(guò)實(shí)際工程的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證，證明了該測(cè)試方案的有效性和準(zhǔn)確性。

合并單元;測(cè)試技術(shù);指標(biāo);時(shí)間同步

智能變電站與傳統(tǒng)變電站的主要區(qū)別就是實(shí)現(xiàn)了過(guò)程層傳感設(shè)備與間隔層通信的無(wú)縫連接，在傳統(tǒng)電流、電壓互感器和二次設(shè)備之間引入了合并單元，將電量信息傳輸數(shù)字化［1-3］。合并單元采用IEC61850-9-2標(biāo)準(zhǔn)對(duì)傳統(tǒng)互感器的模擬量進(jìn)行時(shí)間相關(guān)的采集處理，以數(shù)字量的形式將互感器的電量信息傳遞至二次設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)全站信息傳輸數(shù)字化。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)定義的合并單元及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

EVTa的SC1為A相電子式電壓互感器二次轉(zhuǎn)換器的AD1;EVTa的SC2為A相電子式電壓互感器二次轉(zhuǎn)換器的AD2;以此類推 (ECT為電子式電流互感器二次轉(zhuǎn)換器的輸出)。

合并單元是智能變電站信息傳輸數(shù)字化的基礎(chǔ)，其性能指標(biāo)在相應(yīng)的電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中都已有明確的規(guī)定，但是目前在工程現(xiàn)場(chǎng)針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的性能指標(biāo)該如何測(cè)試還沒(méi)有形成統(tǒng)一規(guī)范的方案，本文在綜合分析合并單元性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上，針對(duì)傳統(tǒng)互感器的模擬量合并單元，并結(jié)合現(xiàn)有的測(cè)試設(shè)備，制定了相應(yīng)指標(biāo)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方案，測(cè)試結(jié)果旨在為現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)人員提供參考，為合并單元性能指標(biāo)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試提供依據(jù)。

1 合并單元現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試指標(biāo)

對(duì)于合并單元的性能指標(biāo)和技術(shù)要求在GDW426—2010《智能變電站合并單元技術(shù)規(guī)范》、Q/GDW441—2010《智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范》和Q/GDW431—2010《智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試導(dǎo)則》已作了明確的規(guī)定和要求，其中Q/GDW426—2010《智能變電站合并單元技術(shù)規(guī)范》中對(duì)合并單元的工作環(huán)境、工作電源、絕緣性能、耐濕熱性能、抗干擾性能、接口類型、功能要求、同步性能和精度等方面給出了詳細(xì)的測(cè)試指標(biāo)要求和技術(shù)參數(shù)。

合并單元的型式試驗(yàn)中已經(jīng)針對(duì)其工作環(huán)境、工作電源、絕緣性能等內(nèi)容進(jìn)行了專項(xiàng)的測(cè)試，不需要在工程現(xiàn)場(chǎng)重復(fù)進(jìn)行，只需要設(shè)備供應(yīng)商提供相關(guān)的型式試驗(yàn)報(bào)告即可，但對(duì)于合并單元的同步性能和精度兩方面的性能指標(biāo)仍需在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行復(fù)檢，從而獲得合并單元性能指標(biāo)的現(xiàn)場(chǎng)第一手資料。由于合并單元的精度測(cè)試應(yīng)由專業(yè)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行，所以本文并未對(duì)此方面進(jìn)行論述，只是針對(duì)合并單元同步性能指標(biāo)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試提出了解決方案，指導(dǎo)工程現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試［4-5］。

2 合并單元同步性能現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試必要性

合并單元作為智能變電站過(guò)程層設(shè)備，主要是針對(duì)數(shù)字化輸出的電子式互感器而定義的，但現(xiàn)在也普遍應(yīng)用于傳統(tǒng)互感器的變電站，其主要功能是同步采集三相電流和電壓信息，并按照一定的格式匯總輸出給二次保護(hù)控制設(shè)備。在電力系統(tǒng)應(yīng)用中，各路模擬量采樣值在同一時(shí)刻是跨間隔的保護(hù)和測(cè)量算法準(zhǔn)確性的必要條件。合并單元單裝置的時(shí)間同步是多間隔合并單元采樣同步的基礎(chǔ)，決定了變電站二次設(shè)備能否準(zhǔn)確、可靠運(yùn)行，同時(shí)當(dāng)合并單元的外部授時(shí)信號(hào)短時(shí) (小于1 min)丟失后，合并單元應(yīng)具備一定的守時(shí)能力，以保證合并單元在外部授時(shí)信號(hào)抖動(dòng)或短時(shí)中斷時(shí)工作的可靠性，所以合并單元的時(shí)間同步精度和守時(shí)精度必須在工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試，以確保合并單元工作的準(zhǔn)確性。

3 合并單元同步性能指標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方案及結(jié)果

3.1 合并單元同步性能測(cè)試

合并單元現(xiàn)場(chǎng)同步性能指標(biāo)測(cè)試主要包括合并單元的時(shí)間同步精度測(cè)試和守時(shí)精度測(cè)試兩個(gè)方面，本文結(jié)合國(guó)內(nèi)某座500 kV智能變電站的過(guò)程層設(shè)備合并單元的時(shí)間同步精度和守時(shí)精度兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行了實(shí)際測(cè)試 并依據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了比對(duì)，驗(yàn)證了本文提出的測(cè)試方案在工程現(xiàn)場(chǎng)的可實(shí)施性和準(zhǔn)確性。

3.2 合并單元同步性能測(cè)試方案

a. 合并單元時(shí)間同步精度測(cè)試

合并單元時(shí)間同步精度測(cè)試接線見圖2，測(cè)試結(jié)果見圖3，測(cè)試統(tǒng)計(jì)見表1。時(shí)間同步精度測(cè)試儀的同步精度為ns級(jí)。

b. 合并單元守時(shí)精度測(cè)試

合并單元守時(shí)精度測(cè)試接線見圖4，測(cè)試結(jié)果見圖5，測(cè)試統(tǒng)計(jì)見表2。

圖3 某500 kV智能變電站合并單元同步精度結(jié)果

表1 某500 kV智能變電站合并單元同步精度測(cè)試統(tǒng)計(jì)表

圖5 某500 kV智能變電站合并單元守時(shí)精度測(cè)試結(jié)果

表2 某500 kV智能變電站合并單元守時(shí)精度測(cè)試統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié)束語(yǔ)

按照本文所述的合并單元時(shí)間同步精度和守時(shí)精度測(cè)試方案，對(duì)國(guó)內(nèi)某500 kV智能變電站合并單元進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果達(dá)到了預(yù)期的效果，滿足測(cè)試目標(biāo)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

隨著智能變電站建設(shè)的全面開展，合并單元的同步性能已經(jīng)成為了制約智能變電站的關(guān)鍵問(wèn)題之一，也是變電站驗(yàn)收的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。本文提出的合并單元時(shí)間同步精度和守時(shí)精度測(cè)試方案，可以為現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員提供此方面的測(cè)試依據(jù)。

［1］ 馬成久，張武洋.智能化變電站時(shí)鐘同步精度測(cè)試方法研究［J］.東北電力技術(shù)，2011，32(8):8-9.

［2］ 張武洋，張文楷，李 偉.智能化變電站時(shí)鐘同步方案應(yīng)用研究［J］.東北電力技術(shù)，2011，32(9):15-16.

［3］ 劉 巍，熊浩清，石 光，等.IEEE1588時(shí)鐘同步系統(tǒng)應(yīng)用分析與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試［J］.電力自動(dòng)化設(shè)備，2012，32(2):127-131.

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Study on Testing Technology for Merging Unit in Smart Substation

HUANG Wei，ZHOU Jia-xu，ZHANG Wu-yang
(Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China)

The merging unit is the foundation and guarantee of smart substation digital information transmission，and it is charged with the correct information communication between the state of high voltage equipment and bay level equipment.The merging unit indexes and requirements are pointed out in the standard of power industry，yet specific testing method are not available in it.On the basis of analysis of the merging unit indexes，this paper proposes the merging uint indexes in local test and verifies them.The effectiveness and the acuracy of the plan is proved.

Merging unit;Testing technology;Index;Time synchronization

TM76;TM63

A

1004-7913(2014)01-0011-03

黃 未 (1985—)，男，學(xué)士，助理工程師，從事電力系統(tǒng)仿真、智能變電站技術(shù)研究。

2013-09-20)