道波中国|论坛 GPS同步时钟在500 kV天瓶线保护调试中的应用

小电工 - 2008-10-17 12:20:00

GPS同步时钟在500 kV天瓶线保护调试中的应用

黄　捷

关键词　卫星定位系统　保护　调试　应用
分类号　TM 773

　　目前，在我国220 kV以上高压电网中，输电线路在正式投运以前，都必须对线路两侧的继电保护和通道设备装置进行联调试验。常规的试验方法是在线路两侧首先完成各自的保护设备调试，通信部门完成两侧通道联调，最后保护装置与通道结合起来进行保护—通信联调，但这种试验方法通常只能测试保护装置动作后经快、慢速通道传输的时间等。因为线路两侧不可能利用电话联系以达到同时加故障量的目的，无法模拟真正的短路故障试验。只有依靠GPS卫星同步时钟来控制试验仪器，才能在线路两侧同时加上故障量。
　　世界上首次利用GPS进行同步暂态试验是1992年9月在美国波尼维利亚管理局Taft-Garrison 500 kV输电线上进行的［1］。华东电业管理局于1998年5月在天荒坪抽水蓄能电站—瓶窑变电所的两回500 kV输电线路上进行了利用GPS的同步暂态试验。本次试验仅对英国GEC公司的LFCB102分相电流差动保护进行。由华东电力调度局负责协调，两侧分别由华东电力试验研究院和浙江电力试验研究所负责具体操作，试验结果基本达到预期效果。

1　试验方法简介

　　利用GPS进行同步暂态试验，对试验所采用的仪器有一定的要求。本次试验线路两侧均配有GPS卫星同步时钟，另选用带GPS接口的Doble F2000系列试验装置及Doble Trans Ⅱ控制程序。具体的试验方法有以下3种：
　　a.利用两侧故障录波器记录的故障文件转换成COMTRADE格式后输入到各自的Doble Trans Ⅱ控制程序中，由程序来控制各自的试验仪器在两侧同时进行故障回放。
　　b.利用电磁暂态计算程序计算出线路各种故障情况下的故障量，并以COMTRADE格式输入至Doble Trans Ⅱ控制程序中，由程序来控制试验仪器在线路两侧同时加上故障量。
　　c.不采用Doble Trans Ⅱ控制程序，直接在两侧输入故障量，并设置相同的故障时间，由GPS同步时钟在线路两侧同时加上故障量。
　　以上3种方法中，采用任何一种均可利用GPS进行同步暂态试验，试验系统如图1所示。

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图1 试验系统
Fig.1 Test system

2　试验介绍

　　Doble F2000系列试验仪器上的卫星同步接口接收从GPS接收器上传来的两个信号：一个是IRIG—B信号，另一个是非常精确的1 Hz参考频率。IRIG—B信号经过处理后产生一个“试验时间”命令，以启动每次试验，1 Hz信号经过相位同步回路后即成为同步信号，并替代试验仪器的方波信号。
　　双通道的暂态波形发生器每个通道可提供16位256 KB的暂态数据。在Doble Trans Ⅱ的控制下，具有数/模转换、滤波、从属暂态源的控制、逻辑信号的产生以及卫星接口操作的控制等功能。
　　为使线路两侧能够同时进行暂态模拟试验，两侧试验的同步信
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试验仪器上的卫星同步接口主要实现以下功能：利用1 Hz信号产生相位同步信号；调制的IRIG—B信号提供全球坐标时间。
　　在线路两侧分别通过Doble Trans Ⅱ控制程序输入试验的开始时间，试验仪器的卫星同步接口将其与全球坐标时间比较，当这两个时间相同时，线路两侧同时产生一个中断信号，并且所有的试验仪器开始同步模拟故障，GPS同步试验示意图如图2所示。

图2　试验示意图
Fig.2　GPS Synchronization

　　由于是首次在华东电网利用GPS进行同步暂态试验，因此并未完全按照Doble公司所提供的3种方法进行试验。本次试验的方法是首先由华东电力调度局根据电网正常运行方式计算出区内距瓶窑5%，50%，95%及区外距瓶窑5%处各种故障类型下两侧的三相电压和电流，然后将其分别输入至天荒坪和瓶窑侧；另外再输入故障前2个周期的电压、电流量，并设置故障开始时间及故障持续周期数；最后直接利用GPS由计算机对试验仪器进行操作(不通过Doble Trans Ⅱ控制程序)，试验结果一切正常。

3　结语

　　利用GPS进行同步暂态试验，其最大的优点是能够模拟更真实的故障，对线路两侧的保护更加精确的调试，以便技术人员能够及早发现问题，及时处理。但这种试验方式在我国尚处于刚刚起步阶段，还缺少一定的经验，做得也不十分完美。特别是对故障回放这一点，由于目前故障录波器都以各个制造厂家自己的格式存放文件记录，而Doble Trans Ⅱ控制程序或其它的试验仪器都接受COMTRADE格式，因此须对各种录波器的文件进行转换，有时在转换过程中会由于各种原因而造成转换出错，无法实现故障回放。今后，应进一步加强这方面的工作，以便得到更多、更好的原始故障文件，为以后的试验积累更珍贵的故障模型，从而更好地为电网建设服务。

作者单位：华东电力调度局　200002　上海
作者简介：黄　捷，男，1967年生，电气工程师，现从事继电保护专业工作。

参考文献

［1］Carr K R.卫星同步暂态试验在波尼维利电网中的应用.美国：波尼维利电业管理局，1992

　　1998-11-08收稿。

SATELLITE-SYNCHRONIZED TRANSIENT RELAY TESTS
ON THE TIANHUANGPING—PINGYAO 500 kV TRANSMISSION LINES
Huang Jie(East China Electric Power Dispatching Bureau, 200002, Shanghai, China)

Keywords　GPS　protection　test　application