1、智能變電站與非智能站光纖差動保護同步性研究江蘇省送變電公司二一三年十一月目錄一二三四五六七八九十十一十二十三課題簡介小組概況小組活動計劃選題理由現(xiàn)狀調查設定目標原因分析要因確認對策計劃對策實施效果檢查標準化及鞏固措施總結及下一步打算一 、課題簡介隨著國家對智能變電站的推廣，智能站的新建、改造越來越多，這就帶來了智能站保護設備與常規(guī)站保護設備的匹配工作問題，尤其是光纖差動保護的同步性問題。智能站的光CT、合并單元、交換機等設備都存在時延，參數(shù)設置不正確會使電流電壓量失真，角度產生偏差，使差動保護產生差流，并且會造成保護區(qū)偏差，區(qū)外故障時保護誤動作，造成嚴重的電網事故，如河南某智能變電站的區(qū)外故障

2、而全所跳閘事故。現(xiàn)階段除了在實驗室能夠進行智能設備與常規(guī)設備間實際差動對調外，還有就是投運時看實際的差流來驗證保護裝置。前者受條件限制，后者發(fā)現(xiàn)問題已經造成了不良影響，所以急需一種方法在保護投運前能夠正確驗證差動電流平衡。在調試過程中，我們將會面臨很多新的挑戰(zhàn)，成立QC小組進行攻關有較強的現(xiàn)實意義。小組名稱課題名稱智能變電站與非智能變電站光纖差動保護同步性研究成立時間2005年03月07日注冊時間2013年03月07日小組注冊號SBD-0501-2011課題注冊號KT-05-01活動時間2013.032013.11活動次數(shù)20課題類型攻關型PDCA循環(huán)5組長周健活動參加率97小組成員7接受TQ

3、M教育30小時/人活動業(yè)績05年度220kV變電所保護自動化調試進度控制06年度提高變電所一次升流試驗工作效率07年度提高線路參數(shù)測試工作效率08年度確保調試全年施工任務完成等成果09年度通過一次通流通壓試驗提高變電項目投運過程正確率等成果10年度變壓器局部放電試驗過程的干擾控制等成果11年度智能化變電站調試質量控制二 、小組概況【小組概況表】表1姓名性別職務/職稱文化程度組內分工成員變更情況男工程師本科技術負責無男工程師本科技術負責無男工程師本科技術負責無男工程師大專現(xiàn)場負責無男工程師本科技術負責無男助理工程師本科資料收集和整理無男工程師大專技術負責無【調試分公司攻關QC小組成員概況表】表2

4、階段日期項目13年3月13年4月13年510月13年11月P選題理由現(xiàn)狀調查設定目標原因分析要因確定制定對策D對策實施C效果檢查A鞏固總結、小組活動計劃【活動計劃表】三表3智能化變電項目安全優(yōu)質投產提高智能變電項目投運過程正確率由于智能變電站與常規(guī)變電站對于電流電壓量的采集傳輸方式完全不同，試驗中發(fā)現(xiàn)電流電壓量采集不同步的問題。智能變電站與非智能站光纖差動保護同步性研究公司目標班組目標小組問題選定課題四 、選題理由序號問題名稱頻次累計頻次頻率累計頻率1采樣設備配置不匹配161657.157.12采樣回路設計問題52117.975.03裝置配置問題32410.785.74一、二次設備問題2267

5、.192.85其他問題2287.1100【智能站與非智能站采樣同步率存在問題統(tǒng)計表 】調查人、制表人：王義林制表日期：2013年11月10日五、現(xiàn)狀調查通過220kV廣匯變、500kV天目湖變，220kV后周變及500kV西津渡變項目調試工作的了解，以及對其調試過程的分析與統(tǒng)計，我們發(fā)現(xiàn)影響智能站與非智能站采樣同步主要存在以下幾個問題：表4C累計頻次：53223024181260100806040200樣備置匹采設配不配采樣回路設計問題裝置配置問題一、二次設備問題其他頻次：次75.092.8BA16 57.185.7從排列圖可知，位于累計頻次80以下及位于A區(qū)間的是主要問題。包括采樣設備配置不

6、匹配和采樣回路設計問題，它們有一個共同的特點就是都是電量判別響應介質不一致。采樣設備配置不一致是線路兩側傳統(tǒng)與智能保護裝置不完全一樣，采樣回路設計問題指的是電流電壓量在傳統(tǒng)和智能站中分別通過什么方式傳播。所以影響智能站與非智能站采樣同步率的關鍵要素可以總結為“電量在不同介質回路中響應時間的差異”。主要問題：采樣設備配置不匹配、采樣回路設計問題制圖人：王義林制圖日期：2013年11月20日【影響智能站與非智能站采樣同步率問題排列圖 】原實施率目標實施率60%100%1208040060%現(xiàn)狀100%目標目標值表：制圖人：王義林制圖日期：2013年11月11日六、設定目標1、智能化變電站為國網公司

7、正在推廣的項目，江蘇省內目前已有220kV西涇變，500kV常熟南變220kV北區(qū)， 220kV廣匯變，500kV天目湖變，220kV后周變以及500kV西津渡變。這幾個項目的調試過程中暴露出的問題主要體現(xiàn)在電量在不同介質回路中響應時間的差異上。經過全體小組成員討論，確定目標如下：原有的項目經統(tǒng)計實施率不足60%，我們的目標為100%。2、設定理由變電項目安全優(yōu)質投產公司目標可靠保證智能站與非智能站采樣同步率100%正確小組目標值提高智能變電項目投運過程正確率小組目標3、目標可行性分析1).公司各級領導對變電項目投運過程的安全質量問題非常重視，要求變電項目安全優(yōu)質投產、要求項目一次投運成功。2

8、).對于智能站與非智能站采樣同步率的驗證，通過增加試驗設備和改進試驗方法，在智能站與常規(guī)站兩側，用帶有GPS功能的保護測試儀同時加一個幅值相等的電流量，觀察差流情況，試驗過程中需要注意額定電流大小和保護參數(shù)設置。3).對于所選保護測試儀的GPS功能符合測試要求，避免自身誤差造成差流的產生。同時加強人員的安全思想教育和技術培訓，避免人為因素影響帶來的誤差是完全可以做到的。智能變電站差動保護計算差流原理和常規(guī)變電站一樣，不同的是信號傳輸?shù)姆绞胶屯緩剑灰ㄟ^正確科學的試驗工具和方法完全可以保證其信號同步性。七、原因分析2013年4月小組召開原因分析會，應用頭腦風暴法進行原因分析。由于部分原因有相互

9、關聯(lián)，整理成的關聯(lián)圖如圖所示。【原因分析關聯(lián)圖】涉及設備多涉及設備多序號末端因素類別1理論要求人員2人員責任心3采樣回路設計問題方法4采樣設備配置不匹配設備【末端因素匯總表】從關聯(lián)圖中得到以下4個末端因素表5八、要因確認為了準確的查出主要原因，我們QC小組根據(jù)關聯(lián)圖列出的四個末端因素進行了充分的調查和分析討論，形成如下的要因確認：確認1理論要求確認2人員責任心保護整組試驗要求調試人員必須具備相應的專業(yè)基礎，沒有理論指導，試驗無從著手。現(xiàn)場電流電壓報文及回路檢查試驗都是由經驗豐富的保護負責人擔任，技術能力足夠承擔此類任務。結論 理論要求高是 非要因調試人員均能仔細認真的進行各項試驗工作，個別現(xiàn)象

10、有疏忽的地方也都存在這樣那樣的客觀原因。加強人員的安全思想教育和技術培訓，避免人為因素影響是完全可以做到的。結論 人員責任心不強是 非要因確認3采樣回路設計問題確認4采樣設備配置不匹配由于傳統(tǒng)站與非傳統(tǒng)站電量采集及傳輸?shù)姆绞讲煌瑢е码娏坎杉b置接收響應的時間不同。如智能站比常規(guī)站多出合并單元進行模數(shù)轉換，增加了模數(shù)轉換時間。結論 采樣回路設計問題 要因常規(guī)變電站與智能變電站兩側的保護裝置不完全一致，在采樣接收及轉發(fā)到對側時間上有差異。結論 采樣設備配置不匹配 要因通過以上的論證確認，我們得出了以下為主要原因：主要原因1. 采樣回路設計問題；2. 采樣設備配置不匹配；兩個主要原因的共同特點：都是

11、電量判別響應介質不一致，所以可以將其歸總為“如何減少電量在不同介質回路中響應時間的差異”。電量在不同介質回路中響應時間的差異九、對策計劃1.制定對策方案2013年5月，QC小組召開對策方案制定會議，針對以上要因，利用頭腦風暴法，集思廣益，對每個要因都提出了多個改進對策方案。對“電量在不同介質回路中響應時間的差異”的對策方案1. 在智能站與常規(guī)站兩側，用帶有GPS功能的保護測試儀外加GPS天線同時加一個幅值相等的電流量，觀察差流情況，試驗過程中需要注意額定電流大小和保護參數(shù)設置。2. 智能站與常規(guī)站兩側分別用帶有GPS功能的保護測試儀，用時標統(tǒng)一兩側加的電流量，觀察差流情況。要因對策方案（序號）

12、評估綜合得分選定方案有效性可實施性經濟性可靠性電量在不同介質回路中響應時間的差異1554519主選2445417補選QC小組針對要因所提出的兩個對策方案進行了分析、評估：方案一：在智能站與常規(guī)站兩側，用帶有GPS功能的保護測試儀外加GPS天線同時加一個幅值相等的電流量，觀察差流情況，試驗過程中需要注意額定電流大小和保護參數(shù)設置。外加GPS天線的優(yōu)點在于精度高，可隨時設定同步觸發(fā)時間。缺點是增加了設備投入，新設備使用前須檢測精度。方案二：智能站與常規(guī)站兩側分別用帶有GPS功能的保護測試儀，用時標統(tǒng)一兩側加的電流量，觀察差流情況。此試驗方法的優(yōu)點是可以不用增加額外的設備，缺點是用時標統(tǒng)一兩側電流量

13、精度不高。【方案評估】表6通過評估，決定采用方案一：“在智能站與常規(guī)站兩側，用帶有GPS功能的保護測試儀外加GPS天線同時加一個幅值相等的電流量，觀察差流情況，試驗過程中需要注意額定電流大小和保護參數(shù)設置。”作為“電量在不同介質回路中響應時間的差異”的主要對策；方案二：智能站與常規(guī)站兩側分別用帶有GPS功能的保護測試儀，用時標統(tǒng)一兩側加的電流量作為補充對策。以下是500kV西津渡變差動保護通道對調實例帶有GPS功能的保護測試儀外加GPS天線GPS接收定時觸發(fā)裝置OCT合并單元常規(guī)站與智能變電站同時定時觸發(fā)差動計算無差流繼保測試儀GPS裝置繼保測試儀光纜光纜常規(guī)保護裝置光纖通道智能保護裝置電纜常

14、規(guī)變電所側合并單元智能變電所側同步性試驗原理圖智能站試驗前的必要工序2策劃對策方案的措施對策方案確定后，QC小組再次集中在一起，認真策劃實現(xiàn)對策方案的具體措施。如何確保智能站與非智能站采樣同步率主要是有兩方面決定的：第一是采樣回路設計差異問題，第二是采樣設備配置不匹配。兩者雖然涉及的問題不同，但采樣延時往往是兩者共同作用的結果。智能站與非智能站采樣同步率檢查方案流程:1.檢查并確認全所OCT變比、一次指向、二次極性及SV報文配置格式；2.檢查并確認全所EVT變比、二次極性及SV報文配置格式；3.全所OCT電氣單元至合并單元光纖接線正確；4.全所EVT電氣單元至合并單元光纖接線正確；5.確認全所

15、電流電壓回路全部工作已完成。1.檢查并確認全所CT變比、一次指向、二次極性；2.檢查并確認全所PT變比、二次極性；3.全所CT電氣單元至保護裝置電纜接線正確；4.全所PT電氣單元至保護裝置電纜接線正確。常規(guī)站試驗前的必要工序1.試驗前常規(guī)站和智能站側都按要求組裝同步對時裝置和外接GPS天線；2.將差動通道兩側的保護裝置的保護定值按實際運行整定；3.繼電保護測試裝置與保護設備電流電壓線正確接線；4.單側加電流保證差動保護功能可靠動作；5.繼電保護測試裝置與同步對時裝置正確接線；6.設置同步對時裝置通過GPS天線對時良好；7.兩側設置對時裝置在同一時間觸發(fā)繼電保護測試裝置，觸發(fā)的電流量大小滿足差動

16、定值；8.若保護裝置無差流則說明兩側差動電流傳輸時間滿足要求。試驗流程要求試驗其他要求1.GPS天線應架設在空曠地帶，保證信號良好；2.同步對時裝置最好外供電源，保證其正常工作；3.同步性試驗結束后，啟動投運前不宜再進行保護裝置內部參數(shù)升級工作。實施項目負責人實施時間劉大偉20133201311十、對策實施實施：智能站與非智能站采樣同步率試驗熟悉保護設備技術參數(shù)，正確使用測試工具盡量提前發(fā)現(xiàn)由于采樣設備配置不匹配而導致的采樣響應延時熟悉回路設計圖紙，中間轉換過程的延時情況適當估計由于采樣回路設計不同導致的采樣量傳輸延時不同智能站回路檢查范圍：一次電流電流互感器指向合并單元連接光纖二次設備一次電

17、壓電壓互感器指向合并單元連接光纖常規(guī)站檢查范圍：一次電流一次電壓電流互感器指向電壓互感器指向連接電纜連接電纜二次設備十一、效果檢查1.目標值檢查經過以上一系列對策實施后，本QC小組于13年11月作了效果檢查，對實施后的智能站與非智能站采樣同步率進行了調查統(tǒng)計。12080400100%60%現(xiàn)狀目標100%實施后2.效果檢查(1)直接效果通過可靠保證電流電壓回路正確性的措施方案，提高了變電項目投運過程的正確率。減少了由于調試失誤造成的返工現(xiàn)象，節(jié)約了系統(tǒng)啟動過程所消耗的時間，為電網建設節(jié)約了人力物力。 更可避免保護誤動作造成的電網事故。(2)無形效果(a)通過提高變電項目投運過程的正確率提高了調試質量，提高了公司品牌知名度。（b)通過QC活動的開展，提高了小組成員在工作中的協(xié)作與合作能力，增進了彼此間的了解，提高了調試分公司整體技術水平，進一步增強了調試施工能力，同時也使大家進一步認識到進行QC活動科學性和必要性。十二、標準化及鞏固措施1. 將本次活動過程中形成的文字資料、實施成果及總結材料進行整理消化。2. 通過總結，認真