三端线路保护现场仿真测试

Illwerke VKW 集团如何验证其保护功能


由于线路各侧需要同步执行测试,对具有远程保护功能的分布式距离保护装置进行测试通常是非常耗时的。与仅有两侧的架空线路保护装置相比,三端线路保护测试的复杂性要高出很多。由于可对多终端线路保护按系统测试的方法进行测试,因此相对来说更容易执行。通过一台笔记本电脑便可以进行测试准备和控制。Illwerke VKW 集团最近实施的测试证明,在不具有互联网访问服务的设施中也能很好地进行这项工作。可以在 Teams 会话期间控制测试设备,同时 RelaySimTest 主控端通过手机热点控制线路各侧准确执行每个测试步骤。

测试目的

Illwerke VKW 集团在奥地利福拉尔贝格阿尔卑斯山蒙塔丰河谷运行多水力发电厂,以满足该地区的高峰电力需求。峰电能源将被馈送到欧洲和国际电网中,这些发电厂则通过几回高压线路连接。在这些线路中,一条 220 kV 架空线路接入了发电厂,连接变电站 A 的线路需要改造。由于改造工程期间连接到变电站 A 的线路退出,上述发电厂架空线路通过临时电柱连接至三端线路。

保护配置

正常情况下,所涉及的线路具有四套包含远程保护功能的距离保护装置,现在将其中的三套经过重新配置实现这种三端线路的应用。为此,需要在调试之前对三个继电器和分布式保护测试装置重新进行参数化设置。

通信、逻辑和范围

为了实现各侧通信,可以利用两个现有的电信通道,并重新构建另外一个通道。保护装置中的远程保护逻辑会进行相应调整,距离保护区域范围也是如此。发电厂继电器距离 1 段定值进行调整,线路两个对侧故障不会超范围动作;距离保护超范围段定值会小幅增加,因此新的中间馈线故障不会导致出现死区。

测试准备

发电厂派出三支配有 CMC 测试设备的团队前往各个变电站进行测试工作。他们使用 RelaySimTest 并通过笔记本电脑在发电厂中集中控制测试,在其中完成了包括同一电柱上并行线路的三端线路建模。测试设备接入保护设备的跳闸和起动命令,以及远程保护信号的开关量接点。测试仪通过 CMGPS 588 时钟进行同步。另外通过手机建立互联网连接,以对三个发电厂中的测试设备进行控制。

测试期间通信

首先,使用上述手机热点互联网连接,通过 Microsoft Teams 开启联合在线会议,每个变电站配有网络摄像头、耳机和扬声器,让测试工程师可以随时进行相互通信。然后,使用该在线会议方式与正在运行的 RelaySimTest 应用程序共享屏幕,因此测试进度和结果在所有设施中始终可见。

三个变电站中的 CMC 控制

通过建立的互联网连接,OMICRON Device Remote Agent 可利用云连接来控制两个远程变电站中的测试设备。由于 CMC 直接连接至发电厂中的笔记本电脑,并可在后续测试中验证整个保护系统行为的正确性,因此可以通过相同的方式来使用这两个远程 CMC。

实施的测试用例有哪些?

首先测试保护系统的稳定性。为此,首先要给出负荷电流,然后模拟外部故障。此时被试保护装置不应跳闸,而应由相关的保护装置来清除故障。对保护系统进行稳定性验证后,将模拟不同的内部故障。首先从故障跳闸在不同的故障点没有时间延迟。接着测试各侧的弱馈,此时继电器必须通过回音逻辑确保跳闸。然后再测试通道存在干扰信号的情况,这要求保护系统 2 段延迟跳闸。最后,如果出现外部故障以及外部故障保护装置失灵,则会在 2 段和 3 段后备保护跳闸。

 

 

通过手机热点建立互联网连接

在线路三侧分别建立互联网连接,作为所有后续通信的基础。

在线会议

之后开始在线会议,可以在任何时候方便地进行通信,包括单个测试步骤在内,所有重要内容均可相互共享。

接线

最后,可以如同单端测试一样准确连接 CMC,并进行一些点测以确保在所有变电站中接线正确。

OMICRON Device Remote Agent

使用 Device Remote Agent,从运行 RelaySimTest 主控端的笔记本电脑,方便地对所有 CMC 进行集中控制。

 

 

完成改造工作后,保护装置将恢复原始设置,用于简单的两端线路保护,然后再分别进行简单的双端测试。

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