近年來國(guó)內(nèi)數(shù)字化變電站的試點(diǎn)工作中，針對(duì)數(shù)字化變電站的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，尚缺少相應(yīng)的檢驗(yàn)規(guī)范，目前還沒有成熟的方案可借鑒。傳統(tǒng)的保護(hù)裝置規(guī)程非常重視回路正確性的檢驗(yàn)，但微機(jī)型繼電保護(hù)測(cè)試儀由于輸出為電流電壓的模擬量，不適用于數(shù)字化保護(hù)回路的檢驗(yàn)。
目前可用的測(cè)試設(shè)備，只能對(duì)某些智能 IED 裝置部分進(jìn)行檢驗(yàn)，不能連同合并單元和智能操作箱一起進(jìn)行回路整體檢驗(yàn)，更無法對(duì)像主變、母差等具有復(fù)雜二次回路的數(shù)字化保護(hù)進(jìn)行有效檢驗(yàn)，滿足不了現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字化變電站繼電保護(hù)專業(yè)的維護(hù)和管理需要。
1 數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的檢驗(yàn)特點(diǎn)
對(duì)于傳統(tǒng)變電站中的微機(jī)保護(hù)裝置( 或稱綜保裝置) ，其信號(hào)采集、邏輯運(yùn)算與判別、執(zhí)行輸出，均在一個(gè)綜保裝置中完成。試驗(yàn)人員通過傳統(tǒng)的微機(jī)型繼電保護(hù)測(cè)試儀模擬故障類型在特定點(diǎn)( 如保護(hù)屏電流電壓試驗(yàn)端子) 上輸入故障量進(jìn)行整組聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)，以確保完整的二次直流回路和部分二次交流回路的正確性。二次交流回路接線的整體正確性則通過一次通大電流來驗(yàn)證。而數(shù)字化變電站繼電保護(hù)回路中，由于采樣回路和執(zhí)行回路均下放到過程層，各類智能 IED只是一個(gè)邏輯運(yùn)算部分。過程層、間隔層相對(duì)距離很遠(yuǎn)，如果是主變回路，牽涉高低壓部分，二次設(shè)備安裝位置更加分散，按回路檢驗(yàn)變得十分麻
煩。
對(duì)數(shù)字化變電站保護(hù)的檢驗(yàn)?zāi)壳坝袃深惙椒? 一種是利用傳統(tǒng)測(cè)試儀 + MU 方式進(jìn)行調(diào)試，利用傳統(tǒng)測(cè)試儀做信號(hào)發(fā)生源，通過數(shù)據(jù)采集裝置采集 測(cè) 試 儀 的 交 流 信 號(hào)，并 轉(zhuǎn) 換 成 相 當(dāng) 于ETA、ETV 的信號(hào)輸出格式，送至合并單元; 另一種是全數(shù)字化測(cè)試，根據(jù) IEC 61850 的通信標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)開發(fā)出全新的數(shù)字化測(cè)試儀，能夠輸出數(shù)字化的交流信息和開入信息，同時(shí)能夠接收符合標(biāo)準(zhǔn)的保護(hù)及開關(guān)智能單元的動(dòng)作信息，并以此來控制、測(cè)試整個(gè)過程。
上述檢驗(yàn)方法存在以下問題:
( 1) 現(xiàn)行保護(hù)檢驗(yàn)方法只能實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)裝置的單體檢驗(yàn)，無法完成整個(gè)二次回路的整體檢驗(yàn);
( 2) 對(duì)主變差動(dòng)等需要在不同地點(diǎn)同時(shí)輸出數(shù)字量的保護(hù)檢驗(yàn)，現(xiàn)有校驗(yàn)儀尚無可靠的檢驗(yàn)方案可循;
( 3) 現(xiàn)有的保護(hù)測(cè)試儀無法完成保護(hù)的整組及聯(lián)動(dòng)開關(guān)試驗(yàn)。
2 110 kV 封周數(shù)字化變電站繼電保護(hù)的檢驗(yàn)
利用研制的測(cè)試用樣機(jī)，通過無線同步的方法，以主從方式，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì) 110 kV 封周數(shù)字化變電站的繼電保護(hù)裝置及其二次回路進(jìn)行了檢驗(yàn)，效果良好，該樣機(jī)可模擬各種故障狀態(tài)量。
無線同步檢驗(yàn)法原理就是利用無線同步技術(shù)，通過主從設(shè)置，對(duì)放在不同的地點(diǎn)的裝置實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步( 見圖 1) ，對(duì)于 110 kV 線路保護(hù)、主變保護(hù)、10 kV 線路保護(hù)、站用變保護(hù)等都能正確檢驗(yàn)?，F(xiàn)以主變保護(hù)為例，作一介紹。
試驗(yàn)裝置包括 1 臺(tái)控制端裝置( M) 和 1 臺(tái)小信號(hào)輸出裝置( S2) ( 原理示意見圖 2) 。其中 M端為主控制端，內(nèi)嵌操作平臺(tái)，能以光流變接口協(xié)議的信號(hào)輸出，接收跳閘出口信號(hào)。并通過 400MHz 頻段無線連接的方式對(duì) S2 端進(jìn)行操作控制; S2 端為小信號(hào)輸出端，其可以模擬小信號(hào)流變信號(hào)的輸出，并能接受跳閘信號(hào)的輸入。
檢驗(yàn)主變保護(hù)回路時(shí)，裝置 M 置于高壓一次設(shè)備處，通過光纜向高壓側(cè)合并單元送出模擬光流變信號(hào)，裝置 S2 置于低壓一次設(shè)備處，通過電纜向低壓側(cè)合并單元送出小信號(hào)流變信號(hào)，在 M端檢測(cè)通信狀態(tài)正常后，按整定書要求對(duì) M 和 S2進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置，即可對(duì)保護(hù)進(jìn)行定值檢驗(yàn)，并通過對(duì)智能操作箱的出口信號(hào)進(jìn)行采集，來實(shí)現(xiàn)保護(hù)回路的閉環(huán)檢驗(yàn)。檢驗(yàn)的流程框圖見圖 3。
具體檢驗(yàn)步驟:
( 1) 裝置 M 端置于高壓側(cè)一次設(shè)備的接線柜前，利用 MU 到流變輸出箱的光纜，連接到裝置M 的光信號(hào)輸出端子上，專用電纜連接到智能操作箱的出口回路上;
( 2) 裝置 S2 端置于低壓側(cè)一次設(shè)備前，利用原有小信號(hào)采樣線連接到裝置 S2 的小信號(hào)輸出端子上，S2 的開入信號(hào)電纜接至低壓智能操作箱上;
( 3) 自動(dòng)檢測(cè) M 端和 S2 端之間的通信狀態(tài)，確認(rèn)兩臺(tái)裝置之間的無線通信正常，如不正常，則發(fā)出報(bào)警信號(hào);
( 4) 在 M 上分別對(duì) M 端和 S2 端的輸出值進(jìn)行設(shè)置，并設(shè)置同步觸發(fā)時(shí)間，并通過無線通信發(fā)送指令到 S2 端;
( 5) S2 接收到 M 端的操作指令，按設(shè)置時(shí)間與 M 同步輸出預(yù)先設(shè)置的值;
( 6) 主變保護(hù)裝置接收到高低壓側(cè)的信號(hào)后，當(dāng)達(dá)到動(dòng)作值時(shí)，發(fā)出跳閘信號(hào)到智能操作箱;
( 7) M 端裝置和 S2 端裝置分別接收到高低壓側(cè)智能操作箱的跳閘信號(hào)，S2 端把接收到信號(hào)通過無線信號(hào)傳輸?shù)?M 端;
( 8) M 端對(duì)接受的信號(hào)進(jìn)行分析處理，終止檢驗(yàn)過程。
3 結(jié)語
( 1) 利用無線通信技術(shù)，定義檢驗(yàn)裝置間的主從關(guān)系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，可以解決諸如主變保護(hù)( 其過程層不在同一地點(diǎn)) 的聯(lián)動(dòng)檢驗(yàn)。
( 2) 傳統(tǒng)的微機(jī)型繼電保護(hù)測(cè)試儀，由于功率放大器( 源) 的限制，其電流電壓輸出值，有一定的上限，否則精度、熱穩(wěn)定等都無法保證。然而，現(xiàn)場(chǎng)綜保裝置由于整定需要，經(jīng)常會(huì)碰到一些需要加比較大的電流量，如一些短線路，其速斷定值可能有 70 ～ 80 A，只能通過將整定改小來進(jìn)行測(cè)試。而數(shù)字化保護(hù)，由于輸入量均為數(shù)字信號(hào)，如果是光信號(hào)輸入，純粹是一個(gè)數(shù)值; 如果是小信號(hào)輸入，以 5 A 對(duì)應(yīng) 150 mV，100 A 的整定值，僅為 3 V 模擬電壓信號(hào)量，開發(fā)的 M/S2 數(shù)字化保護(hù)測(cè)試設(shè)備，完全可以滿足要求。
采用 M/S2 數(shù)字化保護(hù)測(cè)試設(shè)備的檢測(cè)二次回路范圍也擴(kuò)大了，可以檢驗(yàn)非常規(guī)互感器至MU 這部分回路，也可以檢驗(yàn)二次回路的其余部分。且設(shè)備輕巧，攜帶十分方便。
( 3) 在過程層 MU 和智能操作箱的輸入與輸出回路實(shí)施故障模擬和動(dòng)作行為分析，以檢驗(yàn)數(shù)字化保護(hù)整體回路功能( 包括智能 IED 整定和邏輯) 的正確性。
