智能變電站繼電保護(hù)裝置程序化測(cè)試系統(tǒng)的研究

韓少衛(wèi) 朱德亮 姚暉 陳允凱 蘇建明

摘要 在電網(wǎng)智能化發(fā)展的背景下，電力系統(tǒng)的核心設(shè)備也進(jìn)行較大升級(jí)改造，繼電保護(hù)裝置就是其中的典型案例，通過(guò)該保護(hù)裝置的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)電力故障設(shè)備預(yù)警信號(hào)的自動(dòng)化處理，有效保護(hù)電力系統(tǒng)中電力元件的安全運(yùn)行。因此，本文對(duì)智能變電站繼電保護(hù)裝置程序化測(cè)試方法進(jìn)行研究，試圖為之提供行之有效的可行性建議。

【關(guān)鍵詞】智能變電站 繼電保護(hù) 系統(tǒng)

近年來(lái)，由于電能需求的不斷增大，為更好地滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，各供電企業(yè)紛紛投入了大量輸變電設(shè)備，電網(wǎng)規(guī)模逐步增大，繼電保護(hù)檢驗(yàn)工作量增加，給供電企業(yè)帶來(lái)了嚴(yán)重負(fù)擔(dān)，因此，各供電企業(yè)也越來(lái)越重視繼電保護(hù)裝置測(cè)試技術(shù)的研究，但由于繼電保護(hù)技術(shù)的復(fù)雜性，繼電保護(hù)設(shè)備調(diào)試較為耗時(shí)。目前，多數(shù)繼電保護(hù)裝置的測(cè)試工作，特別是靜模試驗(yàn)方法，仍采用繼電保護(hù)測(cè)試儀進(jìn)行手動(dòng)測(cè)試，存在測(cè)試效率低、人為因素影響大等缺點(diǎn)，因此，本文對(duì)智能變電站繼電保護(hù)裝置程序化測(cè)試進(jìn)行研究。

1 繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展評(píng)價(jià)

現(xiàn)階段，我國(guó)繼電保護(hù)系統(tǒng)測(cè)試程序主要由人工完成，校驗(yàn)一個(gè)智能變電站繼電保護(hù)裝置，要有兩人或兩人以上才能完成，若校驗(yàn)的繼電保護(hù)裝置比較復(fù)雜，需耗費(fèi)2～3天，并且現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)人員應(yīng)熟悉保護(hù)原理、具體測(cè)試方法以及裝置配置等。要投入較大的人力及物力資源。就當(dāng)前的實(shí)際檢驗(yàn)情況分析，錯(cuò)誤檢驗(yàn)或不能連續(xù)檢驗(yàn)的情況時(shí)有發(fā)生，此外，由于檢驗(yàn)測(cè)試報(bào)告沒(méi)有固定格式和數(shù)據(jù)分析，整理試驗(yàn)報(bào)告需耗費(fèi)大量時(shí)間，且整理以手工處理為主，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性難以保證，因此，智能變電站繼電保護(hù)裝置程序化系統(tǒng)的應(yīng)該，將成為變電站繼電保護(hù)的未來(lái)新趨勢(shì)。

2 繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 功能設(shè)計(jì)

智能變電站繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，為了確保繼電保護(hù)裝置正常運(yùn)行，提高智能變電站驗(yàn)收的效率以及準(zhǔn)確率，對(duì)智能變電站內(nèi)的保護(hù)裝置進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的校驗(yàn)，對(duì)智能變電站配置信息文件（SCD）進(jìn)行智能解析，SCD文件的標(biāo)準(zhǔn)化校驗(yàn)，建立智能變電站繼電保護(hù)邏輯測(cè)試流程，生成標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試模板，開(kāi)發(fā)智能變電站繼電保護(hù)測(cè)試判斷技術(shù)，可智能判斷保護(hù)是否成功，對(duì)智能變電站繼電保護(hù)裝置的定值召喚及智能化自動(dòng)匹配，進(jìn)行定值的校驗(yàn)。

智能變電站繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要包括執(zhí)行控制、通信、用戶(hù)編輯、用戶(hù)管理、日志記錄以及生成報(bào)告等功能。在執(zhí)行控制功能中通過(guò)SOCKET建立連接，SOCKET本質(zhì)是編程接口（API），對(duì)TCP/IP的封裝，TCP/IP也要提供可供程序員做網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)所用的接口，這就是SOCKET編程接口;HTTP提供了封裝或者顯示數(shù)據(jù)的具體形式;SOCKET提供了網(wǎng)絡(luò)通信的能力。通信功能主要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的軟件和主控制系統(tǒng)之間的信息傳遞，并且對(duì)信息進(jìn)行收集、整理和分析。用戶(hù)編輯主要是為了滿(mǎn)足測(cè)試人員在不同的測(cè)試環(huán)境中，對(duì)設(shè)備進(jìn)行合理的編輯。用戶(hù)管理和日志記錄，主要是對(duì)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)在日常運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行備份以及日常管理，然后對(duì)設(shè)備運(yùn)行的信息進(jìn)行記錄，便于工作人員隨時(shí)進(jìn)行信息查詢(xún)和整理。報(bào)告生成則是在自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)完成測(cè)試后，根據(jù)相應(yīng)的條件選擇合適的格式，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行整理和分析，并形成統(tǒng)一格式的測(cè)試報(bào)告。

2.2 架構(gòu)設(shè)計(jì)

智能變電站繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，采用分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要分為過(guò)程層、間隔層以及站控層三個(gè)部分，智能變電站自動(dòng)化在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框架，如圖1所示。

智能變電站繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是在基于已有的技術(shù)基礎(chǔ)、高度智能化的平板設(shè)備的軟硬件架構(gòu)以及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)測(cè)方法，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)常用的保護(hù)邏輯，如距離保護(hù)、零序過(guò)流保護(hù)、純過(guò)流保護(hù)、重合閘保護(hù)，差動(dòng)保護(hù)等等，建立相應(yīng)的專(zhuān)項(xiàng)保護(hù)測(cè)試模型及測(cè)試流程，通過(guò)召喚裝置的定值、配置參數(shù)，實(shí)時(shí)采集裝置的當(dāng)前狀態(tài)，自動(dòng)建立相應(yīng)的測(cè)試數(shù)據(jù)和測(cè)試環(huán)境，從而大大減少保護(hù)測(cè)試的工作流程就參數(shù)計(jì)算和配置的復(fù)雜度，減少人工的工作量，提高智能站調(diào)試及驗(yàn)收、校驗(yàn)的工作效率，同時(shí)可以簡(jiǎn)化針對(duì)智能變電站的設(shè)計(jì)驗(yàn)證、調(diào)試及運(yùn)維的工作，顯著提高變電站運(yùn)行的可靠性。具備根據(jù)智能變電站系統(tǒng)配置文件（Substation Configuration Description，SCD）自動(dòng)對(duì)二次系統(tǒng)成圖功能。能夠智能解析SCD文件，形成直觀明了的邏輯圖、網(wǎng)絡(luò)圖。SCD文件版本管理功能及版本間差異的高可視化比較功能。智能變電站繼電保護(hù)裝置基于智能計(jì)算的故障模擬的功能以及典型保護(hù)測(cè)試用例自學(xué)習(xí)和生成能力。智能變電站繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)可以對(duì)繼電保護(hù)裝置的保護(hù)功能一鍵式、智能化測(cè)試功能。

3 結(jié)論

綜上所述，本文設(shè)計(jì)的智能變電站繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)融合了先進(jìn)的通信技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)，以及分層分布式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)智能變電站繼電保護(hù)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行預(yù)警，具有較強(qiáng)的適用性和安全性。伴隨著我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，智能變電站自動(dòng)化在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用越來(lái)越普遍，其發(fā)揮的作用也越來(lái)越重要。

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