基于HELP2000G 的穩(wěn)控裝置測(cè)試分析

李志興 張澤良

（廣東電網(wǎng)公司佛山供電局，廣東 佛山528000）

0 引言

安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段，是防止電網(wǎng)穩(wěn)定破壞和大面積停電事故的重要防線。為了更好地滿(mǎn)足“西電東送”戰(zhàn)略的推進(jìn)，解決南方電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行問(wèn)題，安全穩(wěn)定控制裝置已經(jīng)在南方電網(wǎng)大范圍地推廣使用。要不斷加強(qiáng)安全穩(wěn)定裝置的研究與開(kāi)發(fā)，重視電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制方面新技術(shù)的研究和應(yīng)用，做好裝置的運(yùn)行維護(hù)工作，確保安全穩(wěn)定裝置動(dòng)作的正確性。

1 穩(wěn)控裝置試驗(yàn)現(xiàn)狀及風(fēng)險(xiǎn)分析

目前變電站穩(wěn)控裝置定檢工作存在試驗(yàn)方法落后、現(xiàn)場(chǎng)接線繁瑣、定檢標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范、測(cè)試無(wú)專(zhuān)用設(shè)備等諸多不良情況。這種情況下進(jìn)行的定檢工作，安全風(fēng)險(xiǎn)非常大、試驗(yàn)步驟繁瑣、功能測(cè)試不完全、數(shù)據(jù)可信度不高，定檢結(jié)果的準(zhǔn)確性也值得懷疑。因此，當(dāng)前十分有必要開(kāi)發(fā)一套適用于安穩(wěn)裝置的測(cè)試儀，用以規(guī)范安穩(wěn)裝置測(cè)試流程，細(xì)化定檢工作測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和各項(xiàng)測(cè)試要求，盡量杜絕人為因素的影響，使定檢工作更加安全、科學(xué)、高效與準(zhǔn)確。針對(duì)安全穩(wěn)定控制裝置運(yùn)行維護(hù)現(xiàn)狀以及調(diào)試中存在的種種不足，本文重點(diǎn)介紹適用于安全穩(wěn)定控制裝置試驗(yàn)的測(cè)試儀HELP2000G。

2 HELP2000G 穩(wěn)控裝置測(cè)試儀硬件配置

HELP2000G 采用模塊化設(shè)計(jì)，包括6大功能插件：電源插件、主控CPU 控制插件、模擬量輸出插件、開(kāi)關(guān)量輸出插件、開(kāi)關(guān)量輸入插件、GPS對(duì)時(shí)插件。具體情況如下：

（1）采用擴(kuò)展式機(jī)箱，機(jī)箱內(nèi)部采用總線背板、智能擴(kuò)展板，可以根據(jù)保護(hù)裝置的不同靈活組態(tài)軟件、配置硬件，適應(yīng)多種情形下保護(hù)裝置的測(cè)試。智能擴(kuò)展板包括主控CPU 板、開(kāi)關(guān)量輸出板、開(kāi)關(guān)量輸入板、對(duì)時(shí)板等。

（2）主控CPU 板采用32位400MHz主頻的PowerPC，采用Linux操作系統(tǒng)，對(duì)外提供網(wǎng)絡(luò)口，通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)口以FTP 方式更新應(yīng)用程序，以專(zhuān)用軟件控制測(cè)試項(xiàng)目的進(jìn)行，并可通過(guò)該口上傳保護(hù)裝置的動(dòng)作報(bào)告；對(duì)內(nèi)通過(guò)CAN 總線控制各智能擴(kuò)展板卡。

（3）常規(guī)模擬量輸出板采用32 位400 MHz的浮點(diǎn)DSP處理器，支持各種故障模型的實(shí)時(shí)運(yùn)算，以常規(guī)模擬量的形式輸出±10V 的小信號(hào)交流量，支持與南瑞繼保穩(wěn)控裝置通過(guò)專(zhuān)用接口連接，進(jìn)行測(cè)試任務(wù)。

（4）常規(guī)開(kāi)關(guān)量輸出板和開(kāi)關(guān)量輸入板采用高性能ARM芯片，此兩種板卡與采用常規(guī)開(kāi)關(guān)設(shè)備的保護(hù)裝置配合，開(kāi)關(guān)量輸出板控制輸出多達(dá)32對(duì)無(wú)源接點(diǎn)，開(kāi)關(guān)量輸入板實(shí)時(shí)采集裝置的動(dòng)作情況，并對(duì)跟蹤的動(dòng)作情況標(biāo)記時(shí)間。

（5）對(duì)時(shí)板可外接GPS裝置，以光纖B 碼信號(hào)/差分B 碼信號(hào)為測(cè)試裝置提供精確的時(shí)間信息。

系統(tǒng)最大支持6個(gè)單元的正常模擬量輸出，兩個(gè)故障單元F1、F2故障量輸出及與F1、F2 兩個(gè)故障單元所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)開(kāi)出量單元輸出，有效解決了繼保測(cè)試儀測(cè)試安全穩(wěn)定控制裝置模擬量輸出單元過(guò)少的不足。每個(gè)模擬量單元包含Ua、Ub、Uc、Ia、Ib、Ic三相電壓、三相電流，每個(gè)開(kāi)出量單元包含TA、TB、TC、TD（單跳）、TS（三跳）、HWJ、TWJ共7個(gè)開(kāi)出量輸出。開(kāi)出單元1對(duì)應(yīng)故障單元F1，開(kāi)出單元2對(duì)應(yīng)故障單元F2，這個(gè)配置固定不變。

系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)計(jì)5個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入，最大可支持?jǐn)?shù)百個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入（需要插入開(kāi)關(guān)量輸入板），用以監(jiān)視動(dòng)作接點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間，并可永久保存這些動(dòng)作接點(diǎn)的動(dòng)作測(cè)試報(bào)告，在裝置功能菜單項(xiàng)上，還可以通過(guò)查看功能來(lái)查看測(cè)試報(bào)告［1］。

3 HELP2000G 穩(wěn)控裝置測(cè)試儀功能

HELP2000G 安穩(wěn)測(cè)試儀是針對(duì)南京南瑞繼保穩(wěn)控裝置測(cè)試的便攜式穩(wěn)定控制裝置測(cè)試儀器，系統(tǒng)提供了完備的安穩(wěn)邏輯測(cè)試模塊，具有豐富的故障試驗(yàn)測(cè)試功能，包括A/B/C 單相接地故障試驗(yàn)、AB/BC/CA 相間短路故障試驗(yàn)、AB/BC/CA 兩相接地故障試驗(yàn)、A/B/C三相短路故障試驗(yàn)、無(wú)故障跳閘試驗(yàn)、自定義故障試驗(yàn)、低頻故障試驗(yàn)、過(guò)頻故障試驗(yàn)、低壓故障試驗(yàn)、過(guò)壓故障試驗(yàn)、短路故障試驗(yàn)、頻率振蕩試驗(yàn)等。同時(shí)安穩(wěn)測(cè)試儀也提供了豐富的輔助功能，用于確保裝置良好運(yùn)行及系統(tǒng)測(cè)試，具體有以下幾個(gè)輔助功能：功能板卡自動(dòng)檢測(cè)功能、測(cè)試報(bào)告查看功能、FTP文件傳輸功能、外部B碼對(duì)時(shí)功能、系統(tǒng)時(shí)間手動(dòng)設(shè)置功能、系統(tǒng)IP地址手動(dòng)設(shè)置功能等。

4 HELP2000G 穩(wěn)控裝置測(cè)試儀使用方法

HELP2000G 操作流程包含以下4個(gè)步驟：

（1）根據(jù)裝置型號(hào)，選擇對(duì)應(yīng)的裝置。

（2）通用參數(shù)選擇，包含二次額定電流，1A/5A 選擇，線路正常時(shí)的TWJ、HWJ投入或退出。

（3）正常狀態(tài)設(shè)置，共計(jì)6個(gè)線路單元的電壓、電流、功率角的設(shè)置，模擬量輸出線15芯端子1對(duì)應(yīng)1、2單元；端子2對(duì)應(yīng)3、4單元；端子3對(duì)應(yīng)5、6單元；端子4暫時(shí)沒(méi)用。設(shè)置正常電壓、電流后，電壓、電流開(kāi)始輸出，正常HWJ、TWJ等兩個(gè)單元的開(kāi)關(guān)量也已開(kāi)始輸出。每次回退到正常狀態(tài)設(shè)置界面后，電壓、電流量依然輸出，這時(shí)可以修改電流、電壓參數(shù)，再前進(jìn)進(jìn)入故障類(lèi)型選擇即可。如需要退出模擬量，可回退到通用參數(shù)選擇操作界面，系統(tǒng)即停止輸出模擬量及開(kāi)關(guān)量。

（4）故障類(lèi)型選擇，對(duì)應(yīng)不同的測(cè)試故障單元，包括接地故障試驗(yàn)、手動(dòng)試驗(yàn)、低頻試驗(yàn)、過(guò)頻試驗(yàn)、低壓試驗(yàn)、過(guò)壓試驗(yàn)、短路試驗(yàn)和振蕩試驗(yàn)，根據(jù)穩(wěn)控裝置類(lèi)型不同選擇相應(yīng)的試驗(yàn)類(lèi)型。

（5）所有操作界面數(shù)據(jù)均會(huì)臨時(shí)保存，回退時(shí)會(huì)自動(dòng)調(diào)出原操作界面數(shù)據(jù)。

5 HELP2000G 穩(wěn)控裝置測(cè)試儀創(chuàng)新點(diǎn)

（1）技術(shù)先進(jìn)：HELP2000G 安穩(wěn)測(cè)試儀輸出弱電試驗(yàn)電氣量給穩(wěn)定控制裝置的專(zhuān)用接口，避免了使用強(qiáng)電試驗(yàn)電氣量的繁瑣試驗(yàn)接線，降低了一次設(shè)備帶電條件下穩(wěn)定控制裝置功能邏輯檢驗(yàn)的安全風(fēng)險(xiǎn)，測(cè)試手段和部分關(guān)鍵技術(shù)處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

（2）功能豐富：豐富的穩(wěn)控邏輯測(cè)試檢測(cè)功能，包括各種短路故障類(lèi)型模擬試驗(yàn)、無(wú)故障跳閘試驗(yàn)、低頻過(guò)頻試驗(yàn)、低壓過(guò)壓試驗(yàn)、振蕩試驗(yàn)等，根據(jù)不同類(lèi)型的安穩(wěn)裝置選擇相應(yīng)功能進(jìn)行測(cè)試，對(duì)邏輯功能動(dòng)作的外在關(guān)鍵技術(shù)表現(xiàn)即動(dòng)作延遲時(shí)間和繼電器動(dòng)作時(shí)間進(jìn)行測(cè)試，并給出詳盡的測(cè)試報(bào)告，能夠滿(mǎn)足目前主流電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制裝置的功能邏輯測(cè)試要求，為大型穩(wěn)控系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)創(chuàng)造了條件。

（3）測(cè)試便利：裝置的大液晶顯示、簡(jiǎn)明操作菜單和便攜機(jī)箱設(shè)計(jì)利于提高測(cè)試效率。系統(tǒng)對(duì)操作過(guò)的試驗(yàn)參數(shù)實(shí)時(shí)進(jìn)行保存，回退時(shí)自動(dòng)調(diào)出，讓數(shù)據(jù)修改簡(jiǎn)單快捷，具有形成、保存并查閱測(cè)試簡(jiǎn)報(bào)的功能。

（4）性能穩(wěn)定：可靠的自我板卡檢測(cè)功能，有力保證測(cè)試的可靠性。

（5）便攜機(jī)箱：采用擴(kuò)展式機(jī)箱設(shè)計(jì)，機(jī)箱輕便靈活，底部支架能適應(yīng)不同場(chǎng)合需求，攜帶和測(cè)試操作十分方便。

6 結(jié)語(yǔ)

利用HELP2000G 安穩(wěn)測(cè)試儀，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)穩(wěn)控裝置各種邏輯功能分級(jí)分解進(jìn)行測(cè)試，有效消除了以前測(cè)試手段落后、接線繁瑣、測(cè)試不規(guī)范的不良狀態(tài)，為大型穩(wěn)控系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)創(chuàng)造了便利的條件。通過(guò)在廣東電網(wǎng)公司佛山供電局的試運(yùn)行，該套安穩(wěn)測(cè)試儀有效地提高了安穩(wěn)裝置的測(cè)試效率和安全性，確保了測(cè)試數(shù)據(jù)和結(jié)果的準(zhǔn)確性、科學(xué)性、完整性，從電網(wǎng)安全、工作效率、經(jīng)濟(jì)性以及實(shí)用性的角度來(lái)看，本裝置非常適合在電網(wǎng)安穩(wěn)裝置測(cè)試中大范圍推廣使用。

［1］南京南瑞繼保電氣有限公司.HELP2000G 穩(wěn)定控制裝置測(cè)試裝置說(shuō)明書(shū)［Z］.