ADPSS在智能变电站全场景试验中的应用报告--电子科技大学井实

电子科技大学
University of Electronic Science and Technology of China
ADPSS在智能变电站全场景试验 中的应用
报告人：井实 2014年7月24日
1、研究背景及意义
国家电网公司提出建设坚强 智能电网的目标，在2016年 前我国将建成数千座智能变 电站。
传统试验方法无法检查智能 变电站复杂的信息组织、分 配关系，难以实现对智能站 二次设备（系统）功能的准 确认定，给电网安全运行带 来隐患。研究适用于智能变 电站的二次设备（系统）试 验方法迫在眉睫，对智能变 电站建设和电网安全运行具 有重要意义。
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2、国内外研究现状
目前，用于智能变电站继电保护检验的方法均未实现对保护 装置输入以及输出信号的组织、分配及传输环节进行完整检验， 使智能变电站继电保护装置检验在方法上存在缺陷，使智能变 电站安全运行受到威胁，严重时可能导致重大事故发生。
表1 国内外情况对比
对比项目
国外情况 国内情况
用于现场试验的与“智能变电站全场景试验”相同 未见报道 未见报道 或相似的方法。
用于现场试验的“基于电网仿真、GPS同步、试验信 未见报道 未见报道 号的无线传输和分散注入以及无线1588同步的全场
景试验系统”相同或与之相似的现场试验系统。
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3、项目的主要研究内容——全场景试验方法
全场景试验：
指将智能变电站二次系统视为一个 整体，将完成智能变电站信息组织、 分配功能的合并单元、网络交换机、 通信光纤以及智能终端一并纳入检 验范围，在对智能变电站二次系统 进行性能检验时保持其接线完整性 和输入信息完整性，从而达到检验 智能变电站二次系统功能和技术性 能的目的。
智能终
端 合并单
元
网络交
换机
通信光
纤
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3、项目的主要研究内容——全场景试验方法的技术路线
采集器模拟器
开关模拟器 电力系统广域测量与控制四川省重点实验室
3、项目的主要研究内容——全场景试验方法的技术路线
GPS卫星
无线控制主机
采集器模拟器I
采集器模拟器n
仿真数据及 控制信号
ADPSS仿真 平台
开关模拟器1
电力系统广域测开关量模与拟控器制n 四川省重点实验室
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3、项目的主要研究内容——全场景试验的步骤
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University of Electronic Science and Technology of China
5、全场景试验方法的实现技术
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5、全场景试验方法的实现技术 ——仿真平台组成
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5、基于FPGA硬件计算的电磁暂态计算校核 ——暂态校核
通过如下10组故障进行本软件与PSCAD仿真结果的比较：
故障号 故障1 故障2
故障3 故障4 故障5 故障6 故障7 故障8 故障9 故障10
故障地点
故障类型
描述
宝珠寺220kV线路 三相对称金属 0.6s故障发生，0.72s线路两侧断路器（断路器14和断路器
中间
永久性故障 15）三相跳闸
宝珠寺220kV线路 单相金属永久 0.605s故障发生，0.725s线路两侧断路器（断路器14和断
中间
性故障
路器15）单相跳闸，之后1.725s单相重合闸，1.845s三相
跳闸。
宝珠寺220kV线路 两相瞬时性非 0.613s故障发生，0.733s故障消失
中间
金属故障
220kV母线I
三相对称金属 0.617s故障发生，0.737s与母线I相连的所有断路器跳闸
永久性故障
220kV母线I
单相金属瞬时 0.621s故障发生，0.741s故障消失
性故障
220kV母线I
两相永久性金 0.618s故障发生，0.738s与母线I相连的所有断路器跳闸
属故障
110kV母线
三相对称金属 0.627s故障发生，0.747s与该母线相连的所有断路器跳闸
永久性故障
110kV母线
单相金属瞬时 0.614s故障发生，0.734s故障消失
性故障
110kV负荷
110kV 负 荷 发 0.609s故障发生
生无故障跳闸
主变#1的低容
三相对称金属 0.611s故障发生，0.731s故障消失
瞬时性故障
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5、全场景试验方法的实现技术 ——暂态校核
下面给出暂态电流衰减时间常数偏差最大的故障结果和仿真曲线比较：
电压互感 器PT_M1
电流互感 器
CT_L2203
软件 PSCAD 本程序 PSCAD
本程序
结论
故障过程中 暂态初始最大电压155.0kV
故障切除后 暂态过电压-204.0kV
暂态初始最大电压136.6kV
暂态过电压-203.5kV
暂态过电流6.65kA 衰减时间常数0.189s
电流为零
暂态过电流6.57kA 衰减时间常数0.206s
电流为零
暂态过电压偏差为-0.25%，暂态过电流偏差为-1.20%，暂 态电流衰减时间常数偏差为8.99%。
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y
5、全场景试验方法的实现技术 ——暂态校核
200 PT_M1
Main : Graphs
150
100
50
0
-50
-100
-150
-200
-250
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00
PSCAD仿真的PT_M1电 压变化过程
200 150 100
50 0
-50 -100 -150 -200 -250
0
本程序仿真的PT_M1的 电压变化过程
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
x 104
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10

y
5、全场景试验方法的实现技术 ——暂态校核
8.0 CT_L2203
Main : Graphs
6.0
4.0
2.0
0.0
-2.0
-4.0
-6.0
-8.0 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00
PSCAD仿真的CT_L2203 电流变化过程
8
6
4
2
0
本程序仿真的CT_L2203
-2
电流变化过程
-4
-6
-8
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
x 104
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5、全场景试验方法的实现技术 ——仿真校核结论
（1）稳态校核结论
本程序与PSCAD的电流曲线幅值、相位基本一致；偏差 不超过0.2%；
（2）暂态校核结论
两程序的暂态过电压和暂态过电流峰值基本一致，最大偏 差不超过7%； 两者的故障电流衰减时间常数基本一致，最大偏差不超过 9%； 仿真步长从50us变化到5us，暂态过电压过电流偏差不超 过3%。
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无线同步方式选取
信号对时方式——IRIG-B码
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网络报文对时方法——IEEE 1588
如左图所示,假设同步报文的准确发送时 间为 Tm,它1 包含在跟随报文内;同步报文的接 收时间为 ;延Ts迟1 -请求报文的发送时间 为 Ts3 ;延迟-请求报文的接收时间为Tm3 ,它包 含在延迟-响应报文内。
假设从时钟和主时钟之间的网络延迟具 有对称性,即从时钟到主时钟的网络延时与 主时钟到从时钟的网络延迟相等,记为Delay , Offset 表示从时钟与主时钟之间的时间偏差。
从而解
得：
Delay
=
(Ts1 ?
Tm1)
+ 2
(Tm3
?
Ts3)
Offset = Ts1? Tm1? Delay
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变电站现场搭建的无线环境（一）
变电站现场搭建的无线环境（二）
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11

无线覆盖范围问题分析
根据WLAN的技术标准，在不考虑天线因素 的前提下，其传输距离与发射功率、接收功 率的关系可用下式表示 ：
{ }Pr dBm =P0 ?41?10×3.1×lgr
由此可知，-90dBM灵敏度情况下，接收机与发射机之间的传 输距离为200m。
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基于无线通信技术的同步系统建立
为保证试验系统输出数据流真实复 现仿真结果，必须使采集器模拟终 端处于统一时钟同步控制状态。测 试系统终端采用分散布置，试验信 号也是分散注入。如果采用有线同 步方式必然影响系统使用的灵活性 和安全性。考虑到可以实现的技术 指标以及使用灵活性、便捷性，本 论文设计了一种基于无线技术的 IEEE 1588同步对时系统，如右图 示意图。
在右图示的系统是基于2.4G WLAN 网络，包含本地主时钟以及各终端 中的子时钟两部分。时钟同步协议 遵循IEEE 1588时间报文标准。同 时，为了支持变电站间的试验数据 同步，本地无线主时钟支持GPS信 号对时。
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同步精度问题
IEEE 1588同步对时的 理想条件 T sync ? T follow = D t + E offset
Trequest ? Tresponse = ?Dr + Eoffset
Eoffset = Tsync ?Tfollow+2Trequest?Tresponse+ Δd
Δd
=
(Dt
? 2
Dr
)
在IEEE 1588对时协议标准中，认为网络条件对等，即 Dt = Dr
Eoffset
=
Tsync
?Tfollow
+ Trequest 2
?Tresponse
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无线条件对IEEE 1588对时方法的影响
在实际无线网络条件下，Dt ≠ Dr
由于无线传播过程中存在的电磁波折、反 射现象，造成会Δd随机抖动。
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无线MAC的退避机制
无线同步对时方法改进措施（一）
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时时时时 退 时 /us
时从从 从/us
改进方法的仿真评估效果
350 300 250 200 150 100
50 0 0
退退退时退时时时时
改改改 改改改
排排退时 120
改改改
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
改改改
试 试 时 试 /s ec ond
100
80
60
40
20
0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
试 试 时 试 /second
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无线同步方法改进措施（二）
E offset
= E1588
+
1 2
Es
Es
=
166
×
8
×
(
1 vr
?
1 vt
)
从时从从从时从从时退从从
300
修修改
修修改
200
100
0
-100
-200
-300 0
10
20
30
40
50
60
70
同同同时
80
90
100
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无线通信电磁干扰问题研究
由于本测试系统基于 无线通信技术，需考 虑因无线通讯引起的 电磁辐射干扰问题。 研究的目的是分析所 采用的无线信号辐射 电磁场是否会对试验 对象造成影响。常规 处理这类问题的方法 是基于实测法，受样 本数量和试验条件限 制，这类方法的结论 存在局限性。
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无线通信电磁干扰研究 ——无线电磁干扰的分析
发射机天线的电磁辐射
干扰源：对变电站二次设备产生电磁辐射干扰的电源。干扰源可以是变电站设备 操作产生的操作波，也可以是电网故障产生的故障电流，也可以是入侵变电站的雷 电波。当研究2.4G无线信号产生的电磁干扰时，干扰源是频率为2.4G、功率为 100mW的无线信号源。 发射天线：随着研究对象的不同，发射天线可以是变电站的母线、输电线路、或 一段电线。当研究2.4G无线信号时，“发射天线”是2.4G无线发射机的天线模型。 空间传播：用来描述电磁波空间传播特性的模型。 二次设备屏蔽体：描述二次设备机柜、箱体电磁屏蔽效果的模型。 二次设备电路：描述二次设备电路受电磁波影响行为的模型。
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无线通信电磁干扰及传播距离问题研究 ——无线电磁干扰的分析
发射机天线的电磁辐射
2.4G信号源经天线产生无线电波并经空间传播至远场，经 过被辐装置外壳的屏蔽衰减之后，在被辐装置的某处电路 产生感应电动势，如果电路闭合，还会产生感应电流。
此感应电动势以及感应电流有可能对被辐装置的正常工作 造成不利影响。
因此，有必要通过对电磁波传播各个环节的定量计算，确 定无线发射天线在被辐射装置电路上可能产生的感应电动 势，并进一步分析对被幅装置功能造成影响的可能性。
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无线通信电磁干扰及传播距离问题研究 ——发射机天线的电磁辐射
根据电磁辐射理论，对于无线发射机的谐
由此矢量位可得电流元各辐射场分量为：
振式天线，在已知电流分布的条件下，其 辐射特性可以通过天线上的每一微分电流
Er
=
Z0 2π
k
2
Idz[
1 (kr)
2
?
j (kr)
3
]
cosθe
?
jkr
元的辐射场的迭加进行分析。如图所示， 假设一微分电流元沿空间Z轴放置，长度为
Eθ
=
jZ 0 4π
k 2 Idz[ 1 kr
j ? (kr)2
?
1 (kr)3
]sin
θe ?
jkr
dz，其上电流为I，则其矢量位仅有Z向分 量，且可表达为：
Δz
A =
∧
z Az
=
∧2
zI
?
Δz 2
e ? jkr dz r
Er
Eφ
磁场强度
H?
=
j 4π
k 2 Idz[ 1 kr
?
j (kr)
2
]
sin
θe
?
jkr
并且可知
E? = H r = Hθ = 0
式中，Idz为电流元的矩量，r为测试场点 到电流元的距离，k为波数，Z为环境介质
的波阻抗。在现实自由空间中，
Eθ θ
k
= k0
=
2π λ0
=ω
ε0μ0
Z = Z0 =
μ0 ε 0 =377 欧姆
?
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无线通信电磁干扰问题研究 ——发射机天线的电磁辐射
因为实际工程中，被辐射装置一般位于远场 区，因此上述电流元辐射公式可简化为：
Eθ
=
j60π
ΔzI λr
sin
θe ?
jkr
H? = Eθ / Z0
而其余场分量近似为零。在远场区，电流元
的辐射场为对于传播方向r的横电磁场，场 强大小随 sinθ 规律变化。图4-4为电流元的 辐射方向图，其中(a)、(b)、(c)分别为电流 元E面、H面以及立体方向图。
因此，对于无线网络中采用的半波长鞭状天线 ，场点到发射天线距离为
r(z) = r ? z cosθ
,则远场区场强计算公式为：
λ
Eθ
=
j
60π sinθ rλ
4
I (z)e ? jkr( z) dz
?
λ 4
式中I(z)为天线的电流分布函数。 电力系统广域测量与控制四川省重点实验室
无线通信电磁干扰及传播距离问题研究 ——被辐装置外壳屏蔽效应
这里仅研究被辐装置前面板屏蔽情况，并假设电磁波垂直入射到该单层 板。考虑单层板厚度为 L，板材的波阻抗为 Z2 。以具有下标 1、2、3 的 μ 、ε 、 σ 、γ 分别表示各区域媒介的磁导率、介电常数、电导率以及电磁波的传播 常数。 由图可知， E2 (0) = E1 (0)T12 ， E2 (L) = E2 (0)e?γ2L ， E3 (L) = E2 (L)T23
式中，
， T12
=
2Z 2 Z1 + Z2
T23
=
2Z1 Z2 + Z3
计及分界面对电磁波的多次反射，设 E2i (0) 为区域 2 中从界面 x=0 处沿+x 方
向传播的第 i 次反射波，那么
E21 (0) = E2 (0)e?γ 2L ρ23e?γ 2L ρ 21 = E2 (0)ρ 23 ρ 21e?2γ 2L
E1 (0)
E22 (0) = E21 (0)(ρ 23 ρ 21e?2γ3L ) = E2 (0)(ρ23 ρ 21e ?2γ 2L ) 2
依次类推可得，区域 2 中从 x=0 处向右传播的所有波的和为： E1
= Etotal = E2 (0) + E21(0) + E22(0) + E2 (0)[1 + ρ 21ρ 23e ?2γL + (ρ 21ρ 23e ?γ 2L )2 +
式中
H1
γ1
E2i (0) E2 (0) T12
ρ 21
， ρ 21
=
Z1 Z1
? +
Z2 Z2
ρ 23
=
Z3 Z3
? Z2 + Z2
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E3 (L) T23 ρ 23
E3 γ3
H3
无线通信电磁干扰及传播距离问题研究 ——被辐装置外壳屏蔽效应
当 时，有 |
ρ ρ e?2γ 2L 21 23
|< 1
Etotal
=
E2
(0) 1?
1 ρ ρ e?2γ2L
21 23
=
1
?
E1 (0)T12 ρ21ρ 23e?2γ
2L
沿+x
方向传播距离
L
后形成
E e?γ2L total
。
因此单层板屏蔽的有效传输系数为
Teff
=
E3 (L) E1 (0)
=
T23e?γ 2L E1 (0)T12
E1
(0)(1
?
ρ 21 ρ
e ?2γ
23
2L
)
=
T12T23e ?γ 2L 1 ? ρ21 ρ 23e?2γ 2L
以Tij、ρij 表示分界面处电场的透射系数与反射系数，则电场的传输系数为
TE = pE e ?γ 2L (1 ? qE e ?2γ 2L ) ?1
式中
， PE
= T12T23
=
2Z 2 Z2 + Z1
?
2Z3 Z3 + Z2
qE
=
ρ21ρ 23
=
Z1 ? Z2 Z1 + Z2
?
Z3 Z3
? Z2 + Z2
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6、无线通信电磁干扰研究 ——被辐装置外壳屏蔽效应
在没有单层板屏蔽时，x=L 处的电场是 E1(0)e?γ1L ，因此单层板的屏蔽系数可以 表示为
TE C
=
E1 (0)TE E1 (0)e?γ1L
= TE eγ1L
=
pE e?γ 2L (1 ? qE e?2γ 2L ) ?1 eγ1L
因此可知，单层板屏蔽时，其电场屏蔽效能为
SE E
=
20
lg
|
1 TE C
|= ?20 lg |
pe ?γ 2L (1 ? qe ?2γ 2L ) ?1 eγ1L
|
简化考虑，认为单层板两侧均为自由空间，即 Z1 = Z3 ，因此，其磁场屏蔽效
能与电场屏蔽效能相等。
SEH
=
20
lg
|
1 TH C
|= ?20lg |
pe ?γ 2L (1 ? qe ?2γ 2L ) ?1 eγ1L
|
= 20 lg | eγ 2L | ?20 lg | p | +20 lg | 1 ? qe?2γ2L | ?20 lg | eγ1L |
= A+ R + B
其中 A 为吸收损耗，采用相对电导率以及磁导率可表示为
A = 0.131L fμrσ r R 为平面波远场区的反射损耗，表示为
R
=
168
+
10
lg(
σ μr
r
f
)
B 为多次反射损耗,表示为
B = 20 lg(1 ? e?2L / δ )
式中δ 为电集力肤系深度统，广δ =域1/α 测=1/ 量πfμσ与。控制四川省重点实验室
6、无线通信电磁干扰研究 ——被辐装置内的PCB干扰分析
考虑被辐射装置内部PCB为处于磁场中的一矩形电路， 其印刷电路板磁化率为xm，因此有 (1 + xm) ? μ0 * H? = B
假设，矩形电路所在区域磁通密度均匀，则感应电动势为，
ε
=
ΔB Δt
* S⊥
=
ΔH ? Δt
* S⊥
* (1 +
xm) * μ0
结合4.1.1节电流元辐射模型，在不考虑外壳屏蔽作用时，可知，
ε
=
ΔEθ Δt * Z0
* S⊥
* (1 +
xm) * μ0
再由相对磁导率
1
? n
n
Z
L
ZL
Vi
μr = 1 + xm
，得，
ε
=
ΔEθ Δt * Z0
* S⊥
* μr
* μ0
考虑天线分布电流最大时刻，且导线放置于
图中，Vi = ε (I0 , r,ω, μr )
n =TC
=
1 10 SE
20
对于无屏蔽情况下该模型也适用，此时
SE = 0 n = 1
θ 平面场强最大方向，则感应电动势为
ε
=
j60
*
I0
*
e? r*
jkr
Z0
*S⊥ * μr *μ0
因此由上式以及上节的屏蔽效能系数，考虑机壳内外均为自由空间情况下，可建立如上图所示的辐射等效电路。
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6、无线通信电磁干扰及传播距离问题研究 ——实例计算结果
分别考虑被辐装置距离无线发射机1m、 5m、10m的情况，计算结果如表4-2所 示。根据计算结果，当2.4G无线发射机 距离一个铝制机箱距离为1m时，在面积 为0.15cm2的电路上产生的感应电动势不 超过0.01uV ，不会对电路工作产生有害
影响。
感应电动势计算结果
1m
5m
10m
ε
0.002uV 0.0005 uV
0.0001uV
计算参数
参数
数值
信号发射功
100m
率
w
信号频率
2.4G
ZA
HZ
自由空间波
377
ZL
阻抗
Ω
电路映射面
0.15c
VA
积
m2
机壳厚度
0.5m
m
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参数
数值
覆铜电路板相对
1
磁导率
自由空间磁导率 1.256 × 10?6
外壳相对电导率
0.61
（铝）
外壳相对磁导率
1
（铝） 电路尺寸
120cm*50 cm*30cm
14

5、电磁暂态计算加速方法研究
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电磁暂态计算的基本方法
隐式积分法求 解电力系统的 稳定运行状态 和故障动态过 程的时序解。
电磁暂态过程计算流程图 电力系统广域测量与控制四川省重点实验室
CUDA技术概述
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空间并行计算一般形式
A11

A22
A1,n X1 Y1
A2,n

X2


Y2

=

An ?1, n ?1
An
?1,n

X
n?1

Yn
?1

An,1 An,2 An,n?1 An,n Xn Yn
Aii

Ani
Ain
Anii

Xi
X
ni
=
Bi
B
ni
An,n X n = Bn
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矩阵分块方法-因子表路径树法
基于CUDA的并行化计算测试
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1、在单步长计算中， 常规顺序结构计算程序花费时间约为1.160ms，而基于CUDA技术的分解计算程 序耗时约0.045ms。 2、在1s仿真计算中， 常规计算程序耗时为24.13s，而分解计算程序耗时为2.214s。
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15

FPGA硬件计算优势及应用
1、流水线技术的应用
N
N
E = Ei = ( AiBi + CiDi )
i =1
i =1
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2、LUT的并行特性
a1 b1 a2 b2 a3 b3
3
y1 =
a ibi
i =1
3
y2 = aici i =1
3
y3 = ai d i i =1
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三相PI型线路的逻辑表达形式

L
dinm (t ) dt
+ C
Rinm (t ) = un (t
du n (t ) dt
=
in (t)
)
?
um
(t )
inm
(t)
= GRL [un (t ) in (t ) = Gcun
? (t
um (t )] + I RL (t ) + Ic (t ? τ )
?
τ
)
GRL
=
2 Δt
L
+
R?1
=
Δt 2
[I
+
Δt 2
L?1R]L?1
Gc
=
2 Δt
C
电力系统广域测量与控制四川省重点实验室
故障模型
RL
RL
RL
Rg
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
故障类型 A相故障接地 B相故障接地 C相故障接地
AB相故障 BC相故障 AC相故障 AB相故障接地 BC相故障接地 AC相故障接地 ABC相故障
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基于FPGA硬件计算的模型
电力系统广域测量与控制四川省重点实验室
电力系统广域测量与控制四川省重点实验室
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y y
5、电磁暂态计算结果校核 ——稳态校核
电流互感器 CT_L2203 CT_B1_2
软件 PSCAD 本程序 PSCAD 本程序
稳态幅值 0.159kA 0.159kA 1.114kA 1.112kA
A相电流相位 滞后76.5° 滞后76.5° 滞后63.0° 滞后63.0°
结论
偏差<0.19%
相等
0.200 CT_L2203
0.150
0.100
0.050
0.000
-0.050
-0.100
-0.150
-0.200 0.9750
0.9800
Main : Graphs
0.9850
0.9900
0.9950
1.0000
电压互感器 PT_M1
PT_M110
软件 PSCAD 本程序 PSCAD 本程序
稳态幅值 181.4kV 181.3kV 85.5kV 85.4kV
A相电压相位 滞后34.5° 滞后34.5° 滞后41.4° 滞后41.4°
结论
200 PT_M1 150 100
50 0
-50 -100 -150 -200
0.9750
0.9800
偏差<0.12%
Main : Graphs
相等
0.9850
0.9900
0.9950
1.0000
0. 15 0.1
0. 05 0
-0. 05 -0.1
-0. 15
1.96
1. 965
1.97
1. 975
200
150
100
50
0
-50
-100
电力系统广域测量与控制四川省重点实验室 1.98
1. 985
1.99
1.995
2
-150
x 104
-200 1.95 1.955 1.96 1.965 1.97
1.975
1.98 1.985
1. 99
1.995
2
x 104
电子科技大学
University of Electronic Science and Technology of China
7、全场景试验方法的应用
7、全场景试验方法的应用
本项目研究工作于2010年12月启动，2011 年10月完成试验样机制作。
2011年10月—2011年12月底，在四川 220kV泰兴变电站和220kV绵阳东变电站使 用了项目研究的试验设备。
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7、全场景试验方法的应用 ——实验室测试照片
电力系统广域测量与控制四川省重点实验室
7、全场景试验方法的应用——泰兴变电站
泰兴变电站有4条 220kV进线，5条110kV 出线，2台180MVA变压 器，6组35kV无功补偿 电容器。
图7.1 泰兴变电站主接线
7、全场景试验方法的应用——绵阳东变电站
绵阳东变电站有6条 220kV进线，4条110kV 出线，2台180MVA变压 器，6组10kV无功补偿 电容器。
图7.3 泰兴变电站主接线
图7.2 仿真平台搭建电的力泰系兴统站广仿域测真量图与控制四川省重点实验室
图7.4仿真平台搭建电的力绵系阳统东广域站测仿量真与图控制四川省重点实验室
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7、全场景试验方法的应用
研制的试验系统包括15台采集器模拟器和3台开关 模拟器。由于建设工期发生变化，导致两个站同时 进入全站联调阶段。为满足两站需要，将采集器模 拟器分配到两个站。
考虑到线路保护、母线保护、断路器失灵保护和变 压器保护间的配合关系以及采集器模拟器的数量， 将二次系统划分为220kV保护测量系统、220kV变 压器保护测量系统和110kV保护测量系统。
以泰兴站为例，220kV保护测量系统施加采集器信 号的范围见图7.5，220kV变压器保护测量系统施 加采集器信号的范围见图7.6，110kV保护测量系 统施加采集器信号的范围见图7.7。
各试验系统电的力系试统验广域对测象量与见控制表四7川.省1重、点表实验7室.2和表7.3。
7、全场景试验方法的应用——泰兴站220kV保护测量系统检验范围
表7.1 220kV保护测量系统检验范围
序号
检修对象
1 220kV线路 间隔合并器 、变压 器220kV侧间隔合并器、220kV 母联合并器
2 4条220kV线路保护的A套、B套
3 4条220kV线路的测控装置
4 220kV母线保护A套、B套
5 220kV断路器失灵保护A套、B 套
6 220kV母联保护A套、B套 7 220kV线路 智能操作箱 、母联
智能操作箱
8 220kV保护 的配合试验 和传动 试验
9 监控系统的220kV部分
10 220kV故障录波器
11 220kV GOOSE A网交换机、B网 交换机，站控层交换机
图7.5 泰兴站220kV保护测量系统检验范围示意图
12 网络分析仪
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7、全场景试验方法的应用——泰兴站变压器保护测量系统检验范围
表7.2 220kV变压器保护测量系统检验范围
序号
检修对象
1 变压器220kV侧合并器、110kV 侧合并器、35kV侧合并器
2 #2变压器保护A套、B套
3 #3变压器保护A套、B套 4 变压器测控装置 5 变压器保护、断路器失灵保护
配合试验 6 变压器三侧智能操作箱 7 监控系统的变压器部分检查 8 220kV故障录波器 9 220kV GOOSE A网交换机、B网
交换机，站控层交换机 10 网络分析仪
图7.6 泰兴站变压器保护测量系统检验范围示意图
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7、全场景试验方法的应用——泰兴站110kV保护测量系统检验范围
表7.3 110kV保护测量系统检验范围
序号
检修对象
1 110kV线 路 间 隔 合 并 器 、 变 压 器
110kV侧间隔合并器、110kV母联
合并器 2 5条110kV线路保护测控装置
3 110kV母线保护A套 4 110kV母联保护 5 110kV线路智能操作箱、母联智能
操作箱 6 110kV线路保护、母线保护、失灵
保护的配合试验和传动试验 7 监控系统的110kV部分 8 110kV故障录波器
图7.7 泰兴站110kV保护测量系统检验范围示意图
9 110kV GOOSE 交换机，站控层交
换机 10 网络分析仪
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7、全场景试验方法的应用
7、全场景试验方法的应用
图7.8 泰马 II线发生永久性A相接地故障仿真 电力系统广域测量与控制四川省重点实验室
图7.9 #2变A相高压套管接地故障示意图
图7.10 #2变A相高压套管接地故障仿真
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7、全场景试验方法的应用
7、全场景试验方法的应用
图7.11 #2变高压侧电流互感器与断路 器间A相接地故障示意图
图7.12 #2变高压侧电流互感器与断路器 间A相接地故障仿真
图7.13 220kV母联死区 故障示意图
图7.14 220kV母联死区故障仿真
电力系统广域测量与控制四川省重点实验室
电力系统广域测量与控制四川省重点实验室
7、全场景试验方法的应用
图7.15 线路断路器与CT间发 生A相接地故障示意图
图7.16 线路断路器与CT间发生A相接地 故障的仿真
电力系统广域测量与控制四川省重点实验室
请各位专家多提宝贵意见！ 谢谢！
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