關(guān)于智能變電站繼電保護(hù)裝置自動測試系統(tǒng)應(yīng)用的研究

車　薪（湖南省送變電工程公司，湖南 長沙 410007）

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關(guān)于智能變電站繼電保護(hù)裝置自動測試系統(tǒng)應(yīng)用的研究

車薪（湖南省送變電工程公司，湖南 長沙 410007）

近年來，我國電力產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，促進(jìn)了我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，智能變電站作為電力系統(tǒng)的重要構(gòu)成，直接關(guān)聯(lián)著電網(wǎng)系統(tǒng)工作效率，并且還影響著人們用電需求的滿足與電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。針對此，本文首先分析了繼電保護(hù)裝置自動測試系統(tǒng)核心技術(shù)，其次對自動測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程進(jìn)行了一定的闡述，最后研究了繼電保護(hù)裝置自動測試系統(tǒng)的應(yīng)用，以供參考。

智能變電站；繼電保護(hù)；自動測試系統(tǒng)；應(yīng)用

1　引言

繼電保護(hù)裝置自身的可靠性與穩(wěn)定性直接關(guān)聯(lián)著電力系統(tǒng)的日常運(yùn)行效率與安全，是智能變電站的二次核心。近年來，隨著我國智能電網(wǎng)建設(shè)力度的日益增多，繼電保護(hù)裝置在智能變電站中獲得了廣泛的應(yīng)用，但與人工檢驗(yàn)與操作為主要方式的傳統(tǒng)繼電保護(hù)測試已經(jīng)無法滿足電網(wǎng)運(yùn)行安全的需求，這就要求必須增強(qiáng)對智能變電站繼電保護(hù)裝置自動測試系統(tǒng)的研究，并將其逐步投入到實(shí)際應(yīng)用中，以促進(jìn)我國電力系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展。

2　繼電保護(hù)裝置自動測試系統(tǒng)核心技術(shù)

2.1故障模擬系統(tǒng)

通常情況下，為了確保繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行，必須通過故障模擬系統(tǒng)的應(yīng)用，高效的、快速的解決智能變電站中存在的問題，這主要是由于智能變電站機(jī)電保護(hù)裝置自動測試系統(tǒng)是在故障模擬系統(tǒng)基礎(chǔ)上構(gòu)建的與應(yīng)用的。同時，還需確保其滿足機(jī)電保護(hù)裝置的外部接口的規(guī)格。此外，現(xiàn)階段智能變電站的SV采樣通常為較為直接的信號采樣方式，并且發(fā)送報(bào)文的間隔離散值通常低于10μs。經(jīng)過相關(guān)人員長時間的研究與現(xiàn)場的檢測，智能變電站可以通過故障模擬系統(tǒng)滿足當(dāng)前階段智能化變電站繼電保護(hù)裝置的正常使用。

2.2外部接口技術(shù)

依據(jù)有關(guān)規(guī)定，在使用電子式互感器，并且處于66kV、35kV及以下的環(huán)境中時，需要依據(jù)間隔確保保護(hù)測控裝置與智能終端進(jìn)行單元合并?；诖耍诋?dāng)前我國智能變電站系統(tǒng)運(yùn)行過程中，當(dāng)處于66kV、35kV及以下電壓等級時，繼電保護(hù)裝置的模擬量采樣數(shù)據(jù)通常為電子式互感器的微小信息。

在110V電壓的環(huán)境中，保護(hù)裝置模擬采樣量通常是數(shù)字信號。監(jiān)控系統(tǒng)的通信與智能變電站繼電保護(hù)裝置之間的聯(lián)系也是在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)作用下建立，同時在通信過程中依照MMS協(xié)議形成單播通信。通過IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，可對變電站各種性能的邏輯節(jié)點(diǎn)以及數(shù)據(jù)對象進(jìn)行較為細(xì)化的規(guī)定，同時也對數(shù)據(jù)對象的描述進(jìn)行較為完整的敘述并且提供了較為全面的面相對象的服務(wù)。

2.3實(shí)際測試用例

在進(jìn)行自動測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)操作時，需確保其滿足測試用例高效性與穩(wěn)定性要求以及能夠獲得廣泛應(yīng)用的性能。針對此，在進(jìn)行自動測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，可將系統(tǒng)設(shè)置為開放性系統(tǒng)，以保證測試用例的高效性與穩(wěn)定性，并且還可為測試人員就不同測試環(huán)境中系統(tǒng)測試選項(xiàng)操作提供便利。通常情況下，自動測試用例的廣泛利用性直接關(guān)聯(lián)著自動測試系統(tǒng)能夠代表當(dāng)前階段主流的用例使用測試手段，并且是否能夠進(jìn)行廣泛的推行，從而解決智能變電站繼電保護(hù)裝置中存在的問題。

從整體方面來看，一個完成的保護(hù)功能用例主要包括故障施加量與預(yù)期結(jié)果兩方面內(nèi)容，其中，故障施加量可分為以下兩部分：①由定制修改清單和壓板投退的清單組成，一般用于修改用例定值，或是在壓板投退過程中使用。②各種故障參數(shù)，例如各種故障的類型、用例故障的模擬量和開關(guān)量等，并且還包含了IE61850的配置信息，例如SV、DA、APPID等。

3　自動測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程

3.1設(shè)計(jì)方案以及結(jié)構(gòu)框架

一般情況下，在自動測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，自動測試系統(tǒng)主要通過套接字與測試儀器客戶軟件進(jìn)行程序之間信息的交流于通信，從而全面收集系統(tǒng)測試輸出與接受的信息，并且還可在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，通過MMS通信協(xié)議進(jìn)行單播通信，通過此種模式的應(yīng)用，可在傳輸繼電保護(hù)裝置的命令的同時獲取裝置動作的各種信息。在此前提下，設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出了一套具備執(zhí)行控制功能、通信功能、用例編輯功能、用例管理功能、日常記錄功能、報(bào)告生成功能的自動測試系統(tǒng)，其能夠通過SOCKET進(jìn)行客戶端與自動測試系統(tǒng)間的信息交流。

在自動測試系統(tǒng)中，控制功能主要是對任務(wù)進(jìn)行一定的安排，并對任務(wù)結(jié)果進(jìn)行判斷。通信功能則是與客戶端軟件之間建立完善的通信機(jī)制，實(shí)現(xiàn)軟件與系統(tǒng)之間信息的傳遞，并且對信息進(jìn)行收集以及研究分析。自動測試系統(tǒng)還需要構(gòu)建完善的用例數(shù)據(jù)庫，并且還需保證用例能夠滿足大多數(shù)應(yīng)用條件與需求。

此外，自動測試系統(tǒng)具備的用例管理功能主要是對用例進(jìn)行備份及運(yùn)作等。日常記錄功能則是自動測試系統(tǒng)能夠在日常的運(yùn)行中自動的對運(yùn)行的信息進(jìn)行記錄，便于設(shè)計(jì)人員進(jìn)行系統(tǒng)信息的收集。報(bào)告生成功能則是在自動測試系統(tǒng)完成測試后，根據(jù)需要選擇合適的格式對測試的結(jié)果信息進(jìn)行整理分析研究，并形成測試報(bào)告。

3.2自動測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程

對于自動測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程，主要可分為自動測試前的準(zhǔn)備階段與自動測試系統(tǒng)的調(diào)度流程。對于自動測試前的準(zhǔn)備階段，需要設(shè)計(jì)人員依據(jù)系統(tǒng)裝置的ICD文件作為參考依據(jù)，制定出SCD文件，構(gòu)建虛擬端口的子連線，同時還需要設(shè)計(jì)人員通過IED配置工具在SCD文件選取出外接口的信息，制定CID文件，然后將文件傳遞至被測試的繼電保護(hù)裝置中。

此外，對于自動測試系統(tǒng)調(diào)度階段，首先需要通過系統(tǒng)監(jiān)測當(dāng)前待測用例的存在，如果存在待測用例，應(yīng)當(dāng)對測試用例進(jìn)行規(guī)范性的檢測。如果檢測不通過，還需要依據(jù)用例信息制定測試報(bào)告。但用例通過標(biāo)準(zhǔn)檢測，則需要對定值進(jìn)行修改，并且還要對壓板記性投退，然后通過驅(qū)動測試儀器輸出測試信息，完成上述操作之后，測試人員就能夠依據(jù)收集到的測試信息進(jìn)行分析研究，制定測試報(bào)告，從而完成整個自動測試過程。

4　繼電保護(hù)裝置自動測試系統(tǒng)的應(yīng)用

4.1應(yīng)用實(shí)例分析

某220kV線路光纖差動保護(hù)裝置中自動測試系統(tǒng)應(yīng)用流程具體如下：①制定具體的測試方案，規(guī)定測試項(xiàng)目，確定測試要求。在該項(xiàng)目中，線路保護(hù)測試方案主要包括以下四個保護(hù)模塊：差動保護(hù)、距離保護(hù)、零序保護(hù)與重合閘功能，同時，保護(hù)模塊測試主要包括以下兩方面內(nèi)容：a.性能方面的測試，主要為定值精度與動作時間兩個指標(biāo)的測試。b.保護(hù)邏輯方面的測試，主要為各種區(qū)內(nèi)外瞬時故障、轉(zhuǎn)換型、永久性故障方面的測試。②構(gòu)建測試用例庫。以項(xiàng)目具體測試方案為依據(jù)，對測試項(xiàng)目進(jìn)行合理的細(xì)化，并且進(jìn)行測試用例的編制，完成上述操作之后，驗(yàn)證測試用例有效性，滿足合格標(biāo)準(zhǔn)之后將其提交給測試用例庫。③測試過程中，從測試用例庫中提取相對應(yīng)的測試用例直接加載，并落實(shí)自動測試。

4.2應(yīng)用效果分析

對于該智能繼電保護(hù)測試儀繼電保護(hù)裝置中自動測試系統(tǒng)效果，具體如下：①通過該系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)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。②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。③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。

5　結(jié)語

綜上所述，在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中，繼電保護(hù)裝置的可靠性具有十分重要的作用，這就要求必須做好繼電保護(hù)裝置測試工作。通過自動測試系統(tǒng)軟件的應(yīng)用，可有效減少作業(yè)人員工作量，并且還能夠?yàn)闇y試結(jié)果的準(zhǔn)確性提供保障，針對此，必須對繼電保護(hù)裝置自動測試系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究，以推動我國智能變電站的持續(xù)發(fā)展。

［1］李曉輝，李旭東，宋小舟.智能變電站繼電保護(hù)數(shù)據(jù)采樣和信息交換規(guī)范的研究［J］.電氣應(yīng)用，2012（17）：60～63.

［2］劉 穎.智能變電站全壽命周期“即插即用”技術(shù)體系的研究與應(yīng)用［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2015（43）：23～28.

［3］周林寧.智能變電站繼電保護(hù)裝置一鍵式測試方法及系統(tǒng)［J］.科技資訊，2014，12（16）：113.

車 薪（1973-），男，本科，主要從事電氣試驗(yàn)工作。

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2095-2066（2016）16-0037-02

2016-5-20