0 引言

智能化變電所是由智能化一次設備和網絡化二次設備分層構建，建立在 IEC61850 標準和通信規(guī)范基礎上，能夠實現(xiàn)變電所內智能電氣設備間信息共享和互操作的現(xiàn)代化變電所。京沈客專鐵路在阜新-黑山區(qū)間設立了試驗段，搭建了智能牽引供電系統(tǒng) PHM（健康管理）平臺，包含 2 座智能牽引變電所、1 座智能分區(qū)所、2 座智能 AT 所。

目前高速鐵路系統(tǒng)中智能牽引變電所應用較少，鐵路行業(yè)暫時還沒有智能變電所相應的繼電保護調試技術規(guī)范，只能借鑒國網相對成熟的相關技術。為了適應鐵路智能變電所現(xiàn)場調試的需求，有必要對其進行梳理、研究、總結、完善。

1 與傳統(tǒng)牽引變電所的技術區(qū)別

（1）區(qū)別于傳統(tǒng)變電所的 103/101 通訊規(guī)約，智能變電所建立在 IEC61850 標準和通信規(guī)范基礎上，有利于建立鐵路牽引供電系統(tǒng)大數(shù)據(jù)平臺。

（2）智能變電所采用過程層、間隔層、站控層的系統(tǒng)架構，各層通過網絡通訊。

（3）區(qū)別于傳統(tǒng)變電所的電壓電流模擬量，智能變電所模擬量、開關量在智能匯控柜就地數(shù)字化，采用以光纖為主要媒介的通訊方式，各設備間以 SV、GOOSE 報文傳遞信息。

2 鐵路智能牽引變電所現(xiàn)場調試

2.1 調試流程及調試內容

調試流程：試驗準備?單裝置試驗?設備間互聯(lián)測試?系統(tǒng)整體測試。

首先進行資料、人員、設備方面的試驗準備工作，在完成組態(tài)配置的基礎上針對單個 IED 裝置進行試驗，完成網絡配置及網絡互聯(lián)的基礎上進行設備間的互聯(lián)測試，*后進行系統(tǒng)整體測試，以保證各分系統(tǒng)功能配置正確。智能輔助系統(tǒng)的調試建議在現(xiàn)場調試階段進行。

2.2 試驗準備

為了**掌握設計意圖和應對調試中的問題，需要對調試有關的資料進行收集和匯總整理。調試資料包括全站的設計圖紙、設備廠家圖紙，圖紙包括一次圖、二次原理圖、端子排圖；各設備的說明書、合格證明、試驗報告；SCD 文件、各智能設備的 ICD 文件；設計保護定值、壓板投退情況等。由試驗人員、項目部專業(yè)工程師、繼電保護設備廠家及其他各設備廠家、施工單位配合人員、監(jiān)理人員組成調試組，可根據(jù)現(xiàn)場調試工作的實際進度和工作量大小靈活調整人員數(shù)量。

調試用儀器設備、工器具如表 1 所示。其中，表 1 列出的繼電保護測試儀分傳統(tǒng)式和數(shù)字式，條件具備時可直接使用數(shù)模一體化測試儀；筆記本電腦需帶有線網絡接口，并安裝繼電保護專用測試軟件及智能變電所調試工具軟件（廠家提供）。

2.3 單裝置試驗

單裝置試驗包括對各合并單元、智能終端、測控保護裝置的調試以及對交換機、對時裝置的配置和工作狀態(tài)檢查。

2.3.1 調試前的準備工作

設備狀態(tài)檢查：檢查裝置整體外觀，檢查裝置的型號、設計參數(shù)是否與設計一致，標志應清晰且與圖紙相符。

絕緣檢查：利用兆歐表檢查控制、信號回路絕緣電阻。

裝置上電檢查：合上電源開關，裝置應正常啟動，啟動后無異常信號，運行正常。檢查裝置的硬件、軟件版本號、檢驗碼，校對時鐘。在其它回路電源均正常工作的情況下拉開電源開關，裝置信息應無丟失；改變相關開關或接點的狀態(tài)，檢查直流回路有無寄生回路出現(xiàn)。

2.3.2 調試項目

（1）光口測試。檢查光纖回路連接是否正確，是否受損及受污染，通訊是否正常，對光功率及損耗進行檢查。

（2）SCD/CID 文件檢查。檢查內容包括模型應符合工程應用模型；模型中 LN、DO、DA 實例化；模型中 DOI 的 desc 字段存在；控制類 DO 實例化；裝置 ICD 文件內容與網絡上裝置的實際數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)類型和服務一致。

（3）SV 采樣檢查。通過傳統(tǒng)繼電保護測試儀給合并單元加入需要采集的交流模擬量，用數(shù)字繼電保護測試儀抓取合并單元的 SV 輸出，檢查 SV采樣通道配置是否正確，描述是否一致；檢查 SV的幅值、相位是否與所加量一致，變比設置是否正確；檢查采樣精度是否滿足要求（注意保護與測量通道測量范圍不同，要求的精度也不同）。

（4）GOOSE 功能檢查。模擬各種硬接點開入量，用數(shù)字繼電保護測試儀抓取合并單元的GOOSE 發(fā)送（發(fā)布），檢查 GOOSE 發(fā)送是否正確。用繼電保護測試儀模擬合并單元的 GOOSE 接收（訂閱），檢查 GOOSE 接收是否正確。

（5）對時功能檢查。輸出對時信號給合并單元，檢查合并單元對時是否正確，且對時指示燈應點亮。

（6）自檢告警及檢修功能檢查。投入檢修狀態(tài)壓板，檢查裝置指示燈及檢修狀態(tài)字是否正確。檢查模擬光路異常時，合并單元是否發(fā)出相應告警信息。

（7）對保護裝置的功能檢查及定值校驗。包括對變壓器差動保護、后備保護、非電量保護、饋線保護功能的檢查及定值校驗。注意智能變電所中設有站域保護，同樣需要進行功能檢查。保護裝置的功能直接關系到變電所運行安全，故該項應作為調試的重點項目。

（8）交換機、對時配置及工作狀態(tài)檢查。檢查全站網絡配置及交換機命名、IP 地址分配、對時參數(shù)、VLAN 劃分、靜態(tài)組播等配置參數(shù)的**性、合理性及可行性。

2.4 設備互聯(lián)測試

設備互聯(lián)測試前，確認過程層、間隔層、站控層設備安裝到位；交換機安裝到位。確認各設備間的通訊光纜、尾纖、網線、對時光纖均已連接完畢；檢查所有間隔設備均已連通。測試主要內容包括電壓合并單元與間隔合并單元互聯(lián)測試、間隔合并單元與保護測控裝置互聯(lián)測試、智能終端與保護測控裝置互聯(lián)測試、站控層網絡互聯(lián)測試、保護測控裝置與監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)測試、網絡分析儀與各智能設備互聯(lián)測試。

2.5 系統(tǒng)整體測試

整組傳動試驗是牽引變電所電氣試驗中非常重要的試驗項目，主要目的是校驗互感器二次接線的正確性以及檢查所內各 IED 設備間相互配合的正確性；檢查主變、饋線間隔系統(tǒng)各開關、刀閘的連動性能及動作可靠性，各種繼電保護裝置動作的正確性。整組傳動試驗一般分為直流回路傳動試驗和交流回路傳動試驗。

2.5.1 測試前的準備工作

參加試驗人員必須熟悉牽引變電所電氣設備一次接線及運行方式、二次回路以及繼電保護原理、整定原則。提前準備變電所圖紙（包括一次施工圖、二次原理圖、端子排圖），且已確認一次設備安裝位置與圖紙相對應。所內應提供電壓、頻率穩(wěn)定的三相四線電源作為試驗電源?；ジ衅鞫谓拥攸c位置正確。

2.5.2 交直流屏檢查

交直流屏安裝完畢，其饋出電纜施工完畢。直流屏充電機安裝完畢，電池連接完好，極性正確。交流系統(tǒng)電源模擬投入：臨時在交流盤進線處引入臨時交流電源，進行模擬供電，對交流屏電源自投回路進行檢查。直流系統(tǒng)電源模擬投入：對直流充電系統(tǒng)、絕緣檢測系統(tǒng)進行檢查；對直流母線電壓進行自動調整檢查。

2.5.3 直流回路傳動試驗

直流回路傳動試驗包括各種斷路器、電動隔離開關的操作試驗；斷路器與隔離開關的操作閉鎖試驗；備用電源自投試驗；模擬保護出口、斷路器跳閘及重合閘試驗；所內所有聲、光信號的檢查。逐一對斷路器、隔離開關傳動進行控制、信號回路檢查，同時檢查本體動作情況。所有相互存在閉鎖關系的回路，其應符合設計要求。對應保護跳閘回路的檢查，其模擬跳閘信號應由裝置主動發(fā)出，并應檢查整個回路。有保護跳閘連片的，必須驗證連片功能。對于備用電源自投試驗，應分別模擬進線失壓、主變差動、主變故障等故障類型。邏輯動作驗證過程需帶斷路器和隔開真實動作。在進行直流回路試驗時，應密切關注在整個檢查試驗過程中是否出現(xiàn)直流寄生回路，是否出現(xiàn)直流接地現(xiàn)象，發(fā)生故障后應及時排除。

2.5.4 交流回路傳動試驗

交流回路傳動試驗是在所內互感器處通入交流電壓、電流量，對交流計量回路、測量回路、保護回路的正確性進行檢查。交流回路的檢查有 2 種方法，一是在互感器的一次側（電壓互感器用升壓變，電流互感器用升流器）產生高電壓或大電流，保護回路可以模擬故障電壓及電流值，配合直流回路試驗內容，以使繼電保護裝置動作并使斷路器跳閘。該方法能直觀、準確地反應整個回路接線和繼電保護裝置的可靠性。但該方法效率較低，精度不易控制，相位極性檢查困難，加之現(xiàn)場各種條件限制，一般采用繼電保護測試儀進行互感器二次側交流量的模擬。

京沈客專智能變電所內使用的是傳統(tǒng)電壓、電流互感器，在互感器二次側加量時需施加電壓、電流模擬量而非數(shù)字量。利用繼電保護測試儀施加電壓時，注意施加電壓與電壓互感器本體的二次端子應斷開。試驗接線時應特別注意區(qū)分互感器二次繞組的功能，防止接線錯誤。加量時均應先單相施加以驗證本回路完整性，防止開路和接線錯誤；再多相同時施加，驗證極性及相位正確性。

2.5.5 六角圖試驗

六角圖試驗是采用一次電流、電壓檢查電壓、電流的幅值及相位關系，其檢查結果應正確。斷開進線的外電源接線，將進線側接入 380 V 交流電源，27.5 kV 饋線側 T、F 分別對地或 TF 相間短路產生短路電流。構成短路各回路的電流互感器中產生電流，電流幅值、相位角度反映至對應保護裝置中。通過主變短路阻抗、電流互感器變比等參數(shù)，預先計算出短路電流的電參數(shù)并與實際值相比對，不應有明顯差別。短路時可以驗證電流互感器回路，開路時可以驗證電壓互感器回路。

六角圖試驗是送電前的*后一次系統(tǒng)檢查，試驗應在互感器二次回路的接線、連片均恢復的狀態(tài)下進行，必須重點檢查主變差動回路，判斷差動保護裝置電流接線極性是否正確。

3 結語

鑒于智能化變電所的特點，鐵路系統(tǒng)中智能變電所代替常規(guī)變電所是大勢所趨，這對現(xiàn)場調試工作提出了更高要求，試驗調試人員必須嚴把*后一道關，有必要對調試技術繼續(xù)進行深入學習和研究。