智能变电站二次设备调试方法.ppt

智能变电站继电保护调试方法,1,目录,2,3,概述,3,1、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,4,5,概述,5,2、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,6,2、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,7,2、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。,智能变电站设备功能分布（单个间隔）,智能终端,MU,传统微机保护,交流输入组件,A/D转换组件,保护逻辑(CPU),开入开出组件,人机对话模件,ECT,IED数字化保护,SMV光纤,GOOSE,8,2、调试方法的变化（相对传统站）一次设备的智能化及保护测控装置结构的变化引起的调试方法的变化。,9,概述,9,2、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。,10,概述,10,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。,11,概述,11,3、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。,12,智能变电站调试方案,12,智能化变电站的调试流程,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。,13,14,智能变电站调试方案-工厂调试,14,1、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。,15,智能变电站调试方案-工厂调试,15,1.261850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。,16,智能变电站调试方案-工厂调试,16,1.2.2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。,17,智能变电站调试方案-工厂调试,17,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。,18,智能变电站调试方案-工厂调试,18,1.2.3GOOSE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,19,智能变电站调试方案-工厂调试,19,(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,20,智能变电站调试方案-工厂调试,20,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。,21,智能变电站调试方案-工厂调试,21,1.2.4SV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。,22,智能变电站调试方案-工厂调试,22,(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。,23,智能变电站调试方案-工厂调试,23,(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。,24,智能变电站调试方案-工厂调试,24,1.3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)：,25,智能变电站调试方案,25,1.3.2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,26,智能变电站调试方案,26,1.3.4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。,27,智能变电站调试方案,27,1.3.6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。,28,智能变电站调试方案-工厂调试,28,1.4PT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。,29,智能变电站调试方案-工厂调试,29,30,智能变电站调试方案-工厂调试,30,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）,31,智能变电站调试方案-工厂调试,31,1.5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。,32,智能变电站调试方案-工厂调试,32,两条母线的电压（60044-8）,刀闸位置（GOOSE）,刀闸位置（GOOSE）,切换后电压（SMV）,33,智能变电站调试方案-工厂调试,33,1.6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,34,智能变电站调试方案-工厂调试,34,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,35,智能变电站调试方案-工厂调试,35,36,智能变电站调试方案-工厂调试,36,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,37,智能变电站调试方案-工厂调试,37,38,智能变电站调试方案-工厂调试,38,39,智能变电站调试方案-工厂调试,39,40,智能变电站调试方案-工厂调试,40,41,智能变电站调试方案-工厂调试,41,42,智能变电站调试方案-工厂调试,42,43,智能变电站调试方案-工厂调试,线路光纤差动,43,44,智能变电站调试方案-工厂调试,变压器差动,44,45,智能变电站调试方案-工厂调试,GOOSE报文监视分析功能,45,46,SMV报文监视分析功能,46,47,智能变电站调试方案-工厂调试,47,双母线电压切换功能在保护装置内实现。,48,智能变电站调试方案-工厂调试,48,双母线电压切换功能在间隔合并单元内实现。,49,智能变电站调试方案-工厂调试,49,传统继电保护测试仪+数字采集器，测试方案如图：,50,智能变电站调试方案-工厂调试,50,数字化继电保护测试仪，测试方案1如图：,51,智能变电站调试方案-工厂调试,51,采用数字化继电保护测试仪，测试方案2如图：,52,智能变电站调试方案-工厂调试,52,若单装置调试或者定检的时候,53,智能变电站调试方案-现场调试,53,2、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。,54,智能变电站调试方案-现场调试,54,2.1.2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。,55,智能变电站调试方案-现场调试,55,2.1.3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。,56,智能变电站调试方案-现场调试,56,2.2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。,57,智能变电站调试方案-现场调试,57,2.3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。,58,智能变电站调试方案-现场调试,58,2.3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。,59,智能变电站调试方案-现场调试,59,2.4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/T99520066.3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。,60,智能变电站调试方案-现场调试,60,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：,61,智能变电站调试方案-现场调试,61,62,智能变电站调试方案-核相,62,2.6核相2.6.1线路三相核相,63,智能变电站调试方案-核相,63,2.6.2主变两侧核相,智能变电站设计建议,变电站扩建：数据配置规划（如VID）按终期设计，母差交换机按终期配置（预留端口）、母差保护增加配置。,检修，扩建，升级注意事项,前提条件：了解站内组网结构，装置各个光口的作用；了解各个设备的软压板功能，尤其是GOOSE出口压板，SV接收软压板的作用；了解各个设备检修硬压板的作用；熟悉SCD文件中的二次连线关系；,检修，扩建，升级注意事项,线路间隔停电检修：母差保护需要退出该间隔的“间隔投入软压板”，退出后，该间隔即退出差动保护和失灵保护；“间隔投入软压板”退出需在停电后无流之后操作。本间隔线路保护，智能终端，合并单元可以不做任何操作，也可以全部投入检修压板，其中合并单元的检修应该在母差的“间隔投入软压板”退出后操作。,检修，扩建，升级注意事项,不停电情况下合并单元检修：最简化操作方法,合并单元投入检修压板，即可利用检修不一致使各与之有关的保护自动退出相关保护功能。如主变保护高压侧合并单元检修，高压侧合