110kV智能变电站主变压器保护及试验方法

主变压器系统的一次接线
鲁巷１ｌＯ ｋＶ智能变电站为改造站，１１０ ｋＶ系
统采用内桥接线方式，配置三相共箱式气体绝缘金 属封闭开关设备ＧＩＳ，设计有出线开关２组、内桥开 关ｌ组。配置有载调压双绕组变压器２台，变压器 主要参数为容量５０ ＭＶＡ、电压比１１０±８×１．２５％
／１０．５ ｋＶ、联接组标号ＹＮｄｌｌ。１１０ ｋＶ线路间隔、
图４传统继电保护测试仪接线图
（２）数字式保护测试仪的测试接线。 使用数字式保护测试仪进行变压器保护的试验 接线简单，数字式保护测试仪可直接发送保护装置 所需的采样数据，同时也可接收保护装置发出的 Ｇ（）（）ＳＥ信号，能实现闭环测试。其接线示意图如 图５所示。
注意检查传动的动作情况，保护装置和断路器智能 终端只有在检修位一致的情况下，保护装置才能出 口跳开断路器。（４）保护装置通信异常和恢复时，注 意检查保护装置的动作行为，如果是ＳＶ通信故障， 那么在其故障和恢复时，装置模拟采集量不应有畸 变；如果是ＧｏＯＳＥ通信故障，那么在其故障和恢复 时，保护不应拒动、误动。
表ｌ
１１０
主变压器保护调试试验方法
进入智能变电站时代后，常规继电保护测试设
备已无法满足智能变电站保护装置试验的需要，保 护装置的输入、输出信号均发生了根本的变化，由模 拟量转变为数字量。此外，智能变电站继电保护装 置试验工作对试验人员提出了更高的技术要求，除 需了解保护装置特性外，还需具有一定的网络通信 知识，如需要了解采样通道配置情况和数据通信格 式等。下面重点介绍一下智能变电站变压器保护装 置调试工作。
［参考文献］ ［１］林金洪．１ｌｏ ｋＶ数字化变电站继电保护配置方案［Ｊ］．
南方电网技术，２００９。３（２）：７１—７３．
理配置，当采用ＩＥＣ ６１８５０一９—１或６００４４—７报文 格式时，应设置采样率、ＡｓＤＵ数目、ＭＡＣ地址、额 定参数、ＡＰＰ ＩＤ、Ｉ。ＤＮＡＭＥ、状态字、ｄａｔａｓｅｔ ＮＡＭＥ等，可通过导人ＳＣＤ配置文件生成，也可直 接手工配置。数字式保护测试仪应能输出和汀阅 Ｇ００ＳＥ报文。Ｇ０（）ＳＥ报文的订阅，可通过直接导 入ＳＣＤ文件来配置，也可直接输入Ｇ００ＳＥ报文的 ＧｏＯＳＥ控制块索引、ＧｏｏＳＥ标识、应用标识、目标 ＭＡＣ地址等进行配置。与采样报文输出一样， Ｇ００ＳＥ报文的输出可通过导入ＳＣＤ配置文件生 成，也可直接手工配置。 变压器保护试验结果与试验人员对保护装置动 作逻辑、测试仪参数配置密切相关。在试验中要注意 以下两点：一是要解决好测试仪与保护装置的互联互 通问题，二是合理安排试验项目和试验顺序，这才是 有效、快速地完成保护装置的检验工作的前提条件。
ＧｏｏＳＥ跳闸命令则通过Ｇ（）０ＳＥ网络传送至分段 开关测控装置。本站Ｇ（）（）ＳＥ按照双网配置。并列 运行，主变压器保护装置的Ｇ００ＳＥ网配置示意图 如图３所示。
Ａ列ＧｏｏｓＥ ＢＭＧＯＯＳＥ
一０＝ｋ二仉
交换机Ａ
交换ＨＬＢ
到美芝黑
ｌ列单元Ａ
１１０ｋＶ雠 线电压并 列单元Ｂ
１：变爪器 保护Ａ
｝变爪器
Ｓ
５
结语
鲁巷１１０ ｋＶ智能变电站是湖北省电力公司首
网５数字继电保护测试仪接线图
３．３
智能变电站变压器保护试验应注意的问题 数字式保护测试仪输出的采样报文格式需要合
个采用国网公司标准投运的智能变电站。其主变压 器保护采用直采直跳方式，保护所需模拟采集量直 接由相应合并单元通过光纤传输，保护装置通过光 纤与各侧断路器智能终端直接相联，保护跳闸采用 Ｇ００ＳＥ直跳输出，符合智能变电站继电保护技术 规范，从运行情况看，主变压器保护性能稳定。本文 介绍的智能变电站主变压器保护试验方法可为智能 变电站的调试工作提供参考。
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器。主变压器系统的一次接线示意图如图１所示。 ２
主变压器保护系统的特点
鲁巷１１０ ｋＶ智能变电站二次系统遵循
［收稿日期］２０１１—１０一２５ ［作者简介］叶庞琪（１９８５一），男。湖北洪湖人，工程师。
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第３５卷增刊Ｉ
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主变压器非电量保护采用就地扩展继电器通过 电缆直接跳闸方式，由主变压器本体智能单元集成 该功能。 ３
ｋＶ电压并列单元
本站没有设计１ｌｏ ｋＶ母线电压合并单元，变 压器保护测控所需母线电压南母线电压并列单元从 母线电子式电压互感器采集器直接取得，相关电压 并列所需开关信号则从Ｇ００ＳＥ网中取得，开关量 位置与母线电压的输出关系如表１所示，电压合并 单元输出为ＩＥＣ６１８５０一９—２协议的并列后电压。
［中图分类号］ＴＭ７２；ＴＭ７６ ［文献标识码］Ｂ ［文章编号］１００６—３９８６（２０１１）增刊Ｉ—０１０１一０３
鲁巷１１０ ｋＶ智能变电站是国网公司第二批智 能变电站示范工程项目，是湖北省电力公司首个采 用圜网公司标准建设投入运行的智能变电站。智能 变电站保护装置及试验方法的检测试验与常规保护 装置不同Ｌｌｑ］，主要表现在以下两个方面：（１）智能变 电站继电保护装置输入回路无Ａ／Ｄ转换装置，电网 运行信息由电子式互感器采集，经合并器数据整合 后，通过规定的通信协议传输给保护装置，通信介质 由电缆变为光纤；（２）智能变电站继电保护装置输出 回路无保护开出继电器，跳闸命令Ｇ（）ｏＳＥ网络传 输，通信介质由电缆变为光纤。 智能变电站保护装置调试方法与传统变电站存 在较大差异，电量信号变为光纤数字信号。测试手段 发生变化，传统的保护测试仪无法直接进行试验。 １
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】０３・
万方数据
ＩＥＣ６１８５０的通讯协议，主变压器保护按主后一体双 重化配置。１号、２号变压器保护系统相关的ＴＡ、 ＴＶ和相应合并单元配置如图１所示，采样值网络 如图２所示，全站共配置了１０个合并单元，组成采 集网络，采用光纤作为其通信介质，满足主变压器保 护测控装置、公共测控装置、及一体化平台数据采集 的需要。全站配置２个母线电压并列单元作为１１０ ｋＶ母线电压并列装置。其输出分别与相应线路电 流合并单元级联。所有电子式互感器与合并单元间 利用厂家专用通信协议传输数据。变压器保护系统 具有如下特点。
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装置、间隔合并器和级联合并器组成。由于智能变 电站变压器保护涉及多侧系统，需要多个转换装置， 但传统保护测试仪不能接入Ｇ（）（）ｓＥ信号，致使该测 试方法无法实现闭环。在没有合适的数字式保护测 试仪时，本测试方法作为变压器保护装置功能检查还 是可行的。本工程中由于电子式互感器与合并单元 间使用的是厂家专用传输协议，在测试合并单元与保 护装置间ＳＶ采用传输时，使用的就是传统测试仪及 厂家的专用数据采集装置。其接线示意图如图４所 示。这种试验接线方式在本站调试试验中用来测试 合并单元（ＭＵ）和各间隔层设备的配合情况。
ｌＯ ｋＶ电压合并单元
１０
ｋＶ进线电子式电压互感器没有专门为其设
计电压合并单元，而是与各段母线进线电流互感器 合用～个合并单元。
２．４保护出口方式
对于主变压器高压侧断路器、内桥断路器、主变 压器低压侧断路器，保护装置出口与各断路器智能 单元采用光纤直联，跳闸命令采用Ｇ００ＳＥ直通方 式输出；对于１０ ｋＶ母线分段开关，保护装置
４主变保护调试中重点试验项目
智能变电站实现了采集量的就地数据化，各装 置之间的通信直接通过光纤或网络来实现，相对于 传统变电站调试，在现场应重点调试以下几个项目： （１）对于设计为双Ａ／Ｄ采样的电子式互感器，应注 意检查双通道数据在数据或品质位不一致的情况 下，保护装置的动作情况，通常对于双通道数据，一 路用来启动保护开放。另一路用来做保护算法，当出 现双通道数据或品质位不一致时，保护装置应报警 并闭锁保护，（２）一相数据异常时，注意检查保护装 置的动作情况，对于单相判别故障的保护，当出现任 一相或两相数据异常时，闭锁数据异常相保护，不应 闭锁数据正常相保护；对于三相判别故障的保护，则 应该闭锁该保护，（３）数字继电保护测试仪、保护装 置和断路器智能终端在检修位置不一致的情况下，
３．１
ｋＶ母线电压与开关位置的关系
智能变电站变压器保护一般检测项目 （１）外观及接线检查；（２）回路绝缘检查；（３）装
注；“ｌ，’表示本间隔断路器、隔离刀闸均处于合闸位置；
“ｏ”表示本间隔断路器、隔离刀闸任一设备处于分闸位置；
“Ｘ”表示本间隔断路器、隔离刀闸处于任何位置。 ２．３
置电源检查；（４）人机对话功能检查；（５）模型文件合 法性及一致性检查；（６）Ｇ００ＳＥ配置文本检查；（７） 保护定值、版本与校验码核对；（８）ＳＶ数据采集功 能检查；（９）Ｇ００ＳＥ开入开出量检查；（１０）保护装 置逻辑功能试验；（１１）与站控层通信检查；（１２）保护 装置其他异常行为试验；（１３）装置接收、发送的光功 率检查；（１４）与其他智能组件互联特性检查；（１５）对 时功能（或精度）检查；（１６）整组传动试验。 ３．２智能变电站变压器保护装置测试试验接线 （１）传统测试仪＋转换装置的测试接线。 测试系统由传统测试仪、厂家提供的专用转换
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１ｌＯｋｖ内桥ＭｕＢ 图３
主变压器保护Ｇ（）（）ＳＥ配置示意图
２．５非电量保护
１０ｗ进线Ｍ【ＪＢ际 图２主变压器保护采样值不意图
２．２ １１０
％警湍
湖北电力嘉踹
ｋＶ智能变电站主变压器保护及试验方法
叶庞琪，夏勇军，张侃君，苏昊，陶骞
（湖北省电力公司电力试验研究院，武汉４３００７７）
１１ ０
［摘
要］
介绍了湖北省电力公司首个采用国网标准投运的智能变电站——统构成、特点及测试方法进行了深入的探讨，介绍的智能化变电站主变 压器保护的试验方法可为今后智能化变电站调试提供参考。 ［关键词］智能变电站；主变压器保护；试验方法
２．１
图１
主变压器系统一次接线示意图
双通道采样的电子式互感器
内桥、主变压器低压侧均配置了电子式电流互感器、
１１０
ｋＶ母线、１０ ｋＶ母线配置了电子式电压互感
本站对电子式电流互感器保护用绕组及电子 式电压互感器均采用双Ａ／Ｄ采样的双重化配置原 则，即每一个保护用采集量，均对应两套独立的绕 组及Ａ／Ｄ采样装置。并经一路光纤发送至合并单 元或母线电压并列单元。这可有效避免在电源输 入、罗氏线圈的小信号输入、以及外界电磁场等干 扰而引起采集量数据畸变，从而导致保护误动的 情况发生。
［２］黎强，李延新．基于数字化变电站的系统保护装置设计 ［Ｊ］．电力系统自动化，２００９，３３（１８）：７７—８０． ［３］
吴俊兴，胡敏强。吴在军，等．基于ＩＥｃ６１８５０标准的智
能电子设备及变电站自动化系统的测试［Ｊ］．电网技
术。２００７，３１（２）：７０一７４．
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