智能变电站调试关键技术2012526.ppt
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1、智能变电站调试关键技术,刘海峰 二一二年五月 无锡,1,简介,2,3,目录,4,调试内容,5,我们关心的问题,6,个人建议及发展展望,调试工具配置,调试标准规范,1.简介,与常规综自站区别: 全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化 变电站的结构、保护的原理和逻辑均没有发生变化,仅是实现方式发生了变化,从而带来了调试项目和手段的变化,但调试的目的并没有变化。,2.调试标准规范,3.调试工具配置,万用表,500V、1000V及2500V兆欧表,光发生器、光功率计,双绞线缆测试仪,网络报文记录分析仪、网络负载测试仪(如Smartbits),继电保护试验仪(包括常规和数字式),高频通道测试仪,
2、GPS信号发生器,精确时钟测试仪、电子式互感器综合校验仪(NT702等)、 AD模拟器、光电转换器、便携式示波器、便携式录波器等仪器。 SCD配置软件,如思源弘瑞的Easy50(各厂家自己开发,不统一) 报文抓包软件(wireshark、MMS Ethereal等) GOOSE模拟软件 (IEDScout) SCD文件查看软件(Altova XMLSpy) 厂家配套的其他调试工具软件,4.调试流程,组态配置系统测试系统动模现场调试投产试验。,5.调试内容,组态配置(SCD、虚端子图表、网络配置图、地址分配、文件核对及下装等) 系统测试(出厂联调阶段,包括单体调试和系统测试) 系统动模(必要时做
3、) 现场调试(整组实验、其他辅助设备调试) 投产试验(投产前一次通流、升压试验及投产带负荷检查),5.1 组态配置,1、系统组态 通信子网配置 (分配IP地址,确认链路正确性,编制光纤链路表等) IED配置(配置SV、GOOSE控制块数据集等) 变电站配置 (SSD文件) SCD文件检查(注意IP地址、GOOSEID、SMVID、APPID唯一性检查 ) 2、设备下装与配置 站控层设备配置 (导入SCD文件,生成数据库 ) IED装置下装 (生成CID文件并导入装置) 交换机配置 (IP、镜像端口、VLAN或组播等配置),5.1.1 网络链路检查,5.1.2 GOOSE配置,设计单位提供虚端子
4、图、SSD文件、厂家提供ICD文件,由设计单位或系统集成商生成SCD文件。 GOOSE 配置表对所有虚端子逻辑连线的相关信息系统化地加以整理,作为图纸依据。在具体工程设计中, 首先根据智能装置的开发原理, 设计智能装置的虚端子, 其次, 结合继电保护原理,在虚端子的基础上设计完成虚端子逻辑连线,最后,按照逻辑连线,设计完成 GOOSE 配置表。 辑连线与 GOOSE 配置表共同组成了智能变电站 GOOSE 配置虚端子设计图。,5.1.3 虚端子图,5.1.4 SCD文件配置流程,5.1.5 SCD文件的关键要素,文件模型实例及数据集正确性检查; IP地址、组播MAC地址、GOOSEID、SMV
5、ID、APPID唯一性检查; VLAN、优先级参数设置正确性; 虚端子连接正确性和完整性; 虚端子连接的二次回路描述正确性检查。,SMV报文解析,GOOSE报文解析,GOOSE文件传输机制,T1一般是2ms,Tx(T2、T3)为2的x次方,以递增的时间间隔发送数据变 位,直到时间间隔变为T0。,5.1.6 文件下装,对监控后台系统,导入SCD文件,解析生成各种数据库,配置好系统界面,如光子牌,间隔监控信息等; 对各IED生成CID文件,并下装到各个装置中,并确认运行正常; 交换机配置,主要配置VLAN及运行参数等。,5.1.7 网络流量控制-VLAN划分检查,流量计算: SMV报文: 按照80
6、点/周采样值计算,每个SMV报文最长171字节,每250us发送一次,S=171字节8bit/字节50周波/s80帧/周波=5.47Mbps。每台合并单元发送的SMV报文的数据流量为稳定的5.47Mbps。 全站合并单元14台,正常是流量为5.4714=76.58Mbps GOOSE报文: 每个GOOSE报文最大长度为500字节,按平均1秒发送一次计算,按金南变109路GOOSE报文计算。全站正常的GOOSE网络流量为0.42Mbps。,因此,如果以广播报文的形式,每个端口正常运行时的网络负载就是77%,需要考虑对网络流量进行控制。 常用方法是VLAN划分和GMRP。 VLAN: “虚拟局域网
7、”将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段; GMRP:组播注册协议,可动态加入或退出某个组网。,VALN划分表,测试方法: 1. 交换机的VLAN配置是否与划分一致。 2.对每一组SMV和GOOSE报文,根据其VID号测试每一组报文在各个端口中的数据流向是否与VLAN划分一致。,5.2 系统测试,在组态配置均已经完成并检查正确无误后,即可进行系统测试,主要包括各二次设备的单体测试和整个二次网络的性能测试。,5.2.1 互感器及合并单元测试,常规检验项目:结构外观检查、一次侧端工频耐压试验、局部放电测量、电容量测量、介质损耗测量、极性及准确度等常规试验。对于电子式互感器和常规互感器执行标准不同。
8、SV传输数据检验:在全部本体试验合格后进行,将互感器本体和合并单元连接并按SCD文件相关IED配置合并单元,检验合并单元输出SV数据通道正确性,检查相关通信参数符合SCD文件配置。如用直采方式,SV数据输出还应检验是否满足Q/GDW 441等间隔输出及带延时参数的要求。 合并单元电压并列及切换试验:对于具有电压并列功能的合并单元,应进行切换试验。 常规互感器加合并单元实现的还应检查采样线性度及零漂等项目。,全光纤电流互感器,互感器测试原理图,延时测试,5.2.2 智能终端,(1)常规试验 绝缘、外观、逆变电源及相关二次回路; (2)开关量检验 a) 检验智能终端输出GOOSE数据通道与装置开入
9、关联的正确性,检查相关通信参数符合SCD文件配置。 b) 检验智能终端输入GOOSE数据通道与装置开出关联的正确性。 c) 测试GOOSE输入与开关量输出动作时间,应满足7ms要求(依赖仪器,能够输出GOOSE信号并接受硬接点开入信号)。 (3)SOE精度及分辨率检验 检查装置输出事件的时标与实际触发事件差应小于1ms。,5.2.3 继电保护和安全自动装置,(1)常规试验 绝缘、外观、逆变电源及相关二次回路,执行DL/T995标准,保护自身功能、逻辑试验及定值,执行各自的技术条件。 (2)GOOSE输入检验(开入量关联及异常处理机制) (3)GOOSE输出检验(开出信号关联如动作出口、压板、检
10、修状态) (4)SV输入检验 (显示、同步、同步位及异常处理机制) (5)事件精度检验 (保护事件与实际动作时间误差),5.2.4 测控装置,(1)常规试验; (2)信号检查; (3)模拟量检查; (4)控制输出检查; (5)同期检查; (6)防误检查(GOOSE连锁); (7)GOOSE时间SOE准确度检查(SOE精度);,信号检查,a) 依次模拟被检装置的事件GOOSE输入,检查装置输出相关遥信报告正确性。 b) 检查GOOSE中断情况下装置输出相关遥信报告的品质旧数据位。 c) 改变测试仪的检修状态,检查装置输出相关遥信报告的品质检修位。 d) 改变测控装置的检修状态,检查装置输出遥信报
11、告的品质检修位。,模拟量检查,a) 按被检装置技术说明书规定的试验方法,模拟被检装置的所有SV传输输入,检查装置显示画面和相关遥测报告正确性。 b) 对于有多路(MU)SV输入的装置,模拟被检装置的两路及以上SV输入,检查装置的采样同步性能。 c) 改变测试仪输出值,检验测控功能的模拟量死区值。 d) 检查SV传输中断情况下装置输出相关遥测报告的品质旧数据位。 e) 改变测试仪的检修状态,检查装置输出遥测报告的品质检修位。 f) 改变测控装置的检修状态,检查装置输出遥测报告的品质检修位。,控制输出检查,a) 检测测控装置输出的分、合闸脉宽。 b) 检查测控装置控制输出对象正确性。 c) 检查一
12、次设备本体、测控单元控制权限。 d) 改变装置检修状态,检查输出控制GOOSE报文的检修状态。,5.2.5 电能表检验,(1)常规试验:精度及功能 (2)按SCD文件配置,模拟被检装置的SV输入,检查显示正确性。 (3)对于有多路SV输入的电能表,模拟被检装置的两路及以上的SV输入,检查装置的采样同步性。(一般表计本身不能做同步,需要外部进行同步) (4)检查模拟量功率和电能量计算的正确度。,5.2.6 PMU测试,检查PMU的输入显示正确性; 异常SV报文(中断、跳帧、序列号不连续、间隔不均匀等)的处理机制; 采样的同步性检查; 功能试验。,5.2.7 后台监控系统测试,界面显示; 告警、记
13、录、查询、统计、定值召唤、修改等; 对各一二次设备的控制,如软压板投退、开关及刀闸的控制,变压器有载调压; 五防功能; 智能告警及分析决策; 小电流接地选线及经济优化控制(AVQC)等;,5.2.8 网络性能测试,(1)网络负荷及站控层主机CPU占用率检查 a) 电网正常情况。 监视交换机各端口的流量负荷,记录任意一分钟流量百分比数值;检查站控层主机CPU占用率。 b) 电网故障情况。 模拟电网系统故障,监视交换机各端口的流量负荷,记录任意一分钟流量百分比数值;检查站控层主机CPU占用率。 (2)网络功能检验 a) 环网自愈功能试验。 以固定速率连续模拟同一事件,断开通信链路的逻辑链接,检验报
14、文传输是否有丢弃、重发、延时; b) 优先传输功能试验。 使用网络负载发生装置对网络发送100%负载的普通优先级报文,测试继电保护动作时间和断路器反应时间是否正常; c) 组播报文隔离功能检验。 截取网络各节点报文,检查是否含有被隔离组播报文。,(3)网络加载试验 a) 站控层网络加载试验。 利用网络测试仪对站控层网络注入各种负载报文,监视后台、远动、保信子站等客户端通信情况,同时监视交换机CPU负荷率。 b) 过程层网络加载试验。 利用网络测试仪对过程层网络注入各种负载及各种组播地址的组播报文,多次测试相关保护整组动作时间是否延时,同时监视交换机CPU负荷率。 (4)雪崩试验 变电站各主要功
15、能调试结束后,模拟变电站远景建设规模的20%以上区域同时发生事故,检验继电保护动作和断路器跳闸是否延时,检查监控系统信号是否正确、遗漏。,网络性能测试对于保护直采直跳的方式意义并不是很大,因为保护并不依赖于交换机环节,但对于组网方式是极为重要的。需要确认丢帧、延时及广播风暴的抑制及GOOSE和SMV传输性能等参数。,5.2.8 对时系统,智能变电站时钟同步的意义,1、通过变电站时钟同步,可为故障分析、监视控制及运行提供准确的时间依据; 2、在智能变电站中,精确时钟同步是电子式电流/电压互感器、智能断路器、合并单元、继电保护、测控单元等智能设备正确工作的关键; 3、智能变电站采用分布式采集,由合
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