試析智能變電站繼電保護(hù)裝置自動測試系統(tǒng)研究和應(yīng)用

李愷 何為

（國網(wǎng)荊州供電公司檢修分公司變電檢修室，湖北荊州 434000）

試析智能變電站繼電保護(hù)裝置自動測試系統(tǒng)研究和應(yīng)用

李愷 何為

（國網(wǎng)荊州供電公司檢修分公司變電檢修室，湖北荊州 434000）

電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行對電力企業(yè)和電網(wǎng)發(fā)展至關(guān)重要，而電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行又起著重要的作用。隨著計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)不斷發(fā)展，這些新技術(shù)在繼電保護(hù)裝置中的應(yīng)用使得繼電保護(hù)裝置的功能變得越來越復(fù)雜，從而造成工作人員對保護(hù)裝置的測試難度不斷加大，給繼電保護(hù)裝置的測試與校驗帶來新的挑戰(zhàn)。本文以繼電保護(hù)裝置自動測試系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用為研究對象，從自動測試系統(tǒng)的概述、系統(tǒng)設(shè)計以及系統(tǒng)應(yīng)用三個方面進(jìn)行詳細(xì)論述。

繼電保護(hù)裝置 自動測試系統(tǒng) 研究 應(yīng)用

自動測試是測試?yán)^電保護(hù)裝置的一種有效測試方法。由于傳統(tǒng)變電站繼電保護(hù)裝置對外接口不統(tǒng)一，這就導(dǎo)致自動測試方法無法有效應(yīng)用于傳統(tǒng)變電站繼電保護(hù)裝置測試中。當(dāng)前，我國多數(shù)企業(yè)對繼電保護(hù)裝置的測試主要運(yùn)用繼電保護(hù)測試儀手動測試的傳統(tǒng)方法來完成，這種方法有著很大的不足，比如測試效率比較低，受人為因素影響比較大等。智能變電站的繼電保護(hù)裝置在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，有效實現(xiàn)了輸入與輸出信息的標(biāo)準(zhǔn)化，尤其是在建模、軟壓板以及對外接口信息等方面使用了規(guī)范化設(shè)計，在良好運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)的前提下可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，這就為繼電保護(hù)裝置的自動測試提供了有利條件。

1 繼電保護(hù)裝置自動測試系統(tǒng)概述

通常來說，繼電保護(hù)裝置主要包括四個階段的測試，分別是研發(fā)測試、入網(wǎng)測試、生產(chǎn)測試以及現(xiàn)場校驗。依據(jù)自動測試系統(tǒng)的測試內(nèi)容與測試要求，可以將繼電保護(hù)裝置的測試分為兩個階段，分別是研發(fā)階段與生產(chǎn)檢測階段。

繼電保護(hù)裝置自動測試的研發(fā)階段：根據(jù)繼電保護(hù)裝置研發(fā)過程的工作要求，需要對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行非常嚴(yán)格的測試，通常是以組建實時仿真系統(tǒng)，來完成對繼電保護(hù)裝的自動化及實時性的系統(tǒng)測試。從繼電保護(hù)裝置研發(fā)階段的測試內(nèi)容來說，主要包括四個方面的內(nèi)容：其一，繼電保護(hù)裝置性能測試。主要分為動作性能、時間參數(shù)以及功能性檢測；其二，繼電保護(hù)裝置電磁兼容性測試。主要分為快速瞬變、靜電放電以及輻射電磁場 ；其三，繼電保護(hù)裝置軟、硬件測試。主要測試軟、硬件的穩(wěn)定性；其四，繼電保護(hù)裝置其他相關(guān)性測試。主要分為溫升、絕緣以及機(jī)械［1］。

繼電保護(hù)裝置自動測試的生產(chǎn)檢測階段：從繼電保護(hù)裝置生產(chǎn)檢測的要求來說，通常是檢測繼電保護(hù)裝置的硬件穩(wěn)定性、動作性能、保護(hù)功能以及其他一般性檢測項目。從繼電保護(hù)裝置生產(chǎn)檢測的內(nèi)容來說，主要包括四個方面，分別是保護(hù)硬件常規(guī)檢測、軟件動作性能參數(shù)檢測、時間同步功能檢測以及通信協(xié)議檢測。

2 自動測試系統(tǒng)設(shè)計

本文的設(shè)計思路主要是在現(xiàn)有智能繼電保護(hù)測試儀的基礎(chǔ)上，進(jìn)行自動測試系統(tǒng)軟件的開發(fā)，建立一整套繼電保護(hù)裝置自動測試系統(tǒng)。設(shè)計的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

在該系統(tǒng)中，自動測試系統(tǒng)軟件通過套接字同測試儀客戶端軟件進(jìn)行連接，以實現(xiàn)兩者之間的順暢通信，進(jìn)而完成控制命令的下發(fā)和測試結(jié)果的反饋等任務(wù)。被測繼電保護(hù)裝置主要是實現(xiàn)下發(fā)保護(hù)裝置控制命令，以及獲取繼電保護(hù)裝置動作報告、錄波以及遙信變位等信息的功能。通過該系統(tǒng)可以對測試任務(wù)進(jìn)行調(diào)度控制，并對反饋的結(jié)果信息進(jìn)行判斷，從而實現(xiàn)全自動閉環(huán)測試［2］。

圖1 自動測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在該自動測試系統(tǒng)軟件中主要包括六個模塊：其一，執(zhí)行控制模塊。該模塊主要負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)任務(wù)的調(diào)度執(zhí)行與結(jié)果判斷工作；其二，通信模塊。該模塊主要負(fù)責(zé)通信功能，即完成與測試儀客戶端程序以及繼電保護(hù)裝置的通信，與此同時，該模塊還應(yīng)執(zhí)行控制模塊控制命令的下發(fā)，并對測試的結(jié)果進(jìn)行接收與分析；其三，用例編輯模塊。該模塊主要是對測試用例進(jìn)行編輯，在設(shè)計的時候應(yīng)該遵循容易操作的原則；其四，用例管理模塊。該模塊主要是對用例進(jìn)行備份，同時對某些用例實現(xiàn)加載的功能；其五，日志模塊。該模塊主要對整個自動測試系統(tǒng)工作過程中的所有信息進(jìn)行自動記錄，從而有利于問題的發(fā)現(xiàn)；其六，報告生成模塊。該模塊主要是在測試完成之后，自動生成指定格式的測試報告。

3 繼電保護(hù)裝置自動測試系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用實例分析

在220kV線路光纖差動保護(hù)裝置中應(yīng)用本文中設(shè)計的自動測試系統(tǒng)，其具體應(yīng)用流程如下。

第一步，制定具體的測試方案，規(guī)定測試項目，并確定測試要求。線路保護(hù)的測試方案主要包含四個保護(hù)模塊，分別是差動保護(hù)、距離保護(hù)、零序保護(hù)以及重合閘功能。對保護(hù)模塊測試主要內(nèi)容包含兩個方面，其一是性能方面的測試，主要包含了定值精度以及動作時間兩個指標(biāo)，其二是保護(hù)邏輯方面的測試，主要包含了各種區(qū)內(nèi)外瞬時故障、轉(zhuǎn)換型以及永久性故障。

第二步，建立測試用例庫。以第一步中的具體測試方案為依據(jù)，對測試的項目進(jìn)行細(xì)化，并編制測試用例，完成之后再對測試用例的有效性進(jìn)行驗證，等到合格之后將其提交給測試用例庫。

第三步，在進(jìn)行測試的過程中，從測試用例庫中提取對應(yīng)測試用例直接進(jìn)行加載，并開始進(jìn)行自動測試。

3.2 應(yīng)用效果分析

在智能繼電保護(hù)測試儀的基礎(chǔ)上建立的繼電保護(hù)裝置自動測試系統(tǒng)達(dá)到了以下幾個方面的效果：第一，該系統(tǒng)實現(xiàn)了繼電保護(hù)裝置的全自動測試，從而使得繼電保護(hù)裝置的測試流程更加優(yōu)化，并大大提高了繼電保護(hù)裝置自動測試的效率［3］；第二，該系統(tǒng)可以支持繼電保護(hù)裝置重復(fù)測試，并能夠?qū)y試過程中的小概率問題進(jìn)行充分的暴露，從而使得自動測試更加完善而全面；第三，該系統(tǒng)的運(yùn)用排除了人工測試中容易出現(xiàn)的不確定因素，不僅保證了測試的一致性，同時還保證了測試結(jié)果的精確性。

4 結(jié)語

綜上所述，繼電保護(hù)裝置的可靠性對電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行起著重要作用，因此對繼電保護(hù)裝置的測試就顯得尤為重要。本文以智能繼電保護(hù)測試儀為平臺，開發(fā)了一套自動測試系統(tǒng)軟件，闡述了智能變電站繼電保護(hù)自動測試的方法。該系統(tǒng)能夠大大降低作業(yè)人員的工作量，并能夠保障測試結(jié)果的準(zhǔn)確率。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，高新技術(shù)在智能變電站中的應(yīng)用越來越成熟，在整個變電站工程的調(diào)試與驗收環(huán)節(jié)，本文設(shè)計的自動測試系統(tǒng)具有很好的參考借鑒價值。

［1］于朝輝，張穎紅，張鋒，等.微機(jī)繼電保護(hù)裝置主板自動測試系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用［J］.繼電器，2011.

［2］應(yīng)站煌，胡建斌，趙瑞東，等.繼電保護(hù)裝置自動測試系統(tǒng)研究和設(shè)計［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2012.

［3］姚亮，陳實，張勇剛，等.新型繼電保護(hù)裝置自動測試系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用［J］.華電技術(shù)，2015.

愷李（1984—），男，湖北京山人，本科，助理工程師，電氣工程及自動化-繼電保護(hù)專業(yè)。