智能變電站繼電保護裝置自動測試系統(tǒng)分析

尹福成

摘要：在智能變電站中，繼電保護裝置是否能夠正常運行，關(guān)系著整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。在智能技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，智能電網(wǎng)的建設(shè)力度越來越大，變電站中所使用的繼電保護裝置數(shù)量也在增加。因此，需要利用自動測試系統(tǒng)隨時監(jiān)測繼電保護裝置的工作狀況。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護裝置;自動測試系統(tǒng)

隨著信息技術(shù)的全面推廣與應(yīng)用，則自動測試系統(tǒng)在智能變電站繼電保護裝置中的應(yīng)用，需要用到導(dǎo)入配置信息技術(shù)、故障模擬系統(tǒng)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。因此，在實踐中對系統(tǒng)進行設(shè)計時，要先明確設(shè)計思路和框架，在按照設(shè)計方案中的流程對系統(tǒng)進行設(shè)計。通過對自動測試系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠很大程度地提升繼電保護裝置測試的自動化水平，優(yōu)化測試流程。在當前的技術(shù)領(lǐng)域，智能變電站繼電保護自動測試系統(tǒng)擁有著行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的優(yōu)勢，而且開發(fā)量比較小，能夠節(jié)省大量人力、物力，且系統(tǒng)穩(wěn)定、效率較高，在目前的應(yīng)用實踐中，自動測試已經(jīng)在很多智能變電站繼電保護產(chǎn)品的測試中被廣泛應(yīng)用，而且測試方法也在不斷得到改進。隨著我國信息科學技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)必然會在智能變電站的推廣過程中起到更加關(guān)鍵的作用，智能繼電保護測試儀的硬件資源限制將會被打破，自動測試功能將會有著更加廣泛而又成熟的應(yīng)用，會極大地提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

一、智能變電站繼電保護裝置自動測試技術(shù)

在智能變電站的運行過程中，使用自動化測試系統(tǒng)可以最大化發(fā)揮出智能變電站的作用，目前最常使用的測試系統(tǒng)就是自動化的測試系統(tǒng)。它可以在不同類型的繼電保護裝置中使用，并且根據(jù)不同的變電站可采取不同的處理方法。因此，本文主要是對自動測試系統(tǒng)進行了簡要的分析。一般情況下，要對應(yīng)用程序的大小和結(jié)果進行預(yù)測，并采取兩個點進行檢測，同時還要對設(shè)備進行檢測。在測試之前，測試者要根據(jù)不同的儀器設(shè)備對相關(guān)參數(shù)進行調(diào)整。簡而言之，對出現(xiàn)錯誤的地方要確定出錯的原因，并確定時間。由于測試結(jié)果與預(yù)期結(jié)果之間會存在差異，因此，當測試完成后，測試人員需要對測試結(jié)果進行仔細的保管。

二、智能變電站繼電保護裝置自動測試關(guān)鍵技術(shù)

（一）外部接口

根據(jù)國家電網(wǎng)公布的智能變電站繼電保護裝置的規(guī)范內(nèi)容來看，對于在66kV、35kV以下的電壓等級，可以使用電子式互感器，每一個間隔的保護、智能終端、合并單元應(yīng)當按照間隔的合并來實現(xiàn)。在目前的應(yīng)用實踐中，66kV、35kV以及以下的電壓等級的繼電保護裝置都是采用電子互感器輸出的小信號來實現(xiàn)的，開關(guān)量也是按照傳統(tǒng)意義上的電氣應(yīng)節(jié)點來實現(xiàn)的，而對于高于110kV以上的電壓等級，繼電保護裝置的開關(guān)輸入輸出項、保護裝置等方面都是按照數(shù)字量來進行規(guī)定的。從當前的發(fā)展情況來看，智能變電站的繼電保護裝置和相關(guān)的監(jiān)控系統(tǒng)都是基于IEC61850的標準來實現(xiàn)的，并且是按照MMS協(xié)議來進行通信暢通，而IEC61850的標準則是針對變電站的所有功能定義出了非常詳細的數(shù)據(jù)對象和邏輯的節(jié)點，而這些抽象化的服務(wù)最終實現(xiàn)了與后天的交互功能，隨著智能化變電站工程的不斷推進，各個區(qū)域的廠家所生產(chǎn)的繼電保護裝置經(jīng)過了很多次的調(diào)試，到目前為止已經(jīng)基本上形成了統(tǒng)一的規(guī)范，從而為自動測試提供了堅實的基礎(chǔ)。

（二）導(dǎo)入相關(guān)的配置信息

在對變電站的分析和研究期間，要對計算機系統(tǒng)中的文件及其自動測試系統(tǒng)的應(yīng)用原理進行研究和計算。在對電機的保護過程中，首先要將自動化測試系統(tǒng)的設(shè)備應(yīng)用到變電站上，并對變電站的設(shè)備信息進行保密。通過對繼電器的保護裝置進行檢查，發(fā)現(xiàn)了相關(guān)的測試器可以確定各種設(shè)備的參數(shù)。由于大多數(shù)智能變電站使用了串聯(lián)傳輸自動配置，因此變電站可以接收有關(guān)配置的詳細信息。

（三）故障模擬設(shè)計技術(shù)

在繼電保護裝置測試系統(tǒng)中，故障模擬系統(tǒng)是重要組成部分，是確保繼電保護裝置運行安全可靠性的重要測試系統(tǒng)。首先需建立一個穩(wěn)定可靠的模擬故障裝置，且由于現(xiàn)場條件復(fù)雜，各種意外問題層出不窮，因此故障模擬必須是多方面的，要求設(shè)計出具備更多故障觸發(fā)方式的故障模擬發(fā)生器，如此才能準確模擬各種故障。此外，故障模擬裝置外部接口需滿足IEC相關(guān)標準，與繼電保護裝置兼容。應(yīng)選擇SV報文輸出方式引入故障模擬系統(tǒng)，輸出信號不能過大，開關(guān)量能實現(xiàn)物理硬節(jié)點、Coose報文同時兼容。

自動測試系統(tǒng)選取的測試方法也應(yīng)具備普遍的適用性，能夠反應(yīng)出測試系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，測試案例及操作規(guī)程符合要求，設(shè)計出的測試系統(tǒng)能夠兼容各種裝置及信息，實現(xiàn)對不同測試實例的靈活編輯，調(diào)換。

三、智能變電站繼電保護裝置自動測試系統(tǒng)設(shè)計

（一）功能設(shè)計

采用自動測試系統(tǒng)的目的是為了確保繼電保護器的正常運行，并提高繼電器的工作效率。研究人員為智能變電站的第一個繼電器安全測試系統(tǒng)創(chuàng)建了標準化的模型，因為它既可以對變電站的保護效果進行測試，還能對已經(jīng)開發(fā)出來的智能技術(shù)進行評估。與此同時，還能對繼電器智能保護裝置的固定值進行檢查。在繼電自動測試系統(tǒng)中主要包括了執(zhí)行控制，通信，用戶處理，用戶管理，日志記錄和生成等功能。HTTP系統(tǒng)提供了一種特殊形式的數(shù)據(jù)顯示，并通過網(wǎng)絡(luò)進行通信。通信功能主要由自動測試系統(tǒng)與主控制系統(tǒng)進行信息的收集，并對信息進行組織和分析。

（二）自動測試控制流程的設(shè)計

智能變電站繼電保護裝置的自動測試工作，是由兩部分組成的，一部分為測試前的準備工作，一部分為測試執(zhí)行工作。在測試執(zhí)行工作中，測試開始時，要先判斷是否有待測用例，如果沒有，則直接生成報告，測試結(jié)束。如果有待測用例，則要對用例進行規(guī)范性檢查，當檢查不通過時，生成測試報告，測試結(jié)束。當檢查通過時，就需要執(zhí)行測試用例，進行測試條件準備，包括修改定值、投退壓板等，再進行驅(qū)動測試儀的輸出，對測試儀結(jié)果反饋、保護變位信息檢查結(jié)果等作出綜合判斷，將判斷結(jié)果生成測試報告，這時就會自動結(jié)束測試。

（三）實際應(yīng)用

對220kV線路光線差動保護裝置應(yīng)用自動測試系統(tǒng)進行測試，在測試前先制定測試方案，明確保護模塊如差動保護、零序保護、距離保護等，明確測試內(nèi)容包括定值精度、動作時間等性能指標，各種區(qū)內(nèi)外瞬時故障、永久性故障等保護邏輯。主要針對測試過程中出現(xiàn)的CT斷線，PT斷線等異常進行測試，判斷測試結(jié)構(gòu)，判別檢修機制，實時處理。之后建立測試用例庫，細化其中測試項目，編制測試用例，之后通過實際操作驗證用例有效性，合格后將其添加到測試用例庫中，方便在實際測試中提取測試用例，通過測試實例管理模塊加載，對繼電保護裝置進行自動測試。

四、結(jié)論

綜上所述，隨著信息技術(shù)、智能化技術(shù)的快速發(fā)展，對智能變電站繼電保護裝置的自動測試越發(fā)受到關(guān)注， 設(shè)計的自動測試系統(tǒng)需要連接外部器件接口、故障模擬、配置信息導(dǎo)入等技術(shù)，并通過明確設(shè)計思路，系統(tǒng)框架、設(shè)計流程等提高系統(tǒng)性能，提升實踐應(yīng)用。

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