淺談變電站繼電保護檢測及調試

隨著我國社會經濟建設步伐的不斷加快，電力行業也得到進一步的發展。變電站作為今后電站發展的必然趨勢，這就對變電站中繼電保護系統的檢測和調試兩項工作提出了新的要求。但是，由于變電站現階段采用的都是新型技術，容易在運行過程中遇到自動化技術發展的瓶頸，給變電站繼電保護的檢測和調試工作帶來了新的挑戰。基于此，本文就變電站繼電保護檢測和調試進行了探討，希望對類似工作起到一定的借鑒參考作用。

1 繼電保護系統檢測

1.1 檢測設備 在對繼電保護系統進行檢測時，應配備數字繼電保護測試儀、時間同步設備模擬器、合并單元、智能終端、光功率計、時間校準裝置、網絡數據包分析器和 IED 配置工具等試驗設備。使用的設備儀器必須經檢驗合格后，才能進行測試。

1.2 裝置動作值及動作時間測試 利用數字繼電保護測試儀裝置施加電流、電壓，觀察裝置面板的顯示值，并與保護測試儀的應用價值比較，記錄裝置的動作時間和動作值。保護測試裝置連接方式如圖 1 所示。

1.3 測控一體化保護測試 測控一體化保護測試需要增加控制實驗裝置，由于測量控制裝置和保護裝置是彼此相對獨立的，因此，間隔層設備主要考察設備網絡的同步測量、GOOSE 報文及報文延遲、接收質量等。通過接收到的采樣值，對繼電保護裝置進行考量。具體試驗方法如下。

1.3.1 測控裝置 GOOSE 報文質量、發送延時和對時測試 時間同步裝置連接時間校準、測量和控制裝置，將時間校?準裝置和控制裝置進行連接，同時通過網絡數據包分析器監控消息。控制裝置通過遙控器發送一個報文測量，通過網絡數據包分析器查看 GOOSE 報文是否符合 DL/T860 標準要求的報文內容；通過時間校準裝置查看 GOOSE 報文，報文的延遲一般不超過 30 ms；通過時間同步裝置測試裝置的校時精準性。

1.3.2 測控裝置 GOOSE 報文接收、處理能力（負測試）測試 基于測量和控制裝置接收請求報文，通過 IED 配置工具來配置智能終端仿真裝置，智能終端發送遙信數據，檢查、測量和控制裝置的報文接收情況。兩個具有相同參數的智能終端模擬裝置，在同一時間向同一控制裝置發送相同的 GOOSE 報文，查看控制單元的信息處理能力，通過 IED 配置工具對相關的消息參數進行錯誤配置，檢測測控單元的報文容錯水平。

1.3.3 保護裝置采樣值報文和接收情況測試 根據保護裝置的要求，通過 IED 配置工具配置合并單元模擬器，將合并單元模擬值報文發送到保護裝置，檢測保護裝置接收遙測值的情況。通過對兩個合并單元的 IED 設備配置相同的參數，發送相同的采樣值到同一保護裝置，對保護裝置的容錯能力進行檢驗。

2 繼電保護系統調試

2.1 系統總體調試 傳統的測試儀器和智能操作箱仍使用電纜輸入和輸出的方式為智能保護提供信息，同時接收智能操作箱信息為閉環測試條件。為了與合并單元配合，傳統的測試儀器需要使用測試互感器。對于兩個模擬電纜接口測試變壓器輸入為（100 V，5 A），輸出為以太網串行的私有數據輸出。當需要多個合并單元模擬測試時，串行數據傳輸光纖可能會很長，需要特殊的考慮。合并單元既包括在變壓器的測試范圍內，也包括在保護系統的測試范圍中，以確保測試工作無死區。 繼電保護系統的調試，當直接從設備端口測試時，光纖裝置要被插拔，但測試數據的安全隔離是可靠的，能看到明顯的斷裂；當在交換機端口測試時，不需要拔插光纖，但其他設備需要操作相應的功能切換，避免引起操作事故。對于運行系統的調試，如果從交換機端口測試，可能涉及開關配置的更改。對于設備操作系統的調試，建議通過插拔光纖設備，從設備端口直接測試，并進行相應的功能操作。

2.2 大電流故障保護調試 大電流發生器產生一次電流，以供標準互感器和電子式互感器使用，采樣數據檢測設備收集合并單元的輸出數據，在對電子式互感器精度校驗時，需要使用標準互感器。同樣，要求合并單元既包括在互感器測試范圍內，也包括在保護系統測試范圍內，從而保證測試工作無死區。在對電流互感器的精度進行測試的同時，也完成了對其極性和相序的測試。大電流故障調試方案如圖 3 所示。

大電流故障保護調試主要有大電流短路故障試驗、裝置承受網絡負載能力測試、保護/合并單元/智能終端點對點和組網接口對比測試、合并單元雙 AD 差異測試、合并單元守時精度測試、合并單元失步、合并單元故障對保護裝置的影響、合并單元雙 AD 數據在不一致的情況下對保護的影響、時鐘同步源在異常情況下對保護性能的影響、互感器、合并單元在電源異常情況下對保護裝置性能的影響、過程層網絡在異常情況下對保護裝置性能的影響等。

2.3 安全隔離措施檢調 智能變電站的信號通過網絡進行連接，維護測試時，為避免人為事故，需要采用安全隔離措施。安全隔離措施主要有投退軟壓板和插拔光纖兩種方法。軟壓板涉及主要間隔合并單元的狀態檢修維護和母差裝置的檢修間隔合并單元。維護狀態壓板裝置可以控制 GOOSE 報文的設備維修狀態位，維護狀態的壓板裝置發送 GOOSE 報文包括所有維護狀態信息，該裝置在維護條件下可以得到維修狀態報文，運行狀態設備不處理維護狀態報文。 母差間隔合并單元檢修壓板可以控制母差裝置處理合并單元采樣數據。退出壓板對相應的單元數據和母線差動電流計算，處理母差動保護裝置合并單元不對應數據，但數據仍然需要傳輸到母線差動保護裝置。維護相關的軟壓板的投退是基于軟件的可靠，如果需要有明顯的斷口安全隔離措施，可以使用光纖進行交換，從相應的端口進行拔插，才能保證檢修的絕對安全。

2.4 同源相序核對 電源相序核對如圖 4 所示。對于 220 kV 單相操作的設備，可以通過電源側 A，B，C 獨立分相合閘實現一次設備的相序核對，需要對電源側 A，B，C 相進行獨立的合閘操作，再測保一體化裝置的面板和監控系統畫面確認電壓通道模擬量是否正確。試驗時，需要保證電源側有保護運行。通過電源單相合閘試驗，可以完成對相關電壓等級的線路、母線和變壓器間隔的相序核對。對于 YY 連接主變壓器，可通過主變壓器高壓側單相重合閘確定 110 kV 母線相序；對于 110 kV線路沒有裝設電壓互感器的間隔，需要通過對側 110 kV 電壓互感器確定相位序列。切斷 110 kV 線路側電源并連接到 110 kV 電壓互感器，本側 220 kV 變壓器高壓側單相重合閘，通過電壓互感器檢測來完成 110 kV 線路相序核對。

3 結束語

為了促進變電站發展，提高變電站的管理和維護水平，做好變電站繼電保護檢測和調試的工作刻不容緩，因此，我們需要對繼電保護測試和智能變電站相關檢測和調試技術進行不斷的深入研究，從而使變電站的使用和管理達到一個更高的水平。