繼電保護裝置自動測試系統(tǒng)設計

呂技

摘 要：隨著社會的發(fā)展和科學技術的進步，電能的使用日益增加。目前，區(qū)域電網(wǎng)建設的主要工程是變電站建設。變電站繼電保護自動測試系統(tǒng)一直是變電站建設過程中的重點。繼電保護裝置自動測試系統(tǒng)也是智能電網(wǎng)建設的重要技術之一。本文從傳統(tǒng)測試技術和基本智能測試技術出發(fā)，結合當前網(wǎng)絡建設過程中自動測試技術的應用范圍，簡要闡述了繼電保護裝置自動化測試系統(tǒng)的相關概念以及保護裝置的結構設計和工藝設計，希望以此方式來對中國變電站進行保護和測量，希望測試技術的進步給我們帶來了新的啟示。

關鍵詞：繼電保護;自動測試;智能化

隨著科學技術的進步，計算機技術在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。在這樣的背景下，作為傳統(tǒng)的電網(wǎng)技術，繼電保護技術的發(fā)展前景越來越好。繼電保護技術的原理正在迅速發(fā)生變化。隨著智能電網(wǎng)建設的呼聲越來越高，基于微電子技術和計算機技術的智能繼電保護技術的發(fā)展已提上議事日程。

近年來，變電站的發(fā)展速度呈現(xiàn)出高速化的態(tài)勢。建設規(guī)模越來越大，智能化程度越來越高。為了適應電力系統(tǒng)智能化發(fā)展的趨勢，必須提高繼電保護設備的技術含量和自動化水平。在傳統(tǒng)的繼電保護系統(tǒng)的研究和開發(fā)中，為了保證相關程序不存在任何漏洞和缺陷，開發(fā)人員經(jīng)常需要花費幾個月和精力來手動調(diào)試測試系統(tǒng)的保護程序。一般來說，目前的繼電保護裝置自動測試系統(tǒng)自動化程度不夠高，遠遠落后于時代的需要。

本文首先介紹了繼電保護裝置測試的現(xiàn)狀和特點，主要涉及繼電保護裝置的研究開發(fā)和生產(chǎn)特點，分析和討論了傳統(tǒng)手工測試存在的問題，然后提出相應的解決方案。在測試領域，介紹了自動測試和自動測試工具的概念，明確了繼電保護裝置自動測試系統(tǒng)應遵循的基本設計目標和基本原則，并在此基礎上提出了具體的設計方案，提出了現(xiàn)有的繼電保護裝置自動測試系統(tǒng)。

1 傳統(tǒng)繼電保護裝置測試系統(tǒng)的主要流程

目前，中國的繼電保護測試系統(tǒng)一般從研發(fā)到生產(chǎn)四個階段進行測試：研發(fā)測試、網(wǎng)格測試、成品測試和現(xiàn)場檢測。

在研發(fā)測試階段，基于繼電保護這一環(huán)節(jié)在電網(wǎng)運行中的重要性和特殊性，繼電保護產(chǎn)品的研發(fā)過程非常嚴格，通常要建立實時仿真系統(tǒng)、設備自動化、實時系統(tǒng)測試。測試內(nèi)容包括：（1）設備的綜合功能測試，包括開關性能、作用原理、時間參數(shù)和功能測試。（2）電磁兼容測試設備，包括瞬時放電，空氣放電，電磁波干擾等測試項目。（3）設備溫度升高，絕緣，機械，電力供應和其他相關測試。（4）裝置軟件和硬件的穩(wěn)定性試驗。在生產(chǎn)和現(xiàn)場測試中，測試任務主要是檢測設備的硬件、性能、防護等一般測試項目。測試內(nèi)容包括：（1）設備相關器件健康度的常規(guī)檢測;（2）設備時間同步功能檢測;（3）設備通信協(xié)議檢測及檢測設備的遠程信息功能。研發(fā)測試的目標是驗證研發(fā)中的軟硬件設計是否符合繼電保護產(chǎn)品的要求。產(chǎn)品造型一般，測試設備專業(yè)化，檢測度高，檢測項目長，測試時間長。產(chǎn)品設計不存在缺陷的情況下，針對特定設備進行產(chǎn)品軟硬件等相關例行測試，確保出廠產(chǎn)品的質量和正常使用。測試項目相對穩(wěn)定，測試要求統(tǒng)一。這兩者之間在內(nèi)部上存在相互聯(lián)系和相互作用的關系，它們共同構成一個完整的繼電保護裝置檢測流程。生產(chǎn)過程的測試過程規(guī)范化，測試要求統(tǒng)一，測試工作量巨大，因此生產(chǎn)測試具有引入自動測試系統(tǒng)的基本條件和實際意義。

2 新型繼電保護自動測試系統(tǒng)的設計

現(xiàn)如今，新型繼電保護自動測試系統(tǒng)主要采用模塊化的設計思想，總體而言繼電保護裝置自動測試系統(tǒng)的組成分為以下幾個模塊：

2.1 通信模塊

該模塊在智能通信中起著重要的作用。使用過程主要體現(xiàn)在讀取操作：（1）遠程監(jiān)控在線閱讀保護裝置和遠程數(shù)據(jù)和遠程控制操作;（2）在異常保護的存在下，可以自動記錄和保存數(shù)據(jù)傳輸。由于系統(tǒng)必須面對不同的保護設備，雖然制造商按照統(tǒng)一的標準設計產(chǎn)品，但不可避免地會出現(xiàn)問題，導致不同的理解標準，通信模塊將自動轉換成獨立的配置文件。在圖形文件中，系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)交換將參考數(shù)據(jù)文件，以便數(shù)據(jù)交換將被引用。避免了各保護裝置的識別功能，避免了早期自動化測試軟件所需的各種保護裝置的配置問題。此外，由于許多電流保護裝置的保護和監(jiān)測裝置，原系統(tǒng)在反應中有滯后現(xiàn)象，自動測試系統(tǒng)能夠更充分地滿足測試要求。

2.2 模板編輯模塊

該模塊用于自動測試系統(tǒng)，自動測試的具體步驟由相關文件指定。同時，通過報表模塊的組合，可以自由地定義表單和書簽的形式。模板編輯在自動測試系統(tǒng)中定義為模板中的模板。主要有三大類，其中，最小應用模塊的子模板根據(jù)配置文件為站點的保護功能;具有特定保護設備描述文件（SCD）的相應子模板特定測試模塊配置生成;用于文件的多個實例化的復合模板。在實際應用中，依照相關的設定來運行。

2.3 自動化測試執(zhí)行模塊

自動測試系統(tǒng)使用測試執(zhí)行模塊編譯可實現(xiàn)自動通信，以及測試儀器和設備的數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)自動完成功能。自動測試系統(tǒng)軟件功能模塊如圖1所示。

主機模塊采用Windows操作系統(tǒng)，提供友好的人機界面。其主要任務是：用戶命令界面，自動測試系統(tǒng)配置，導入和管理測試案例，監(jiān)控和測試過程，測試結果分析和處理以及測試報告生成。在運行時，根據(jù)要求選擇自動測試程序，運行測試腳本，通過Help2000界面管理模塊，通過從站模塊實現(xiàn)計算機繼電保護測試儀輸出，完成保護功能測試。并收集測試結果，按測試程序完成測試結果確定。同時監(jiān)測測試過程信息的狀態(tài)，并對整個測試過程和通信進行統(tǒng)一管理。

從站模塊主要包括Help2000控制模塊和從站通信協(xié)議接口模塊。主機模塊不與被測設備直接交互，所有信息都通過從站模塊進行轉發(fā)。當從站模塊運行時，測試腳本由系統(tǒng)目標配置進行說明，Help2000用于輸出實時仿真信號，并將被測設備的消息信息收集并發(fā)送到主機模塊。受保護設備的聯(lián)系動作信息由help2000記錄選擇，并通過從站模塊，以遠程郵件的形式轉發(fā)到主機模塊，對主機模塊進行實時分析。

測試用例模塊主要是參照被測產(chǎn)品自身的功能完成分類的，對于具體型號的保護裝置，參照相關的測試標準，并且離線生成。進行測試的時候，通過主控程序去對執(zhí)行進行解釋，測試用例主要是使用調(diào)用在機的接口函數(shù)，去對保護裝置完成相關的測試，同時對于保護裝置的動作信息進行收集，和事先涉及的動作完成比對，對于保護裝置的動作邏輯是不是正確進行判斷。

結論

現(xiàn)有的智能繼電保護自動測試系統(tǒng)采用IEC協(xié)議作為設計基準，實現(xiàn)了信息共享和互操作。新的自動測試系統(tǒng)利用基本模板實現(xiàn)了不同的保護功能，實現(xiàn)了對不同保護裝置的自動判別功能，并自動生成測試模塊和相關測試數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了整個測試的基本目標，極大地改善了智能電網(wǎng)的保護和發(fā)展進程。

參考文獻：

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