科技・探索・争鸣 Ｓｃ科ｉｅｎｃｅ＆Ｔｅ技ｃｈ视ｎｏｌｏｇｙ界 Ｖｉｓｉｏｎ 智能变电站过程层二次设备调试技术研究进展 李少华宋亚凯孙银山 （平高集团有限公司，河南平顶山４６７００１） 【摘要】智能变电站调试是智能变电站建设的重要内容，与传统变电站相比，智能变电站调试技术更复杂、更抽象。三层两网结构中的过 程层是智能变电站二次系统中最基础的部分。其调试效率也对二次系统的整体调试效率有着决定性作用。从过程层二次设备自身功能特点入 手，分别对一次设备在线监测系统、智能终端、互感器与合并单元系统的调试步骤和调试要点进行分析总结，并对当前智能变电站过程层二次 设备调试存在的突出问题提出了改进建议 【关键词１智能变电站；过程层；在线监测系统；智能终端；合并单元 Ｔｈｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｓｍａｎ Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｌａｙｅｒ Ｅｑｍｐｍｅｎｔ ＬＩ Ｓｈａｏ－ｈｕａ ＳＯＮＧ Ｙａ－ｋａｉ ＳＵＮ Ｙｉｎ－ｓｈａｎ （Ｈｎｇｇａｏ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｐｉｎｇｄｉｎｇｓｈａｎ Ｈｅｎａｎ ４６７００ｌ，Ｃｈｉｎａ） 【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｔｒ ｏｆ ｓｍａｒｔ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｓｍａｒｔ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｍｏｒｅ ｃｏｍｐｌｅｘ，ｍｏｒｅ ａｂｓｔｒａｃｔ．Ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｌａｙｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｔｕｒｃｔｕｒｅ ｉｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐａｒｔ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｉｔ ｈａｓ ａ ｄｅｃｉｓｉｖｅ ｒｏｌｅ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｏｂｔａｉｎｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｌａｙｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｉｃｅ ｉｔｓｅｌｆ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ ｓｔｅｐｓ ａｎｄ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｏｎ－ｌｉｎｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ、ｓｍａｒｔ ｔｅｒｍｉｎａｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｍｅｒｇｉｎｇ ｕｎｉｔ ｓｙｓｔｅｍ ｔｈｅｎ ｉｔ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ． 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］Ｓｍａｒｔ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ；ｎｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｌａｙｅｒ；Ｔｈｅ ｏｎ－ｌｉｎｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ；Ｓｍａｔｒ ｔｅｒｍｉｎａｌ；Ｍｅｒｇｉｎｇ ｕｎｉｔ ０引言 主要实现断路器分合闸时间、行程、分合闸线圈电流大小以及ｓ 气 随着智能电网建设的加速．智能变电站也越来越普及．与传统数 室内部气体密度、微水等状态信息的监测。控制装置实现对一次设备 字式变电站相比，智能变电站具有数据互换性好、组网灵活等优点 因 的网络化控制。例如，断路器智能终端设备能够接收保护装置、测控装 智能变电站基于ＩＥＣ６１８５０协议．实现了电力系统和设备数据格式的 置的分合闸命令．并在短时间内实现断路器的分合闸操作。信号采集 统一．减少了大量电缆连接。便于设计施工，但是，数据以数字信号形 装置，实现对电力系统实时信号的采集与转换，例如，电子式电流互感 式在光纤组成的网络间传输，与传统电缆连接相比．直观性较差．给整 器采集电力系统实时电流就地数字化处理后将数据传给合并单元．合 并单元完成电流信号的同步．并安装ＩＥＣ６１８５０协议要求．传输给继电 个变电站的调试工作带来一定的困难ｌｌＩ 目前．国家电网公司新建智能 变电站二次系统多采用三层两网结构．其中．过程层处于变电站二次 保护装置和测控装置以及其它二次设备 网络最底层．在调试过程中．过程层设备调试效果对二次系统整体调 间隔层二次设备主要包含继电保护设备、测控装置等。继电保护 试至关重要。因此，需对智能变电站过程层设备调试技术进行研究。采 装置通过接收合并单元的电流、电压信号．实时计算，在电力系统出现 用效率较高的调试方法和手段．有效促进智能变电站的推广和应用 故障时，及时发出分合闸命令信号．实现对电力系统的保护。测控装置 完成二次系统的测控功能 １ 智能变电站二次系统结构 站控层是智能变电站自动化系统的后台，其二次设备主要包含有 监控后台、远动装置、保护信息子站以及在线监测主站系统等 。 目前．智能变电站采用三层两网结构．智能变电站二次系统如图 １所示．主要包括过程层智能一次设备集成的二次设备和上层（间隔 ２智能变电站过程层二次设备调试 层和站控层）二次设备两大部分。 ２．１一次设备在线监测装置调试 第一，传感器调试，传感器是将监测量的变化转换为电量的装置， 应用于电力系统在线监测的传感器在使用前需经检测．检测项目包 括：安全性、气密性、精确度等。安全性检测主要是检测传感器的绝缘 ］［ Ｅｃ６ｌ８５。 ｊ［ ３［ 设计是否符合要求，一般有耐压、雷电冲击等；气密性主要是检测传感 １征线监测站内聒☆茉托１ｌ ｌ 继电保护装 测控装 ｆ 器的安装结构是否对一次设备本体的气密性造成影响：精确性主要检 测传感器的测量准确度是否能够满足相关要求 ｊｅ ，ｅ 。 ｊ｝ ｛ｆ 第二，监测ＩＥＤ配置．根据整站二次设计文件．编辑相关配置文件 对监测ＩＥＤ与传感器通信的参数、监测ｌＥＤ在网络中的通信参数等 进行设置 部分监测ＩＥＤ具有数据分析等应用功能．还需通过配套的 ｌ 敬Ｉ奠箭状卷龃测 ｌ 合并单元 智能终端 后台软件对应用功能进行调试 完成相关配置后．测试其通信功能是 总 ｆ ｆ 否正常 第三．系统接线及调试 ｝ 舆悻感壮 Ｉ 礴璐 掸动机构 由于被监测量较多．相关传感器的型式也多种多样．不同的传感 器对应的输出信号也不相同。常见的４—２０ｍＡ电流信号、ＲＳ一４８５串行 扶没衢本体 通信等．从传感器到监测ＩＥＤ的接线多用电缆或屏蔽双绞线 从监测 图１ 智能变电站二次系统结构图 ＩＥＤ到站内后台系统的接线．由于采用以太网技术．多采用光纤进行 连接。 过程层二次设备主要包含智能一次设备在线监测装置、控制装置 系统调试时．采用分层调试的方法 （智能终端）以及信号采集装置（合并单元）。其中，一次设备在线监测 首先．确认各传感器的输出信号是否正常： 装置．通过采集安装于一次设备本体的传感器信号．对一次设备状态 其次．连接好传感器与监测ＩＥＤ的接线．依次给传感器和监￣ｒＪｌＥＤ 进行监测，并对设备状态进行判断。以高压开关为例，目前，在线监测 供电．通过监测ＩＥＤ读取传感器数据．如果能够正常读取．则接线正 作者简介：李少华（１９８５一），男，硕士，研究方向为高压开关设备智能化技术、智能变电站技术等。 宋亚凯（１９８７一），男，硕士，研究方向为高压开关设备在线监测技术、电力电子技术。 孙银山（１９８Ｏ一），男，博士，高级工程师，研究方向为高压开关设备智能化技术、智能组件技术等。 ２５０ ｌ科技视界 Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｉｓｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｉｓｉｏｎ 科技视界 确．如果读取数据时出现异常．则分析原因并解决知道监测ＩＥＤ能够 正确读取其连接的所有传感器数据．则该部分调试完成： 最后．待监测ＩＥＤ与传感器调试完成后．连接监测ＩＥＤ与站内监 测服务器，检测通信是否正常，如果正常则接线调试完成，如果不正 常．检查接线．重新调试。 ２．２智能终端调试 科技・探索・争鸣 智能变电站二次系统与传统变电站二次系统相比．在连线上．由 原来的电缆连接变为光纤连接．且整个系统运行更依赖于ＩＥＣ６１８５０ 协议，因此在调试过程中，依然存在一定的问题。主要有以下三个方 面： 图２智能终端测试连线图 在完成智能终端的配置文件下载后．其调试重点是分合闸命令执 行的实时性。因此．其调试主要是进行动作时间的测试和位置信号传 送测试。 按照图２所示．连接智能终端和数字继电保护测试仪．由测试仪 发送出一组网络分、合闸命令．同时，测试仪接收智能终端发出的分、 合闸的触点状态信息．记录报文发送与硬触点输入的时间差．该时间 差需满足标准规定的要求 位置信号传送测试．通过数字继电保护测试仪硬接线分别给智能 终端输出相应的分、合信号．并且接收智能终端所发出的ＧＯＯＳＥ报 ４结语 文．解析相应的虚端子信息．观察其状态与实端子状态是否一致。 ２．３电子式互感器与合并单元调试 近年来．随着智能电网建设的推进，电子式互感器逐渐开始应用， 与传统互感器相比．电子式互感器有较好的抗饱和性能，是未来互感 器发展的方向 在智能变电站工程中．电子式互感器与合并单元配套 使用．组成一个系统．对系统的电压、电流进行实时测量，并将测量数 据提供给保护、测控、计量等。在调试过程中，一般把二者分开单独调 试．待单个系统调试完成后．再进行总体调试。 电子式互感器的调试内容包含：互感器基本功能调试、回路检测、 互感器稳定性检测以及电压、电流信号同步性检测与调试等。合并单 元需要调试的内容包含：发送的ＳＶ报文检测、失步再同步性能检测以 及电压合并单元的电压切换／并列功能的检测与调试。 第一．ＩＥＣ６１８５０协议的细节方面有待完善 虽然该协议对变电站 信息进行了统一规范，但是，在实际工程中．由于各个厂家对协议的理 解不同．在细节上有一些差别．这样．在二次系统调试过程中，不同厂 家装置之间的互联就存在一定的障碍．给整个系统的调试带来一定的 困难。因此，今后还需要根据智能变电站实际情况，针对ＩＥＣ６１８５０协 议自身的特点对其进行进一步完善 第二。装置单台数量较多，且功能分散，不利于组网调试。虽然智 能变电站实现了二次设备功能模块化设计．但是，由于各个功能模块 分散在不同的单台物理装置上，各台装置问信息互联共享性较差。从 技术角度分析．目前．单个间隔的二次设备功能可以整合到单台物理 装置内，例如，可在现有合并单元装置内整合一次设备状态监测功能， 从而简化工程设计．方便调试运行 第三。传感装置与信息处理装置间通信协议不一致。例如，气体状 态传感器与状态监测ＩＥＤ通信．普遍采用ＲＳ一４８５方式，但是，各家协 议细节有差别．给工程应用带来一定困难。再例如，电子式互感器与合 并单元间的通信协议．目前也没有实现统一．这些都需要有统一的规 范．便于智能变电站调试。 ３．２发展趋势 随着智能变电站建设的加快．对过程层二次设备调试效率要求越 来越高。目前，过程层设备调试的发展方向是：集成化、网络化、可视 化 采用一体化设计的集成调试平台．通过生动直观的可视化界面一 次完成所有设备的设置、调试及验证工作．将大大提高过程层设备调 试效率 智能变电站过程层二次设备是智能变电站调试的基础和重点．目 前。采用分系统调试的方法分别对一次设备在线监测系统，ｒａ能终端、 电子式互感器与合并单元系统进行调试 随着技术的进步．未来过程 层设备调试将向集成化、网络化、可视化方向发展。ｅ 【参考文献】 ［１］郑玉平．智能变电站二次设备与技术ｆＭ１．中国电力出版社，２０１４． ［２］王天锷。潘丽丽．智能变电站二次系统调试技术『Ｍ１．中国电力出版社，２０１３． ［３］黄新波，等．变电设备在线监测与故障诊断ｆＭ１．２版＿中国电力出版社，２０１３． ［４］何建军．智能变电站系统测试技术『Ｍ１．中国电力出版社，２０１３． ［５］曹团结，黄国方．智能变电站继电保护技术与应用『Ｍ１ｌ中国电力出版社，２０１３． ［６］罗承沐，张贵新，等．电子式互感器与数字化变电站ｆＭ１．中国电力出版社，２０１２． ３智能变电站过程层二次系统调试存在的问题及展望 ３．１问题及建议 ［责任编辑：汤静］ （上接第１９２页）题，大学毕业生不论在哪里工作，他都会同亲人联系， 回报家庭．尽力承担起还贷责任。 ３＿３生源地助学贷款有利于解决贫困学生心理失衡的问题 贫困学生多数来自农村．他们突然“空降”到繁华大都市。来到 富裕同学占８０％的校园．这种强烈反差使不少贫困生出现了“心理 失衡”的现象。“心理失衡”往往使贫困生过度自尊、孤独自锁，从而 导致社会交往能力发展受阻．使贫困生在学习、就业和工作能力表 现上处于劣势。贫困学生如在入学前能获得助学贷款，就可以在很 大程度上稳定自身情绪 入学后再依靠大多数高校已经建立起的 “奖、贷、勤、助、补”一系列帮困助学体系的救助，就会更加容易顺利 的完成学业。 在生源地开展国家助学贷款能够将学生本人、学生家庭、高校、银 行（或农村信用社）、五大参与者紧紧联系在一起，明确责任权利， 调动积极性。学生与家庭作为贷款的最大受益方，能够享受贷款，实现 上大学的心愿。自然积极主动。高校既解决了贫困生拖欠学费的难题， 又避免了求银行发放贷款的被动局面．这样就可以将贷款工作重点转 向搞好助学贷款宣传与咨询服务、为申贷学生出具真实有效的学籍证 明与学习费用证明、加强对学生的信用教育和及时统计上报本校学生 在各地的贷款情况等．还可以将精力集中于培养学生和科研等主要任 务上来．降低了不必要的投入和风险。对农村信用社来讲，抓住机遇使 助学贷款成为一项新的业务增长点．在有效控制贷款风险的前提下， 大力开展助学贷款业务．既支持了本地学生上大学，又获得了稳定的 收人。今后的职责则成为优化服务。完善措施．落实责任．加大贷款回 收力度。对来讲，找到了国家助学贷款的切入点，探索出了一条助 学贷款的良性发展路子．解决了社会热点难点问题．其主要责任是在 健全相关法规制度、保证贴息资金及时到位的同时．协助建立个人信 用体系和风险防范机制．进一步完善助学贷款，加强宏观管理与 监控，协调运转。● 【参考文献】 ［１］司晓悦，王超敏．全面推行生源地国家助学贷款的对策分析【Ｊ］理论界，２００７（１）： ２３８． ［２］司晓悦，王超敏．国家助学贷款制度创新——全面推行生源地贷款ｆＪ１．中国高 教研究．２００６（１ ｌ１：６１—６２． ［３］杨锋，刘冬梅．国家助学贷款由入学地改为生源地的必要性与可行性叫．南都 学坛．２００５（３）：１０９—１１１． ［４］孙勤海，习家鹏，严筱玲．论实施生源地国家助学贷款的必要性ｆ Ｊ１ｌ南通职业大 学学报．２００４（３）：３１－３５． ［责任编辑：汤静］ ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎ。ｌ。ｇＹ Ｖｉｓｉｏｎ科技视界Ｉ ２５１
