淺談智能變電站繼電保護(hù)自動(dòng)化檢測(cè)方法

摘 要：文章分析了智能變電站繼電保護(hù)測(cè)試系統(tǒng)的技術(shù)背景，針對(duì)性的介紹了一種智能變電站繼電保護(hù)測(cè)試儀自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)了針對(duì)智能變電站繼電保護(hù)測(cè)試儀的檢測(cè)系統(tǒng)及該系統(tǒng)的檢測(cè)方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)驗(yàn)證繼電保護(hù)測(cè)試儀不同功能時(shí)需要構(gòu)建不同的測(cè)試環(huán)境，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、繁瑣，更無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)測(cè)試儀自動(dòng)檢測(cè)的問題。

關(guān)鍵詞：智能變電站；繼電保護(hù)；自動(dòng)化檢測(cè)

1 概述

隨著IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)體系的推廣應(yīng)用，電子式互感器、模擬量輸入合并單元、智能終端等智能設(shè)備的逐步實(shí)用化，智能變電站中設(shè)備之間的信息交互方式由大量的電纜傳輸被以太網(wǎng)通信所代替。繼電保護(hù)測(cè)試儀作為電力系統(tǒng)中檢測(cè)二次設(shè)備功能和性能的重要設(shè)備，其實(shí)現(xiàn)方式以及輸入、輸出方式也勢(shì)必順應(yīng)智能變電站需求的發(fā)展，滿足智能設(shè)備的測(cè)試要求。

智能變電站繼電保護(hù)測(cè)試儀可以模擬合并單元（MU）按照 IEC61850-9-2或IEC60044-7/8（即FT3）幀格式發(fā)送采樣值，通過訂閱、發(fā)布GOOSE報(bào)文，對(duì)繼電保護(hù)、測(cè)控、電度表等智能設(shè)備進(jìn)行閉環(huán)測(cè)試。測(cè)試儀將電壓、電流量和開關(guān)量按照IEC61850協(xié)議打包并實(shí)時(shí)發(fā)送至被測(cè)設(shè)備，而被測(cè)設(shè)備的動(dòng)作信號(hào)反饋回測(cè)試儀，測(cè)試儀按照一定試驗(yàn)方式改變輸出量的幅值、相位或狀態(tài)，并監(jiān)測(cè)反饋量的正確性，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能和性能的閉環(huán)測(cè)試。

智能變電站繼電保護(hù)測(cè)試儀功能的正確和性能的可靠，是保證試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確的必要條件，也是保證智能變電站系統(tǒng)可靠運(yùn)行的基本條件。但是，目前國(guó)內(nèi)還沒有針對(duì)智能變電站繼電保護(hù)測(cè)試儀的專用測(cè)試設(shè)備或測(cè)試系統(tǒng)。驗(yàn)證繼電保護(hù)測(cè)試儀功能和性能只能通過其它間接的方法進(jìn)行，這使得驗(yàn)證不同的功能需要構(gòu)建不同的測(cè)試環(huán)境，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、繁瑣，更無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)測(cè)試儀的自動(dòng)檢測(cè)。

2 智能變電站繼電保護(hù)檢測(cè)技術(shù)方案

智能變電站繼電保護(hù)測(cè)試儀自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)，包括控制管理機(jī)和檢測(cè)執(zhí)行裝置；控制管理機(jī)用以制定檢測(cè)任務(wù)，為檢測(cè)執(zhí)行裝置分配檢測(cè)任務(wù)，控制繼電保護(hù)測(cè)試儀的輸出，監(jiān)視檢測(cè)過程，接收并存儲(chǔ)檢測(cè)執(zhí)行裝置的檢測(cè)結(jié)果，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)生成檢測(cè)報(bào)告，控制管理機(jī)包括計(jì)劃制定模塊、過程監(jiān)視模塊、報(bào)告生成模塊和存儲(chǔ)模塊；檢測(cè)執(zhí)行裝置接收控制管理機(jī)分配的檢測(cè)任務(wù)，接收并存儲(chǔ)繼電保護(hù)測(cè)試儀輸出的所有報(bào)文，根據(jù)分配的檢測(cè)任務(wù)處理分析報(bào)文，完成檢測(cè)任務(wù)并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給控制管理機(jī)；檢測(cè)執(zhí)行裝置包括FPGA、CPU、時(shí)鐘模塊、電源模塊、第一以太網(wǎng)接口、第二以太網(wǎng)接口、光以太網(wǎng)接口、光串口和光B碼對(duì)時(shí)接口；電源模塊為檢測(cè)執(zhí)行裝置供電FPGA和CPU相連，F(xiàn)PGA和CPU均連接有存儲(chǔ)設(shè)備，時(shí)鐘模塊分別與FPGA和CPU連接，CPU、第一以太網(wǎng)接口和第二以太網(wǎng)接口依次連接，光以太網(wǎng)接口、光串口和光B碼對(duì)時(shí)接口均與FPGA連接，所述第二以太網(wǎng)接口、光以太網(wǎng)接口、光串口和光B碼對(duì)時(shí)接口作為檢測(cè)執(zhí)行裝置與繼電保護(hù)測(cè)試儀的連接端口，分別與繼電保護(hù)測(cè)試儀相連接；第一以太網(wǎng)接口還作為檢測(cè)執(zhí)行裝置與控制管理機(jī)連接端口，與控制管理機(jī)的以太網(wǎng)接口連接。

3 智能變電站繼電保護(hù)檢測(cè)步驟

智能變電站繼電保護(hù)測(cè)試儀自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其特征在于：包括自動(dòng)檢測(cè)模式和手動(dòng)檢測(cè)模式；自動(dòng)檢測(cè)模式的過程包括以下步驟：

步驟（A1），制定檢測(cè)任務(wù)：選擇檢測(cè)項(xiàng)目，建立檢測(cè)任務(wù)列表；步驟（B1），控制管理機(jī)調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中的控制接口函數(shù)和與檢測(cè)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的預(yù)先統(tǒng)一定義的XML格式參數(shù)文件，實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)測(cè)試儀的輸出控制；步驟（C1），檢測(cè)執(zhí)行裝置接收繼電保護(hù)測(cè)試儀輸出的所有報(bào)文；步驟（D1），檢測(cè)執(zhí)行裝置根據(jù)檢測(cè)項(xiàng)目處理分析接收到的報(bào)文，獲取檢測(cè)結(jié)果，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給控制管理機(jī)；步驟（E1），查看檢測(cè)任務(wù)列表是否有未完成檢測(cè)項(xiàng)目，如果有則重復(fù)步驟（B1）至步驟（D1），對(duì)下一項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)，如果沒有則轉(zhuǎn)至步驟（F1）；步驟（F1），控制管理機(jī)保存接收的所有檢測(cè)結(jié)果，并生成檢測(cè)報(bào)告。

手動(dòng)檢測(cè)模式的過程包括以下步驟：步驟（A2），制定檢測(cè)任務(wù)：選擇檢測(cè)項(xiàng)目；步驟（B2），選定一項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目，手動(dòng)配置與選定的檢測(cè)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的XML格式參數(shù)文件；步驟（C2），手動(dòng)控制繼電保護(hù)測(cè)試儀按照對(duì)應(yīng)的XML格式參數(shù)文件中的參數(shù)進(jìn)行輸出；步驟（D2），檢測(cè)執(zhí)行裝置接收繼電保護(hù)測(cè)試儀輸出的所有報(bào)文；步驟（E2），檢測(cè)執(zhí)行裝置根據(jù)檢測(cè)項(xiàng)目處理分析接收到的報(bào)文，獲取檢測(cè)結(jié)果，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給控制管理機(jī)；步驟（F2），檢測(cè)是否已結(jié)束，如果未結(jié)束，則重復(fù)步驟（D2）至步驟（E2），如果已結(jié)束，則轉(zhuǎn)至步驟（G2）；步驟（G2），控制管理機(jī)保存接收的所有檢測(cè)結(jié)果，并生成檢測(cè)報(bào)告。

4 智能變電站繼電保護(hù)測(cè)試儀輸出控制方法

A）控制管理機(jī)自動(dòng)加載動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中的聯(lián)機(jī)函數(shù)，若聯(lián)機(jī)失敗直接進(jìn)入檢測(cè)異常處理流程，結(jié)束檢測(cè)，卸載動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)；若聯(lián)機(jī)成功，則進(jìn)入后續(xù)步驟；B）檢查與檢測(cè)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的XML格式參數(shù)文件中的參數(shù)；C）調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中的控制接口函數(shù)，將與檢測(cè)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的XML格式參數(shù)文件傳遞給繼電保護(hù)測(cè)試儀，控制繼電保護(hù)測(cè)試儀的輸出；D）若繼電保護(hù)測(cè)試儀未能成功輸出，則直接進(jìn)入檢測(cè)異常處理流程，結(jié)束檢測(cè)，卸載動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)；若繼電保護(hù)測(cè)試儀成功輸出，進(jìn)入后續(xù)步驟；E）若檢測(cè)項(xiàng)目對(duì)于繼電保護(hù)測(cè)試儀無(wú)需外部觸發(fā)就開始試驗(yàn)，控制管理機(jī)直接調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中的結(jié)果查詢接口函數(shù)，檢查繼電保護(hù)測(cè)試儀是否產(chǎn)生試驗(yàn)結(jié)果；若檢測(cè)項(xiàng)目對(duì)于繼電保護(hù)測(cè)試儀需要外部觸發(fā)才能進(jìn)行試驗(yàn)，控制管理機(jī)調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中的觸發(fā)接口函數(shù)，觸發(fā)繼電保護(hù)測(cè)試儀進(jìn)行試驗(yàn)，然后控制管理機(jī)再調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中的結(jié)果查詢接口函數(shù)，檢查繼電保護(hù)測(cè)試儀是否產(chǎn)生試驗(yàn)結(jié)果；F）若繼電保護(hù)測(cè)試儀未產(chǎn)生試驗(yàn)結(jié)果，檢查繼電保護(hù)測(cè)試儀是否已停止試驗(yàn)，若未停止試驗(yàn)，繼續(xù)調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中的結(jié)果查詢接口函數(shù)，對(duì)繼電保護(hù)測(cè)試儀的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行查詢；若繼電保護(hù)測(cè)試儀已停止試驗(yàn)，停止檢測(cè)；G）若繼電保護(hù)測(cè)試儀已有試驗(yàn)結(jié)果，則控制管理機(jī)對(duì)繼電保護(hù)測(cè)試儀的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、處理，判斷繼電保護(hù)測(cè)試儀試驗(yàn)結(jié)果的正確性，然后檢查是否需要對(duì)繼電保護(hù)測(cè)試儀繼續(xù)進(jìn)行檢測(cè)，若需要，重復(fù)步驟B）至步驟D）；若不需要，停止檢測(cè)；H）釋放檢測(cè)，卸載被測(cè)裝置的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

文章介紹通過連接的控制管理機(jī)和檢測(cè)執(zhí)行裝置實(shí)現(xiàn)了智能變電站繼電保護(hù)測(cè)試儀自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)，提高了繼電保護(hù)測(cè)試儀測(cè)試結(jié)果的可信度，保證了智能變電站可靠運(yùn)行；實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、閉環(huán)、標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)；自動(dòng)檢測(cè)模式只需要制定檢測(cè)任務(wù)，不需要其他干預(yù)，自動(dòng)形成檢測(cè)報(bào)告；手動(dòng)檢測(cè)模式，可靈活配置與選定的檢測(cè)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的XML格式參數(shù)文件，并可以針對(duì)某一檢測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行重讀排查檢測(cè)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：張旗（1978-），男，漢族，遼寧省營(yíng)口市人，高級(jí)工程師，研究方向：電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化。主要從事繼電保護(hù)自動(dòng)化工作。