智能变电站与非智能站光纤差动保护同步性二

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、设定理由变电项目安全优质投产公司目标可靠保证智能站与非智能站采样同步率100%正确小组目标值提高智能变电项目投运过程正确率小组目标3、目标可行性分析

1).公司各级领导对变电项目投运过程的安全质量问题非常重视，

要求变电项目安全优质投产、要求项目一次投运成功。

2).对于智能站与非智能站采样同步率的验证，通过增加试验设

备和改进试验方法，在智能站与常规站两侧，用带有GPS功

能的保护测试仪同时加一个幅值相等的电流量，观察差流情

况，试验过程中需要注意额定电流大小和保护参数设置。3).对于所选保护测试仪的GPS功能符合测试要求，避免自身误

差造成差流的产生。同时加强人员的安全思想教育和技术培

训，避免人为因素影响带来的误差是完全可以做到的。智能

变电站差动保护计算差流原理和常规变电站一样，不同的是

信号传输的方式和途径，只要通过正确科学的试验工具和方

法完全可以保证其信号同步性。七、原因分析2013年4月小组召开原因分析会，应用头脑风暴法进行原因分析。由于部分原因有相互关联，整理成的关联图如图所示。【原因分析关联图】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【末端因素汇总表】从关联图中得到以下4个末端因素表5八、要因确认

为了准确的查出主要原因，我们QC小组根据关联图列出的四个末

端因素进行了充分的调查和分析讨论，形成如下的要因确认：确认1

理

论

要

求确认2

人

员

责

任

心

保护整组试验要求调试人员必须具备相应的专业基础，没有理论指导，试验无从着手。

现场电流电压报文及回路检查试验都是由经验丰富的保护负责人担任，技术能力足够承担此类任务。

结论

理论要求高是

非要因

调试人员均能仔细认真的进行各项试验工作，个别现象有疏忽的地方也都存在这样那样的客观原因。加强人员的安全思想教育和技术培训，避免人为因素影响是完全可以做到的。

结论

人员责任心不强是

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

配由于传统站与非传统站电量采集及传输的方式不同导致电量采集装置接收响应的时间不同。如智能站比常规站多出合并单元进行模数转换，增加了模数转换时间。结论

采样回路设计问题

要因

常规变电站与智能变电站两侧的保护

装置不完全一致，在采样接收及转发

到对侧时间上有差异。

结论

采样设备配置不匹配

要因通过以上的论证确认，我们得出了以下为主要原因：主要原因1.

采样回路设计问题；2.

采样设备配置不匹配；

两个主要原因的共同特点：

都是电量判别响应介质不

一致，所以可以将其归总

为“如何减少电量在

不同介质回路中响应

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1.制定对策方案

2013年5月，QC小组召开对策方案制定会议，针对以上要因，利用头脑风

暴法，集思广益，对每个要因都提出了多个改进对策方案。

对“电量在不同介质回路中响应时间的差异”的对策方案

1.

在智能站与常规站两侧，用带有GPS功能的

保护测试仪外加GPS天线同时加一个幅值相等

的电流量，观察差流情况，试验过程中需要注

意额定电流大小和保护参数设置。2.

智能站与常规站两侧分别用带有GPS功能的

保护测试仪，用时标统一两侧加的电流量，

观察差流情况。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小组针对要因所提出的两个对策方案进行了分析、评估：方案一：在智能站与常规站两侧，用带有GPS功能的保护测试仪外加GPS天线同时加一个幅值相等的电流量，观察差流情况，试验过程中需要注意额定电流大小和保护参数设置。外加GPS天线的优点在于精度高，可随时设定同步触发时间。缺点是增加了设备投入，新设备使用前须检测精度。方案二：智能站与常规站两侧分别用带有GPS功能的保护测试仪，用时标统一两侧加的电流量，观察差流情况。此试验方法的优点是可以不用增加额外的设备，缺点是用时标统一两侧电流量精度不高。【方案评估】表6

通过评估，决定采用方案一：“在智能站与常规站两侧，用带有GPS功能的保护测试仪外加GPS天线同时加一个幅值相等的电流量，观察差流情况，试验过程中需要注意额定电流大小和保护参数设置。”作为“电量在不同介质回路中响应时间的差异”的主要对策；方案二：智能站与常规站两侧分别用带有GPS功能的保护测试仪，用时标统一两侧加的电流量作为补充对策。以下是500kV西津渡变差动保护通道对调实例带有GPS功能的孝保护测耗试仪外讲加GP亦S天线GP因S接收镜定时害触发倘装置OC野T合并皱单元常规站兴与智能系变电站仍同时定婚时触发初差动计煮算无差巩流继保矿测试夫仪GPS水装置继保测株试仪光缆光缆常规患保护悦装置光纤通副道智能保尸护装置电缆常规脚变电细所侧合并百单元智能蓄变电嚷所侧同步性浪试验原愚理图智能站蜜试验前随的必要工仍序2．策划常对策方何案的措抹施对策方乔案确定拨后，Q香C小组剧再次集霸中在一娇起，认预真策划粪实现对区策方案的羡具体措改施。如项何确保球智能站辩与非智所能站采野样同步沿率主要拘是有两方面参决定币的：吗第一抄是采慎样回绍路设勒计差强异问剃题，栗第二够是采宝样设碌备配软置不匹配厦。两胃者虽贵然涉档及的次问题粮不同爽，但详采样虫延时射往往缝是两绣者共器同作缓用的结果。智能枯站与伟非智赛能站造采样烟同步贝率检剧查方吗案流计程:1.检验查并确瓜认全所脉OCT裳变比、器一次指脚向、二骑次极性及S宾V报文穷配置格剑式；2.检睬查并确徒认全所经EVT喝变比、丈二次极疮性及S四V报文配置灵格式苏；3.烤全所镰OC朽T电拉气单责元至锦合并既单元遵光纤逝接线劫正确喊；4.虑全所罢EV看T电诱气单备元至止合并蚁单元罩光纤愉接线铁正确龙；5.想确认撞全所帐电流衔电压碑回路衣全部纸工作槽已完岭成。1.检析查并确麻认全所治CT变脉比、一冠次指向、弄二次极铜性；2.驻检查啦并确臂认全桂所P熔T变政比、蒜二次极性练；3.全置所CT前电气单谈元至保恰护装置盯电缆接钉线正耗确；4.丙全所蓬PT络电气渣单元图至保填护装坦置电缆接线貌正确。常规尸站试镜验前牙的必要毛工序1.试有验前常罗规站和货智能站惕侧都按挪要求组枝装同步堆对时装置和稠外接G静PS天例线；2.将裤差动通谁道两侧晨的保护央装置的鱼保护定僚值按实耀际运行整怎定；3.继毁电保护壤测试装佳置与保照护设备侮电流电翅压线正舒确接线；4.单县侧加电青流保证丈差动保晋护功能严可靠动眯作；5.继避电保护昂测试装录置与同做步对时镰装置正四确接线著；6.夺设置责同步暑对时伞装置赢通过流GP乒S天响线对贺时良灵好；7.两监侧设置管对时装讲置在同核一时间殖触发继舟电保护广测试装置，差触发的撤电流量恋大小满遣足差动召定值；8.若款保护装在置无差换流则说还明两侧滥差动电棚流传输券时间满足漠要求股。试验雾流程略要求试验向其他捞要求1.G煎PS天既线应架隐设在空尿旷地带，挨保证屑信号处良好窃；2.同速步对时老装置最坟好外供电源起，保草证其屠正常涝工作粒；3.同禽步性试讨验结束伴后，启动投运燥前不宜欺再进行刘保护装置跪内部香参数辈升级肢工作植。实施项目负责人实施时间刘大伟2013．3～2013．11十、打对策管实施实施土：智纺能站孔与非及智能雁站采堪样同严步率揭试验熟悉保景护设备拆技术参撞数，正确使趟用测胞试工英具尽量犹提前筋发现沫由于完采样申设备配置不侨匹配而痰导致的蛮采样响应延追时熟悉脚回路完设计而图纸古，中诱间转换过程导的延时破情况适当拘估计睡由于看采样架回路宽设计不同纽奉导致迹的采锁样量辰传输弱延时不同智能站陷回路检五查范围雀：一次电流电流互感器指向合并单元连接光纤二次设备一次电压电压互感器指向合并单元连接光纤常规站孟检查范惯围：一次电酿流一次夕电压电流予互感轻器指向电压值互感讲器指向连接际电缆连接炭电缆二次设备十一、刊效果检舟查1.目标值惠检查经过以紫上一系摔列对策火实施后其，本Q朴C小组星于13委年11们月作了赚效果检五查，对实施后岸的智能辆站与非啦智能站池采样同害步率进迟行了调市查统计层。12情08040010校0%60%现状目标100捧%实施后2.效果傍检查(1)陆直接效斩果通过捉可靠布保证怖电流欧电压眯回路抖正确获性的寨措施撤方案博，提吴高了闷变电杂项目投翁运过挨程的费正确秧率。淘减少丛了由香于调令试失但误造严成的筑返工果现象壶，节偷约了系译统启秧动过眼程所俯消耗挽的时置间，晴为电桌网建讽设节寨约了理人力惊物力输。更可避镜免保旬护误井动作道造成紫的电字网事贵故。(2)纵无形效田果(a)谷通过提震高变电晌项目投印运过程壤的正确浆率提高忙了调试伤质量，歼提高了公淋司品叙牌知椒名度胜。（b帽)通员过Q例C活不动的流开展贤，提跑高了廊小组沈成员础在工帝作中授的协赵作与符合作能力饭，增进膏了彼此神间的了巴解，提