智能变电站二次设备调试流程.ppt

智能变电站二次设备调试流程 1 目录 3 概述 1 背景智能变电站应具有如下特征 一次设备智能化 二次设备网络化 基础数据完备化 信息交换标准化 运行控制自动化 信息展示可视化 分析决策在线化 设备检修状态化 保护决策协同化 设备安装就地化 系统设计统一化 二次系统一体化 4 概述 5 概述 2 调试方法的变化 相对传统站 规约的变化引起的调试方法的不同 6 概述 2 调试方法的变化 相对传统站 网络的变化引起的调试方法的不同 7 概述 2 调试方法的变化 相对传统站 采用电子式互感器及合并单元引起的调试方法的变化 8 概述 2 调试方法的变化 相对传统站 功能自由分布引起的调试方法的不同 9 概述 常规综合自动化站电气二次图含电流电压回路图 控制信号回路图 端子排图 电缆清册等 所有不同设备间的连接均通过从端子到端子的电缆连接实现 这些图纸反映了二次设备的原理及功能 一 二次设备间的连接关系 以及可用于指导施工接线和运行的检修维护 而智能变电站电气二次设计与常规综合自动化站比较发生了很大的变化 智能变电站各层设备通过网络进行连接 设备间的连接是基于网络传输的数字信号 原有二次回路中点对点的电缆连接被网络化的光缆连接所取代 已不再有传统的端子的概念 所以在现在的智能变电站设计中 我们都要求设计院至少应提供基于虚端子的二次接线图 过程层GOOSE配置表 全站网络结构图 交换机端口连接图等 真正在设计层面上完善和实现智能变电站的透明性和开放性 10 概述 3 技术要求基于IEC61850标准 适用于智能变电站研发测试 工厂调试和现场检验的继电保护测试仪 且能通过配置实现智能变电站各种输入输出方式的测试 报文的监视及分析 其他各种校验仪 了解全站概况变电站规模主接线方式装置配置方案后台配置时间节点 做站流程 了解全站设备到货情况及联调方案联调的规模联调的方式目前装置的具备情况 本公司和外公司 制定合理的联调时间表 做站流程 收集资料对照主接线图收集全站设备信息全站通讯图对应全站设备收集相关ICD文件我公司装置需要通过相关途径等到的程序已归档程序可通过X3获取 未归档程序需要向研发人员直接索取ICD文件一般包含的程序的BIN文件中 或者也有单独拿出来归档的通过设计要到全站虚端子连线图 做站流程 做站流程 配置流程 SSD ICD SCD CID 监控 远动 系统规格文件 IED能力描述文件 装置实例配置文件 装置组态工具 系统组态工具 SCD 系统组态工具 南瑞继保 变电站系统配置文件 其它厂商 SCD制作全站IEDName及地址分配表ICD检测ICD的修改网络创建发送块的创建光口的配置描述的修改 做站流程 做站流程 一个间隔的举例 电子母线电压互感器 间隔电子电流电压互感器 母线电压合并单元 间隔合并单元 线路保护测控装置 断路器 户外智能终端 电流电压和同期电压 同期电压 间隔电流电压 跳闸信号位置信号 传统的一次电缆 制作SCD过程的注意点智能变电站中的核心文件SCD是整个变电站的唯一数据源 为保证数据的同源性 所有信号描述修改都是在SCD中进行的 在修改描述方面是有技巧的 有同事在ICD中修改描述 然后导入到SCD中 这样相同间隔可以公用ICD文本 其实SCD也可以这样做到 修改一个间隔描述后 导出CID 删除控制块及连线信息 再更新到其他间隔也是一样的 对SCD的描述修改有助于提高对ICD CID SCD文本格式的认识 一般后台 远动 子站 PCS装置的配置必须从同一个SCD文件中统一导出生成 这样才能保证站内信息的统一性 现阶段SCD文件的完善是个不断完善的过程 这个文件的修改伴随着变电站的整个调试流程 造成修改的原因有 某厂家ICD不断变化 虚端子连线错误 增加测控联锁的GOOSE信息等 目前SCD基本上都是集成商做 但是以后的趋势是设计院做 虚端子的获取原则是设计院提供 但不排除设计院的设计错误 所以要辩证的看待虚端子设计图 做站流程 光口分配情况注意事项915的光口分配需要特别注意 因为一般915的goose文件都受strap控制 所有915的光口是固定的 请务必按照如下配置 其他多1136板卡装置如978目前多不使用strap可随意分配光口 B11用于组网 当15个间隔配置全时仅能组单网 当不足15个间隔可利用最后一个间隔组双网 做站流程 搭建全站网络结合SCD文件按全站通讯图放通讯线MMS网 单双网 SVM网 组网 点对点 GOOSE网 组网 点对点 光纤的铺设交换机VLAN划分 做站流程 光缆核实 光缆谁来提供 多数是我们自己来提供 也有施工方来提供 涉及各厂家间的光缆参看设计院光缆图册或合同 没有说明的协商解决 光缆类型是否正确 如是否为铠装光缆 尾缆等 光纤芯数是否正确 如果是尾缆请核实接口类型是否正确 终端盒是否足够 ODF架是否够用 一般来说设计人员都算过 但不排除没算过和算错的情况 最好自己算一遍是否够用 光缆谁来熔接 如果是我们来熔接 联系客服安排熔接人员到现场 如果不是我们督促现场积极熔接 现场不到万不得已不建议对软缆压接 因为无法保证其质量 容易出现问题 一般尾纤由我们提供 需要核实尾纤的数量 尾纤的接口类型 以及是否需要非常长的尾纤 常见开关内需要跨好几个间隔给终端盒熔接的尾纤 做站流程 光缆铺设及连接依照设计院光缆清册 指导施工方铺设光缆 没有图纸 自己设计表格表示清楚 依照设计院蓝图或屏图进行光纤熔接依据设计院蓝图和屏柜白图 我们完成1136的尾纤跳线 并做好标识 没有图纸 自己设计表格表示清楚 对于1136的跳线要符合白图和SCD的预先设计 即要严格按照白图及SCD进行 当然SCD也要按照白图的设计来布局端口 44 8光口的跳线多有特殊定义 请参加说明书 44 8有接收电平的看一下 接收电平是否太低不符合要求 做站流程 统计1136光口分配情况一般在每个柜子的白图都会提供1136的光口分配图 一方面作为出厂试验插多少光模块的依据 另一方面作为现场光纤跳线及SCD光口配置的依据 做站流程 从SCD导出配置导出CID和GOOSE下到装置如其他公司集成的SCD还需加工后导出下到装置要正常运行 做站流程 全站联调装置之间无断链报警GOOSE联调和SV联调装置和后台信号对点装置与远动对信号后台一些高级应用 做站流程 25 智能变电站调试方案 常规变电站是厂家单屏或者单装置调试完成 直接发货到现场 然后安装调试 投运 智能化变电站引入了FAT 工厂验收测试factoryacceptancetest SAT 现场验收测试siteacceptancetest FAT和SAT的目的 明确设联会上未确定的事情 消除各厂家对于61850认知的差异性导致设备互操作性的缺失 智能化变电站的调试流程 27 智能变电站调试方案 工厂调试 1 工厂调试1 1工厂调试应具备的要求根据网络布置图 进行网络连接 根据虚端子图配置SCD 由SCD生成CID文件分发至各装置 并把SCD导入后台监控 远动 保信子站 录波器 网络分析仪等 网络设备的配置 如 Vlan的划分或采用GMRP组播注册协议 试验仪器的准备 制定单装置调试方案以及系统联调方案 28 智能变电站调试方案 工厂调试 1 261850测试1 2 1模型测试 1 装置ICD文件的合法性静态检测模型合法性检查SCL内部合法性检查SCL引用检查要求 ICD模型必须符合DL T860 6 变电站通信网络和系统 的要求 数据模型内外描述的一致性要求 装置在线获得的配置必须与模型文件一致 29 智能变电站调试方案 工厂调试 1 2 2关联测试 后台与装置建立关联 然后释放关联 测试连接是否能够正确建立和释放 后台运行多个客户端同时与装置建立关联 测试装置最大能够建立的关联数 后台与装置建立关联 然后重启后台 检查后台与装置是否能够恢复连接 记录恢复所需时间 后台与装置建立关联 然后重启装置 检查后台与装置是否能够恢复连接 记录恢复所需时间 30 智能变电站调试方案 工厂调试 后台与装置建立关联 然后断开网络线 检查后台与装置是否能够检出通讯故障 记录检出故障的时间 查后台与装置是否能够恢复连接 记录恢复所需时间 后台与装置建立关联 然后断开网络线 当后台或装置检出通讯故障后插上网络线 检查后台与装置是否能够恢复连接 记录恢复所需时间 31 智能变电站调试方案 工厂调试 1 2 3GOOSE测试 1 GOOSE报文测试GOOSE发布是否正确GOOSE订阅是否正确并响应使GOOSE参数设置错误 检查被测装置是否处理检查GOOSE断链是否能正确上报检查GOOSE发送策略 发送间隔 发送序号是否符合标准 装置上电后 GOOSE报文当前数据正确发送 无错漏 32 智能变电站调试方案 工厂调试 2 装置GOOSE处理能力测试模拟多个开关频繁变位 测试装置能正确发送GOOSE的最大量双网之间是否发送相同报文装置GOOSEA网断链时 B网是否正常工作超过两倍生存周期时间通信中断 接收装置是否报GOOSE通信中断 3 GOOSE联闭锁测试GOOSE联闭锁通信中断恢复重载条件下GOOSE联闭锁通信网络风暴条件下GOOSE联闭锁通信GOOSE生存周期内通信中断时的GOOSE联闭锁正确性超过GOOSE生存周期通信中断前后GOOSE联闭锁正确性 33 智能变电站调试方案 工厂调试 响应GOOSE命令动作时间测试响应GOOSE命令动作时间测试 智能终端动作时间测试 方法 由测试仪分别发送一组GOOSE跳 合闸命令 并接收跳 合闸的硬接点信息 记录报文发送与硬节点输入时间差 智能终端应在7ms内可靠动作 34 智能变电站调试方案 工厂调试 1 2 4SV测试 SV的建模SV发送测试合并单元发送给保护测控的采样频率应为4K 秒 SV报文中每1个APDU部分配置1个ASDU 发送频率应固定不变 SV报文中的采样值数据 样本计数应和实际采样点顺序相对应 样本计数应根据采样频率顺序增加并翻转 不能跳变或越限 SV采样值报文APPID应在4000 7FFF范围内配置 35 智能变电站调试方案 工厂调试 3 SV接收测试SV采样值报文接收方应根据报文中的APPID确定报文所属的采样值接收控制块 SV采样值报文接收方应根据收到的报文和采样值接收控制块的配置信息 判断报文配置不一致 丢帧 编码错误等异常出错情况 并给出相应报警信号 SV采样值报文接收方应根据采样值数据对应的品质中的validity test位 来判断采样数据是否有效 以及是否为检修状态下的采样数据 36 智能变电站调试方案 工厂调试 4 采样同步测试合并单元正常情况下对时精度应为 1us 守时精度范围为 4us 10min 合并单元采样点应该和外部时钟同步信号进行同步 在同步秒脉冲时刻 采样点的样本计数应翻转置0 当外部同步信号失去时 合并单元应该利用内部时钟进行守时 当守时精度能够满足同步要求时 采样值报文中的同步标识 SmpSynch 应为TRUE 当守时精度不能够满足同步要求时 采样值报文中的同步标识位 SmpSynch 应为FALSE 不论合并单元是否在同步状态 采样值报文中的样本计数均应在 0 3999 的范围内正常翻转 37 智能变电站调试方案 工厂调试 1 3合并单元测试1 3 1同步特性测试 主要是验证MU数据发送的正确性 38 智能变电站调试方案 1 3 2数据连续性测试当MU发送数据和GPS同步上以后 保护装置接收MU数据时同时进行样本序列号的连续性判断 拷机48小时看是否有样本序列号不连续的情况1 3 3同步守时测试 39 智能变电站调试方案 1 3 4同步守时恢复同步测试当MU与GPS同步后 去除同步时钟源 在MU未失步时重新插入时钟源 这个过程中查看9 2校验仪计算的标准信号与接收信号间是否有角差抖动的问题 将MU输出信号接入保护装置 同步完成后 去除同步时钟源 在MU未失步时重新插入时钟源 查看保护装置是否会报mu同步丢失 恢复的过程 正确情况是不应出现同步丢失 又恢复的情况 1 3 5同步稳定性测试当MU和GPS同步后 频繁的中断和恢复GPS同步源 如此无规律重复多次 看保护接收数据是否有异常现象 40 智能变电站调试方案 1 3 6数据发送抖动测试利用网络分析仪监视MU的报文 看帧间隔抖动是否满足 智能变电站继电保护技术规范 中规定的 10us以内 1 3 7MU上 掉电发送数据测试主要测试采集器上电 掉电中采集器采集的数据是否正常 MU上电时 触发保护装置录波 查看波形是否有异常 或抓包 看刚上电的前10个周波的数据的峰值是否稳定 当装置掉电时 抓包 分析最后几个周波的峰值是否稳定 41 智能变电站调试方案 工厂调试 1 4PT并列测试当母联断路器合闸 需要PT并列运行时 站控层向测控装置下发PT并列遥控命令 测控装置将PT并列遥控命令转成GOOSE命令 母线合并单元PCS 221D 或PCS 221N 根据测控装置下发的GOOSE命令并结合母联断路器位置和相关刀闸位置判断 若符合条件则输出并列后的母线电压 42 智能变电站调试方案 工厂调试 43 智能变电站调试方案 工厂调试 遥控并列 MMS 遥控并列 GOOSE 开关位置 刀闸位置 GOOSE 开关位置 刀闸位置 GOOSE 遥控并列 GOOSE 并列后电压 SMV 44 智能变电站调试方案 工厂调试 1 5电压切换测试母线合并单元将母线电压以4 8格式分别接入各间隔的合并单元PCS 221C 或PCS 221G 各间隔合并单元通过GOOSE从交换机上接收本间隔刀闸位置信息进行切换 把切换后的电压与线路电压 线路电流同步打包成一帧报文发送出去 45 智能变电站调试方案 工厂调试 两条母线的电压 60044 8 刀闸位置 GOOSE 刀闸位置 GOOSE 切换后电压 SMV 46 智能变电站调试方案 工厂调试 1 6保护测控等装置测试测试对象 保护 测控装置智能终端电能仪表测试项目 保护 测控的单体功能电能仪表功率IED的GOOSE信息测试手段 数字化测试仪传统测试仪 数字转换装置系统仿真 47 智能变电站调试方案 工厂调试 奥地利OMICRON的CMC356北京博电的PWF光数字保护测试仪武汉中元华电的ZH 605D光数字保护测试仪中国电科院正在做系统仿真软件 已经卖给几个省的电科院 但是目前处于实验室阶段 48 智能变电站调试方案 工厂调试 49 智能变电站调试方案 工厂调试 常规变电站试验仪只需要接好线就可以 智能化变电站由于采用的全部是报文 所以除了接好光纤 还需要配置 50 智能变电站调试方案 工厂调试 51 智能变电站调试方案 工厂调试 52 智能变电站调试方案 工厂调试 53 智能变电站调试方案 工厂调试 54 智能变电站调试方案 工厂调试 55 智能变电站调试方案 工厂调试 56 线路光纤差动 智能变电站调试方案 工厂调试 57 变压器差动 智能变电站调试方案 工厂调试 58 智能变电站调试方案 工厂调试 GOOSE报文监视分析功能 59 智能变电站调试方案 工厂调试 SMV报文监视分析功能 60 智能变电站调试方案 工厂调试 双母线电压切换功能在保护装置内实现 61 智能变电站调试方案 工厂调试 双母线电压切换功能在间隔合并单元内实现 62 智能变电站调试方案 工厂调试 传统继电保护测试仪 数字采集器 测试方案如图 63 智能变电站调试方案 工厂调试 数字化继电保护测试仪 测试方案1如图 64 智能变电站调试方案 工厂调试 采用数字化继电保护测试仪 测试方案2如图 65 智能变电站调试方案 工厂调试 若单装置调试或者定检的时候 66 智能变电站调试方案 现场调试 2 现场调试2 1现场调试应具备的要求2 1 1电气安装系统及设备安装完毕 与自动化系统相关的二次电缆已施工结束 网络设备安装及通信线缆 铜缆和光缆 已施工结束 通信线缆测试合格并标示正确 现场交直流系统已施工结束 满足现场调试要求 67 智能变电站调试方案 现场调试 2 1 2技术文档工厂调试和验收报告 系统及设备技术说明书 设备调度命名文件 自动化系统相关策略文件 自动化系统定值单 远动信息表文件 网络设备配置文件 自动化系统设计图纸 应包括GOOSE配置表 现场调试方案 其它需要的技术文档 68 智能变电站调试方案 现场调试 2 1 3测试仪器仪表自动化系统调试中使用的仪器 仪表应满足智能变电站测试技术要求 并经有检验资质的检测单位校验合格 68 69 智能变电站调试方案 现场调试 2 2调试流程由调试负责单位组织成立现场调试工作组 根据自动化系统工程要求编写现场调试方案和调试报告 现场调试工作组按调试方案开展现场调试工作 并记录调试数据 现场调试工作组负责整理现场调试报告 现场调试工作组向建设 运行单位移交资料 带负荷试验 69 70 智能变电站调试方案 现场调试 2 3现场调试的主要内容站内网络系统调试 计算机监控系统调试 继电保护系统调试 远动通信系统调试 电能量信息管理系统调试 全站同步对时系统调试 不间断电源系统调试 网络状态监测系统调试 二次系统安全防护调试 采样值系统调试 70 71 智能变电站调试方案 现场调试 2 3继电保护系统调试当直接从装置端口上测试时 需要插拔装置的光纤 但测试数据的安全隔离比较可靠 可以看到明显断口 当从交换机端口上测试时 无需插拔装置的光纤 但其他装置需要对应作功能投退操作 例如出线间隔作模拟量测试时 母差间隔需要退出该出线间隔的模拟量处理 避免造成误动事故 此时的安全隔离为软件完成 需要特别注意 对运行系统装置调试 如果从交换机端口上测试时 可能还要涉及交换机配置的更改 故对运行系统的装置调试 建议 通过插拔装置光纤 直接从装置端口上进行测试 并对应做功能投退操作 72 智能变电站调试方案 现场调试 2 4采样值系统调试2 4 1范围与功能采样值系统主要由过程层合并单元及电子式互感器电子采集模块构成 实现DL T860中所提及的自动化系统采样值采样和传输功能 2 4 2调试内容设备外部检查 检查采样值系统设备数量 型号 额定参数与设计相符合 检查设备接地可靠 绝缘试验和上电检查检查均参照DL T995 20066 3节执行 工程配置 依据变电站配置描述文件 分别配置采样值系统相关设备运行功能与参数 通信检查 检查与采样值系统功能相关的SV通信状态正常 73 智能变电站调试方案 现场调试 变比检查 检查采样值系统变比设置与自动化系统定值单要求一致 角比差检查 检查采样值系统角差 比差数据满足技术要求 极性检查 检查采样值系统极性配置与自动化系统整体极性配置要求相一致 主要测试对象包括电子式互感器和合并单元 输入为一次模拟量信号 输出为合并单元以太网IEC61850 9 2采样数据 如图 74 智能变电站调试方案 现场调试 75 智能变电站调试方案 现场调试 2 5检修安全隔离措施智能变电站信号通过网络进行连接 进行检修试验时 为避免人为事故发生 需要进行安全隔离 安全隔离的措施主要有投退软压板和插拔光纤两种 涉及检修的软压板主要有装置的检修状态压板 母差装置的间隔合并单元检修压板 装置的检修状态压板可以控制装置GOOSE报文中的检修状态位 投入检修状态压板后装置发出的GOOSE报文均为检修态报文 对于处于检修状态的装置可以接收检修状态GOOSE报文 对于运行状态 未投入检修状态压板 的设备不处理检修状态GOOSE报文 76 智能变电站调试方案 现场调试 母差的支路投入压板可以控制母差装置对相关合并单元采样数据的处理 投入压板时对应合并单元的数据参与母线差流计算 退出压板后母差保护装置不对相关合并单元的数据进行处理 但相关采样数据仍然传送到了母差保护装置内 软压板投退均是建立在软件可靠的基础上 如果需要有明显断口的安全隔离措施 可以采用插拔光纤的办法 将对应间隔的光纤从相应端口上拔下可以保证检修的绝对安全 对于GOOSE出口软压板 其使用方法同原来的出口硬压板 对于各保护的功能投退软压板 其