智能變電站二次設(shè)備系統(tǒng)級調(diào)試方法分析

趙慶磊 姚原

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用電量的增多，對我國的變電站提出了更高的要求，相比于傳統(tǒng)的變電站之間獨立信息不通的情況，智能變電站明顯改變了這一情況，將各種設(shè)備融為一個整體，設(shè)備間的聯(lián)系更加緊密，信息交流更加順暢，實現(xiàn)了在站內(nèi)信息的數(shù)字化、通信平臺的網(wǎng)絡(luò)化、信息共享的標(biāo)準(zhǔn)化，智能變電站主要完成二次系統(tǒng)信息的采集、測量、控制、保護(hù)以及計量等功能。二次設(shè)備系統(tǒng)作為智能電網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)，二次設(shè)備系統(tǒng)調(diào)試方法直接影響到智能變電站的正常運行，所以采用合適的調(diào)試方法可以縮短電網(wǎng)建設(shè)周期，降低建設(shè)成本，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。

關(guān)鍵詞：智能變電站;二次設(shè)備;系統(tǒng)調(diào)試方法

1智能變電站二次設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

智能變電站二次設(shè)備系統(tǒng)主要分為過程層、站控層、間隔層。過程層由一次設(shè)備及其智能終端、合并單元以及在線監(jiān)測裝置構(gòu)成，主要負(fù)責(zé)變電站的電力分配、變換、計量、測量、控制和保護(hù)等功能;間隔層由繼電保護(hù)裝置、測量控制裝置、故障錄播等二次設(shè)備構(gòu)成，主要負(fù)責(zé)過程層和站控層的網(wǎng)絡(luò)通信，確保整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信安全、穩(wěn)定，并具有閉鎖功能，一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可以對一次設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，防止一次設(shè)備帶病運行，提高一次設(shè)備運行穩(wěn)定性和安全性;站控層由電力自動化系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、站域控制系統(tǒng)以及對時子系統(tǒng)構(gòu)成，主要負(fù)責(zé)全站或者一次設(shè)備的測量和控制，并自動對一次設(shè)備數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控、操作閉鎖以及數(shù)據(jù)相量、電量數(shù)據(jù)信息的采集。二次系統(tǒng)昀主要的特點就是高度的集成化，所有設(shè)備作為一個整體，信息在其中相互傳遞并進(jìn)行處理，效率非常高。在保護(hù)方面二次系統(tǒng)是與變電站的控制中心通過無縫技術(shù)連接的，昀大程度上保證了變電站的安全。另外一個特點就是自動化程度高，能實現(xiàn)智能的目的。

2智能變電站二次設(shè)備系統(tǒng)調(diào)試內(nèi)容

第一，智能變電站二次設(shè)備系統(tǒng)運行過程中，需要對測量控制裝置、繼電保護(hù)裝置、合并單元進(jìn)行檢查，還要根據(jù)合并器與跨間隔保護(hù)進(jìn)行同步檢查設(shè)備系統(tǒng)運行工況。在調(diào)試的時候，還要重點檢查電壓合并器的切換效率和并列功能。第二，二次設(shè)備系統(tǒng)開關(guān)量聯(lián)調(diào)檢查。在測試開關(guān)量聯(lián)調(diào)時，主要檢查二次設(shè)備系統(tǒng)的響應(yīng)速度、延時情況以及智能終端顯示值是否正常顯示;智能終端設(shè)備和間隔層互相測量控制裝置和保護(hù)裝置的功能是否正常，兩者之間是否可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信和設(shè)備閉鎖功能。第三，檢查監(jiān)控系統(tǒng)與間隔層設(shè)備的聯(lián)調(diào)試驗，兩者是否可以實現(xiàn)通信正常。第四，二次設(shè)備遠(yuǎn)動通信系統(tǒng)是否正常，發(fā)送報文信息是否符合電力系統(tǒng)運行要求，二次設(shè)備系統(tǒng)具備遙信量、遙測量以及報文信息相互連通，并清晰顯示出來。

3智能變電站二次設(shè)備系統(tǒng)調(diào)試方法分析

3.1一致性測試

一致性測試主要是檢驗智能電力監(jiān)測通信接口是否與智能變電站通信標(biāo)準(zhǔn)一致，否則影響到整個二次設(shè)備系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信功能。一致性監(jiān)測主要通過通信鏈路上的數(shù)據(jù)流和訪問組織、幀格式、時鐘同步、定時、電平以及位順序等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是否一致，一致性測試是互操測試的前提和基礎(chǔ)，可以提高各個站層網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議之間的互操性的概率。一次性測試主要采取黑盒測試，檢測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件的每一個功能是否能夠正常使用。在測試過程中，將程序看成不能打開的黑盒子，在不考慮程序內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特性的前提下，連接網(wǎng)絡(luò)程序接口進(jìn)行測試，檢查二次設(shè)備系統(tǒng)程序功能是否按照變電站系統(tǒng)設(shè)計需求以及說明書規(guī)定的方式正常打開。通過黑盒測試，可以及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)功能是否正常，設(shè)計內(nèi)容、界面措施、輸入和輸出措施、數(shù)據(jù)訪問錯誤等錯誤內(nèi)容，而且這個過程不需要人工去完成檢測，中需要運行程序直到程序崩潰，找到程序崩潰的原因就可以了。但是黑盒測試結(jié)果取決于測試用例的設(shè)計，而測試用例的設(shè)計主要來源于程序員的經(jīng)驗，沒有狀態(tài)轉(zhuǎn)換的概念，大部分成功的測試用例主要針對PDU，無法根據(jù)被測試程序進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，所以確定程序崩潰的原因比較麻煩。

3.2全場景測試法

全場景測試法是將智能變電站二次系統(tǒng)作為一個整體，對整個智能變電站的二次設(shè)備系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)、合并單元、繼電保護(hù)裝置、智能控制柜等內(nèi)容進(jìn)行測試。在檢驗智能變電站二次設(shè)備系統(tǒng)各項性能的時候，需要確保各個接線的完整性和輸入信息的完整性。其具體操作方法如下：將開關(guān)模擬器、采集模擬器、測量模擬器等設(shè)備，模擬開關(guān)設(shè)備模擬智能操作箱的開關(guān)命令，模擬變電站開關(guān)系統(tǒng)以后將其發(fā)送到無線控制主機，無線控制主機則通過采集模擬器和開關(guān)模擬器的時間校正完成系統(tǒng)測試和時鐘同步對時。通過計算機仿真軟件，模擬變電站的運行狀態(tài)，并將仿真結(jié)果輸出顯示達(dá)到控制整個變電站調(diào)試過程，然后通過開關(guān)模擬器的發(fā)布開合操作命令。昀后將仿真模擬結(jié)果發(fā)送到采集模擬器，然后通過光纖通信系統(tǒng)將結(jié)果輸出各個合并單元，根據(jù)合并單元的數(shù)據(jù)，判斷二次設(shè)備系統(tǒng)存在的問題。

3.3集成測試

智能變電站的二次設(shè)備系統(tǒng)為了完成對整個智能變電站的統(tǒng)一調(diào)度和控制，將各個子系統(tǒng)集成到一起，從而實現(xiàn)統(tǒng)一的控制管理。集成測試也稱之為組裝測試或者聯(lián)合測試，指在單元測試的基礎(chǔ)上，將所有的模塊按照設(shè)計要求組裝成子系統(tǒng)或者系統(tǒng)進(jìn)行集成測試。一些模塊可以獨立完成工作的，但是連接系統(tǒng)以后，無法正常運行，從而可以發(fā)現(xiàn)模塊存在的問題，確保整個二次設(shè)備系統(tǒng)有效運行。集成測試必須按照《軟件概要設(shè)計規(guī)則說明》進(jìn)行，集成測試可以確保二次系統(tǒng)各個單元組合在一起后可以按照既定設(shè)計的意圖進(jìn)行運行，確保增量行為的正確性，測試內(nèi)容包括單元間接口、集成后的功能實現(xiàn)。

3.4網(wǎng)絡(luò)通信的測試

在智能變電站的二次設(shè)備的檢測中，由于網(wǎng)絡(luò)是傳遞信息的載體，所以也有必要對網(wǎng)絡(luò)通信情況進(jìn)行考察。在這方面主要對網(wǎng)絡(luò)的延時情況、網(wǎng)絡(luò)的通信接口和通信功能進(jìn)行檢測，前兩項對于傳遞信息的可靠性和實時性有著巨大的影響，第三項的通信功能的測試主要通過中斷網(wǎng)絡(luò)連接和通信來執(zhí)行，觀察設(shè)備是否會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中斷等信息。在進(jìn)行的設(shè)備檢測中要有兩點需要特別注意，即采樣的同步性測試和裝置的時鐘的準(zhǔn)確度校驗，這兩項對與精度和準(zhǔn)確度來說都有很高的要求，而這兩項的精度對于變電站起到的保護(hù)作用也是很大的。對于前者來說，主要通過對電流和電壓進(jìn)行采用同步性測試;對于后者來說，由信號源提供時鐘信號，由采集裝置進(jìn)行信號的采集來與標(biāo)準(zhǔn)的時鐘進(jìn)行對比。

4結(jié)語

智能變電站二次設(shè)備系統(tǒng)是實現(xiàn)智能變電站各個系統(tǒng)單元通信安全性和穩(wěn)定性的關(guān)鍵。因此，必須做好智能變電站二次設(shè)備系統(tǒng)調(diào)試工作，根據(jù)系統(tǒng)的情況，采用合適的測試方法，只有這樣才能對智能變電站的可靠性、實時性、有效性等進(jìn)行正確的評估。

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作者簡介：趙慶磊（1988.11）;男;天津;漢;本科;中級工程師;研究方向：變電檢修、試驗。

姚原（1990.03）;男;安徽;漢;本科;中級工程師;研究方向：變電檢修、試驗。