智能变电站与非智能站光纤差动保护同步性研究T37

智能变电站与非智能站光纤差动保护同步性研究江苏省送变电公司二○一三年十一月目录一二三四五六七八九十十一十二十三

课题简介

小组概况

小组活动计划

选题理由

现状调查

设定目标

原因分析

要因确认

对策计划

对策实施效果检查标准化及巩固措施总结及下一步打算一

、课题简介

随着国家对智能变电站的推广，智能站的新建、改造越来越多，这就带来了智能站保护设备与常规站保护设备的匹配工作问题，尤其是光纤差动保护的同步性问题。智能站的光CT、合并单元、交换机等设备都存在时延，参数设置不正确会使电流电压量失真，角度产生偏差，使差动保护产生差流，并且会造成保护区偏差，区外故障时保护误动作，造成严重的电网事故，如河南某智能变电站的区外故障而全所跳闸事故。现阶段除了在实验室能够进行智能设备与常规设备间实际差动对调外，还有就是投运时看实际的差流来验证保护装置。前者受条件限制，后者发现问题已经造成了不良影响，所以急需一种方法在保护投运前能够正确验证差动电流平衡。

在调试过程中，我们将会面临很多新的挑战，成立QC小组进行攻关有较强的现实意义。小组名称课题名称智能变电站与非智能变电站光纤差动保护同步性研究成立时间2005年03月07日注册时间2013年03月07日小组注册号SBD-0501-2011课题注册号KT-05-01活动时间2013.03－2013.11活动次数20课题类型攻关型PDCA循环5组长周健活动参加率97％小组成员7接受TQM教育30小时/人活动业绩05年度《220kV变电所保护自动化调试进度控制》06年度《提高变电所一次升流试验工作效率》07年度《提高线路参数测试工作效率》08年度《确保调试全年施工任务完成》等成果09年度《通过一次通流通压试验提高变电项目投运过程正确率》等成果10年度《变压器局部放电试验过程的干扰控制》等成果11年度《智能化变电站调试质量控制》二

、小组概况【小组概况表】表1姓名性别职务/职称文化程度组内分工成员变更情况男工程师本科技术负责无男工程师本科技术负责无男工程师本科技术负责无男工程师大专现场负责无男工程师本科技术负责无男助理工程师本科资料收集和整理无男工程师大专技术负责无【调试分公司攻关QC小组成员概况表】表2阶段日期项目13年3月13年4月13年5－10月13年11月P选题理由▲现状调查▲▲设定目标▲原因分析▲要因确定▲制定对策▲D对策实施▲▲C效果检查▲A巩固▲总结▲、小组活动计划【活动计划表】三表3

智能化变电项目安全优质投产

提高智能变电项目投运过程正确率

由于智能变电站与常规变电站对于电流电压量的

采集传输方式完全不同，试验中发现电流电压量

采集不同步的问题。智能变电站与非智能站光纤差动保护同步性

研究公司目标

班组目标

小组问题

选定课题四

、选题理由序号问题名称频次累计频次频率％累计频率％1采样设备配置不匹配161657.157.12采样回路设计问题52117.975.03装置配置问题32410.785.74一、二次设备问题2267.192.85其他问题2287.1100【智能站与非智能站采样同步率存在问题统计表

】调查人、制表人：王义林制表日期：2013年11月10日

五、现状调查

通过220kV广汇变、500kV天目湖变，220kV后周变及500kV西津渡变项目调试工作的了解，以及对其调试过程的分析与统计，我们发现影响智能站与非智能站采样同步主要存在以下几个问题：表4C累计频次：％53223024181260100806040200样备置匹采设配不配采样回路设计问题装置配置问题一、二次设备问题其他频次：次75.0％92.8％

B

A16

57.1％85.7％

从排列图可知，位于累计频次80％以下及位于A区间的是主要问题。包括采样设备配置不匹配和采样回路设计问题，它们有一个共同的特点就是都是电量判别响应介质不一致。采样设备配置不一致是线路两侧传统与智能保护装置不完全一样，采样回路设计问题指的是电流电压量在传统和智能站中分别通过什么方式传播。所以影响智能站与非智能站采样同步率的关键要素可以总结为“电量在不同介质回路中响应时间的差异”。主要问题：采样设备配置不匹配、采样回路设计问题制图人：王义林制图日期：2013年11月20日【影响智能站与非智能站采样同步率问题排列图

】原实施率目标实施率60%100%120

80

40

060%现状100%目标目标值表：

制图人：王义林

制图日期：2013年11月11日

六、设定目标1、智能化变电站为国网公司正在推广的项目，江苏省内目前已有220kV西泾变，500kV常熟南变220kV北区，

220kV广汇变，500kV天目湖变，220kV后周变以及500kV西津渡变。这几个项目的调试过程中暴露出的问题主要体现在电量在不同介质回路中响应时间的差异上。经过全体小组成员讨论，确定目标如下：原有的项目经统计实施率不足60%，我们的目标为100%。2、设定理由由变电项目安全全优质投产公司目标可靠保证智能能站与非智能能站采样同步步率100%正确小组目标值提高智能变电电项目投运过过程正确率小组目标3、目标可行行性分析1).公司各各级领导对变变电项目投运运过程的安全全质量问题非非常重视，要求变电项目目安全优质投投产、要求项项目一次投运运成功。2).对于智智能站与非智智能站采样同同步率的验证证，通过增加加试验设备和改进试验验方法，在智智能站与常规规站两侧，用用带有GPS功能的保护测试试仪同时加一一个幅值相等等的电流量，，观察差流情情况，试验过程程中需要注意意额定电流大大小和保护参参数设置。3).对于所所选保护测试试仪的GPS功能符合测测试要求，避避免自身误差造成差流的的产生。同时时加强人员的的安全思想教教育和技术培培训，避免人为为因素影响带带来的误差是是完全可以做做到的。智能能变电站差动保保护计算差流流原理和常规规变电站一样样，不同的是是信号传输的方方式和途径，，只要通过正正确科学的试试验工具和方方法完全可以保保证其信号同同步性。七、原因分析析2013年4月小组召开开原因分析会会，应用头脑脑风暴法进行行原因分析。。由于部分原因有相互互关联，整理理成的关联图图如图所示。。【原因分析关关联图】涉及设备多涉及设备多序号末端因素类别1理论要求人员2人员责任心3采样回路设计问题方法4采样设备配置不匹配设备【末端因素汇汇总表】从关联图中得得到以下4个末端因素表5八、要因确认认为了准确的查查出主要原因因，我们QC小组根据关关联图列出的的四个末端因素进行了了充分的调查查和分析讨论论，形成如下下的要因确认认：确认1理论要求确认2人员责任心保护整组试验验要求调试人人员必须具备备相应的专业基础础，没有理论论指导，试验验无从着手。现场电流电压压报文及回路路检查试验都都是由经验丰富的的保护负责人人担任，技术术能力足够承担此类任任务。结论理论要求高是是非要因调试人员均能能仔细认真的的进行各项试试验工作，个别现现象有疏忽的的地方也都存存在这样那样的客观原原因。加强人人员的安全思思想教育和技术培训，，避免人为因因素影响是完完全可以做到的。结论人员责任心不不强是非要因确认3采样回路设计问题确认4采样设备配置不匹配由于传统站与与非传统站电电量采集及传传输的方式不同同导致电量采采集装置接收收响应的时间不不同。如智能能站比常规站站多出合并单元元进行模数转转换，增加了了模数转换时间间。结论采样回路设计计问题要因常规变电站与与智能变电站站两侧的保护护装置不完全一一致，在采样样接收及转发发到对侧时间上上有差异。结论采样设备配置置不匹配要因通过以上的论论证确认，我我们得出了以以下为主要原原因：主要原因1.采样回路设计计问题；2.采样设备配置置不匹配；两个主要原因因的共同特点点：都是电量判别别响应介质不不一致，所以可可以将其归总总为“如何减少电量量在不同介质回路路中响应时间的差异”。电量在不同介质回路中响应时间的差异九、对策计划划1.制定对策方案案2013年5月，QC小小组召开对策策方案制定会会议，针对以以上要因，利利用头脑风暴法，集思广广益，对每个个要因都提出出了多个改进进对策方案。。对“电量在不不同介质回路路中响应时间间的差异”的的对策方案1.在智能站与常常规站两侧，，用带有GPS功能的保护测试仪外外加GPS天天线同时加一一个幅值相等等的电流量，观观察差流情况况，试验过程程中需要注意额定电流大大小和保护参参数设置。2.智能站与常规规站两侧分别别用带有GPS功能的保护测试仪，，用时标统一一两侧加的电电流量，观察差流情况况。要因对策方案（序号）评估综合得分选定方案有效性可实施性经济性可靠性电量在不同介质回路中响应时间的差异1554519主选2445417补选QC小组针对对要因所提出出的两个对策策方案进行了了分析、评估估：方案一一：在在智能能站与与常规规站两两侧，，用带带有GPS功能能的保保护测测试仪仪外加加GPS天天线同同时加一一个幅幅值相相等的的电流流量，，观察察差流流情况况，试试验过过程中中需要要注意意额定定电流流大小小和保护护参数数设置置。外外加GPS天线线的优优点在在于精精度高高，可可随时时设定定同步步触发发时间间。缺点是是增加加了设设备投投入，，新设设备使使用前前须检检测精精度。。方案二二：智智能站站与常常规站站两侧侧分别别用带带有GPS功能能的保保护测测试仪仪，用用时标标统一一两侧加的的电流流量，，观察察差流流情况况。此此试验验方法法的优优点是是可以以不用用增加加额外外的设设备，，缺点是是用时时标统统一两两侧电电流量量精度度不高高。【方案案评估估】表6通过评评估，，决定定采用用方案案一：：“在在智能能站与与常规规站两侧侧，用用带有有GPS功功能的的保护护测试试仪外外加GPS天线同同时时加加一一个个幅幅值值相相等等的的电电流流量量，，观观察察差差流流情情况况，，试试验过程中中需要注注意额定定电流大大小和保保护参数数设置。。”作为“电电量在不不同介质质回路中中响应时时间的差差异”的的主要对策；；方案二二：智能能站与常常规站两两侧分别别用带有有GPS功功能的保保护测试试仪，用用时标统统一两侧侧加的电电流量作为补补充对策策。以下是500kV西津津渡变差差动保护护通道对对调实例例带有GPS功能的保保护测试试仪外加加GPS天线GPS接收定时时触发装装置OCT合并单元元常规站与与智能变变电站同同时定时时触发差差动计算算无差流流继保测试仪GPS装置继保测试仪光缆光缆常规保护装置置光纤通道智能保护装置置电缆常规变电所侧侧合并单元智能变电所侧侧同步性试验原原理图智能站试验前前的必要工序2．策划对策方方案的措施对策方案确定定后，QC小小组再次集中中在一起，认认真策划实现现对策方案的具体措措施。如何确确保智能站与与非智能站采采样同步率主主要是有两方面决定的：：第一是采样样回路设计差差异问题，第第二是采样设设备配置不匹配。两者虽虽然涉及的问问题不同，但但采样延时往往往是两者共共同作用的结果。智能站与非智智能站采样同同步率检查方方案流程:1.检查并确确认全所OCT变比、一一次指向、二二次极性及SV报文文配置格式；；2.检查并确确认全所EVT变比、二二次极性及SV报文配置格式；3.全所OCT电气单元元至合并单元元光纤接线正正确；4.全所EVT电气单元元至合并单元元光纤接线正正确；5.确认全所所电流电压回回路全部工作作已完成。1.检查并确确认全所CT变比、一次次指向、二次极极性；2.检查并确确认全所PT变比、二次次极性；3.全所CT电气单元至至保护装置电电缆接线正确；；4.全所PT电气单元至至保护装置电电缆接线正确。。常规站试验前前的必要工序1.试验前常常规站和智能能站侧都按要要求组装同步步对时装置和外接GPS天线；；2.将差动通通道两侧的保保护装置的保保护定值按实实际运行整定；3.继电保护护测试装置与与保护设备电电流电压线正正确接线；4.单侧加电电流保证差动动保护功能可可靠动作；5.继电保护护测试装置与与同步对时装装置正确接线线；6.设置同步步对时装置通通过GPS天天线对时良好好；7.两侧设置置对时装置在在同一时间触触发继电保护护测试装置，触发的的电流量大小小满足差动定定值；8.若保护装装置无差流则则说明两侧差差动电流传输输时间满足要求。试验流程要求求试验其他要求求1.GPS天天线应架设在在空旷地带，保证信号号良好；2.同步对时时装置最好外外供电源，保证其其正常工作；；3.同步性试试验结束后，，启动投运前不宜宜再进行保护护装置内部参数数升级工作。。实施项目负责人实施时间刘大伟2013．3～2013．11十、对策实施施实施：智能站站与非智能站站采样同步率率试验熟悉保护设备备技术参数，，正确使用测试工工具尽量提前发现现由于采样设设备配置不匹配而而导致的采样样响应延时熟悉回路设计计图纸，中间间转换过程的延时时情况适当估计由于于采样回路设设计不同导致的采采样量传输延延时不同智能站回路检检查范围：一次电流电流互感器指向合并单元连接光纤二次设备备一次次电压压电压压互感感器指指向合并并单元元连接接光纤纤常规规站站检检查查范范围围：：一次次电电流流一次次电电压压电流流互互感感器器指向向电压压互互感感器器指向向连接接电电缆缆连接接电电缆缆二次次设备备十一一、、效效果果检检查查1.目标标值值检检查查经过过以以上上一一系系列列对对策策实实施施后后，，本本QC小小组组于于13年年11月月作作了了效效果果检检查查，，对对实施施后后的的智智能能站站与与非非智智能能站站采采样样同同步步率率进进行行了了调调查查统统计计。。12080400100%60%现状状目标标100%实施后2.效果检查(1)直接效效果通过可靠保证证电流电压回回路正确性的的措施方案，，提高了变电电项目投运过程的的正