繼電保護(hù)裝置智能自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)

汪昌元，游晨曦

（1.廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力調(diào)度控制中心，廣西南寧，530000；2.廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司防城港供電局，廣西防城港，538000）

0 引言

伴隨著科技水平的不斷發(fā)展，我國(guó)的電子計(jì)算機(jī)技術(shù)也處在不斷的進(jìn)步之中，而在設(shè)備智能化程度非常之高的今天，越來越多的智能化控制手段和檢測(cè)手段都應(yīng)用在了各種領(lǐng)域之中，在電氣工程之中繼電保護(hù)裝置是十分重要的設(shè)備之一，而對(duì)其進(jìn)行智能自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的安裝就成為了現(xiàn)階段值得進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)的重要工作之一，本文便對(duì)這一工作進(jìn)行了對(duì)應(yīng)的研究。

1 繼電保護(hù)裝置智能自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的研究意義

■1.1 研究意義

在整個(gè)電力電氣系統(tǒng)的運(yùn)行工作之中，最重要的部分之一就是繼電保護(hù)系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的順利應(yīng)用和平穩(wěn)運(yùn)行可以對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)進(jìn)行有效的保護(hù)[1]。伴隨著現(xiàn)階段我國(guó)科技水平的不斷發(fā)展和進(jìn)步，越來越多的電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等等開始在各行各業(yè)之中發(fā)揮著自己的實(shí)力，在電力工業(yè)之中這些技術(shù)也都有著可以發(fā)揮自己能力的地方，這其中就包括著在進(jìn)行電力輸送、使用的過程中實(shí)現(xiàn)信息化進(jìn)步和數(shù)字化、智能化應(yīng)用的種種部分[2]。

基于這一原因，在當(dāng)今的繼電保護(hù)裝置的測(cè)試過程中應(yīng)用進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)成為了一件十分具有實(shí)踐意義的事，這也就從側(cè)面展示出來這一系統(tǒng)的復(fù)雜[3]。在實(shí)際的應(yīng)用之中必須要在原有設(shè)備的基礎(chǔ)項(xiàng)進(jìn)行系統(tǒng)的搭建，而這系統(tǒng)還要滿足自動(dòng)化、智能化的要求，并且可以順利的應(yīng)用同時(shí)直觀的提高繼電保護(hù)裝置測(cè)試的效率，進(jìn)而提高整體效率。所以針對(duì)這一技術(shù)的開發(fā)是具有研究意義的一種開發(fā)[5]。

■1.2 繼電保護(hù)測(cè)試裝置的發(fā)展歷程

想要幫助繼電保護(hù)裝置進(jìn)行一定的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)發(fā)展就有必要對(duì)其自身的發(fā)展進(jìn)行一定的了解，以此來對(duì)其進(jìn)行分析和一系列措施的應(yīng)用。

第一階段的繼電保護(hù)裝置常見的形式就是危機(jī)性繼電保護(hù)裝置，這一類工具將單片機(jī)作為整體社會(huì)的智能控制器，通過其的變化來對(duì)整體設(shè)備的工作的進(jìn)行管理，此類設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)也較為明顯，運(yùn)行速度慢、計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確等都是其自身的缺點(diǎn)。隨著時(shí)代的發(fā)展，第二階段的繼電保護(hù)裝置也開始應(yīng)用，這一代的繼電保護(hù)裝置所應(yīng)用的控制器多為個(gè)人計(jì)算機(jī)設(shè)備，所采用的應(yīng)用系統(tǒng)也是較為傳統(tǒng)的DOS系統(tǒng)，這一代系統(tǒng)可以充分的發(fā)揮出自身的計(jì)算能力，設(shè)備精度也有了一定的保證，可以承擔(dān)起一些電力保護(hù)任務(wù)。

第三階段的繼電保護(hù)裝置則更為現(xiàn)代化，其可以單獨(dú)的借助于個(gè)人計(jì)算機(jī)來進(jìn)行工作，將各種硬件設(shè)施作為重要的設(shè)備組成部分來應(yīng)用，同時(shí)搭載著WINDOWS操作系統(tǒng)，方便各類人員進(jìn)行操作。這一類設(shè)備的應(yīng)用還具有高度自由化的特點(diǎn)，且內(nèi)部的各個(gè)部分都可進(jìn)行更換，保證了設(shè)備的壽命。到了第四階段的繼電保護(hù)裝置，就開始于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等進(jìn)行聯(lián)合工作，在保證硬件設(shè)備更新的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的提升了軟件的應(yīng)用機(jī)制，具有高速、便捷、準(zhǔn)確性高的特點(diǎn)，可以應(yīng)對(duì)各種出現(xiàn)在繼電保護(hù)裝置中的問題。加之?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用，使其具有了一定的數(shù)據(jù)分析能力，并且可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，在保證工作效率的基礎(chǔ)上開展更加具有發(fā)展意義的工作。

2 現(xiàn)階段傳統(tǒng)繼電器保護(hù)裝置現(xiàn)狀

現(xiàn)階段的一些企業(yè)在進(jìn)行繼電器的測(cè)試時(shí)所采用的方法仍是較為傳統(tǒng)的手動(dòng)測(cè)試，這一測(cè)試主要包括了兩種情況，其中每一情況都有著自身的弊端，并暴露出了一些值得被關(guān)注的問題。

第一種情況是一些繼電器保護(hù)裝置的測(cè)試軟件每次都只能對(duì)單一的元件特性功能進(jìn)行測(cè)試，這種情況下的測(cè)試需要測(cè)試用戶在進(jìn)行裝置測(cè)試時(shí)依靠手動(dòng)打開不同的單個(gè)模塊，最后完成測(cè)試，并手動(dòng)記錄結(jié)果，填寫對(duì)應(yīng)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

第二種情況是一些繼電器保護(hù)裝置的測(cè)試軟件可以完成自動(dòng)的打開測(cè)試、完成測(cè)試，但卻不具備輸出最終報(bào)告文檔的能力，還是需要人工進(jìn)行判斷和分析，通過人工的經(jīng)驗(yàn)和素質(zhì)來完成最終的工作[6]。

不論是以上的哪一種測(cè)試軟件都有著幾點(diǎn)相同的測(cè)試弊端，這些弊端既是要對(duì)繼電保護(hù)裝置智能自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)的原因，也是想要整個(gè)行業(yè)發(fā)展所必須要解決的問題。

首先，最突出的問題就是整個(gè)測(cè)試過程的繁瑣。對(duì)繼電保護(hù)裝置的第一步測(cè)試就是要進(jìn)行多種設(shè)備的連接，這一過程需要全程借助人力來進(jìn)行工作的開展。一方面這樣的方式整體的工作效率比較低，另一方面這一方式的整體過程中都需要借助人力來進(jìn)行處理，這就使得人力成為了這一工作方式中的不確定因素，有可能因?yàn)檫@一原因而導(dǎo)致工作中出現(xiàn)意外。

最后，無論是上述的哪一種測(cè)試裝置，都會(huì)使用不同的測(cè)試參數(shù)，而這些參數(shù)的格式難以統(tǒng)一，在后續(xù)的讀取、識(shí)別過程中還有很多的問題，所以在很多的測(cè)試進(jìn)行時(shí)根本不可以為整體的測(cè)試提供穩(wěn)定、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持[7]。

3 繼電保護(hù)裝置智能自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

想要實(shí)現(xiàn)整體繼電保護(hù)裝置智能自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究，最重要的一點(diǎn)就是要根據(jù)情況的不同進(jìn)行對(duì)應(yīng)的操作，也要可以對(duì)整體的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的有基礎(chǔ)的了解，同時(shí)對(duì)于繼電保護(hù)裝置測(cè)試方式也有較為深入的了解，這是確?？梢猿浞謱?shí)現(xiàn)這一系統(tǒng)價(jià)值的最優(yōu)途徑[8]。

■3.1 AutoTest測(cè)試系統(tǒng)

在進(jìn)行繼電保護(hù)裝置智能自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的過程中，可以嘗試著從AutoTest測(cè)試系統(tǒng)這一角度展開對(duì)應(yīng)的應(yīng)用，這一系統(tǒng)本身被分為了兩個(gè)主要的運(yùn)行部分，一部分是繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測(cè)試執(zhí)行系統(tǒng)，另一部分是繼電保護(hù)裝置智能測(cè)試管理系統(tǒng)，通過這兩個(gè)系統(tǒng)的合理應(yīng)用和組合，可以充分的體現(xiàn)出繼電保護(hù)裝置智能自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的多種特點(diǎn)，既彰顯了設(shè)備智能化的優(yōu)勢(shì)，又突出表現(xiàn)了該系統(tǒng)自動(dòng)化程度高的優(yōu)點(diǎn)，更加讓繼電保護(hù)裝置智能自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)高效率、高質(zhì)量的測(cè)試。

這一測(cè)試系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方法可總結(jié)為是面向測(cè)試對(duì)象的模塊化設(shè)計(jì)方法，這一系統(tǒng)在具體的應(yīng)用之中，可以按照不同的設(shè)備特點(diǎn)進(jìn)行操作，既可以做到對(duì)自動(dòng)化測(cè)試的操作執(zhí)行，又可以做到對(duì)整個(gè)智能測(cè)試過程的管理，是一種具有充分適用性的測(cè)試系統(tǒng)[9]。

3.1.1 測(cè)試方案開發(fā)平臺(tái)

這一系統(tǒng)可以算作是整個(gè)測(cè)試之中的最重要環(huán)節(jié)之一，其連接著測(cè)試子模板庫(kù)，既可以對(duì)其輸出數(shù)據(jù)，也可以藉由其進(jìn)行對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的獲取，通過這一方式的應(yīng)用可以極大程度的提高數(shù)據(jù)的利用率，進(jìn)而推進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)的合理應(yīng)用。

3.1.2 測(cè)試子模板庫(kù)

這一系統(tǒng)在整體的AutoTest測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)之中處于核心地位，其前后連接著多個(gè)其他的系統(tǒng)，是整個(gè)繼電保護(hù)裝置智能自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)得以成功運(yùn)行的基礎(chǔ)。同時(shí)這一系統(tǒng)也是進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)分析的重要對(duì)比系統(tǒng)，可以通過將測(cè)試的結(jié)果和測(cè)試方案開發(fā)平臺(tái)之中的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比來對(duì)最終的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析和梳理。

3.1.3 自動(dòng)測(cè)試控制中心

這一系統(tǒng)可以被看作是整個(gè)繼電保護(hù)裝置智能自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的運(yùn)行前端，所有的測(cè)試都要在這一系統(tǒng)中進(jìn)行完成，并借由智能化的分析和對(duì)應(yīng)設(shè)備的應(yīng)用將測(cè)試的結(jié)果以報(bào)告和日志的形式展現(xiàn)出來，以方便這一部分在通訊規(guī)約引擎程序系統(tǒng)之中進(jìn)行下一步的工作。

3.1.4 缺陷管理子系統(tǒng)。

缺陷管理子系統(tǒng)是整個(gè)繼電保護(hù)裝置智能自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)之中較為特殊的一環(huán)，也是要人工進(jìn)行分析的一環(huán)，這一系統(tǒng)主要針對(duì)的是測(cè)試失敗的產(chǎn)品來進(jìn)行工作的。在其運(yùn)行時(shí)可以將測(cè)試失敗的例子進(jìn)行處理，充分收集缺陷出現(xiàn)的原因，再告知對(duì)應(yīng)的工作人員，針對(duì)發(fā)生故障的部位進(jìn)行更為細(xì)致的研究，雖然這一過程之中也應(yīng)用到了人力，但卻提高了整體效率，照比傳統(tǒng)方法又節(jié)省了大部分的人力，是一種值得大力推廣的技術(shù)。

可以看出，在當(dāng)前階段之內(nèi)，AutoTest測(cè)試系統(tǒng)是一種具備了多方面優(yōu)勢(shì)的繼電保護(hù)裝置智能自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，其獨(dú)特的四方面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以從多個(gè)角度讓使用者有著不同的體驗(yàn)和感受，也可以讓對(duì)應(yīng)的檢測(cè)測(cè)試工作向著高效化、智能化的方向進(jìn)行發(fā)展，最后實(shí)現(xiàn)整體繼電保護(hù)裝置智能自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的搭建，以此來提升電力安全中的繼電保護(hù)裝置質(zhì)量。

■3.2 繼電保護(hù)裝置智能自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的硬件平臺(tái)搭設(shè)

想要讓繼電保護(hù)裝置智能自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)可以進(jìn)行合理的應(yīng)用與使用，就必須要充分的看到整體系統(tǒng)在運(yùn)行中的硬件需求，這是確保最終的測(cè)試系統(tǒng)可以進(jìn)行高效應(yīng)用的重要前提，也是將這一系統(tǒng)逐漸引入到生產(chǎn)生活之中的重要一步。

在實(shí)際的準(zhǔn)備中，可以將AutoTest測(cè)試系統(tǒng)作為主要的示例，以此來進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)硬件平臺(tái)搭設(shè)的主體。在整體的AutoTest測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)用過程中，需要用到多個(gè)不同的硬件設(shè)備與對(duì)應(yīng)的電子設(shè)施，這些都是最終確保整體系統(tǒng)可以平穩(wěn)運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，其中主要包括了具備雙網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)設(shè)備、繼電保護(hù)測(cè)試儀、服務(wù)器等等，這些設(shè)備在整體的平臺(tái)搭建之中都有著自己的作用。

圖1 AutoTest測(cè)試系統(tǒng)

3.2.1 具備多線程處理器的計(jì)算機(jī)

想要讓AutoTest測(cè)試系統(tǒng)得以成功的應(yīng)用，就需要將測(cè)試部分的設(shè)備與顯示處理部分的設(shè)備進(jìn)行連接，而這其中最重要的一部分就是計(jì)算機(jī)，而之所以選擇出雙網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)設(shè)備，就是因?yàn)槠淇梢詫?duì)應(yīng)的雙方信息交互。除此之外，這一設(shè)備還承擔(dān)著很多的任務(wù)。

首先，可以根據(jù)具體帶著設(shè)備的不同來對(duì)其進(jìn)行個(gè)性化的處理，通過這樣的方式查找到對(duì)應(yīng)的測(cè)試編碼，進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)了對(duì)應(yīng)的測(cè)試平臺(tái)的合理接線。此外，還可以通過這一設(shè)備進(jìn)行測(cè)試的進(jìn)程掌握，時(shí)刻控制著測(cè)試裝置的輸出量與輸入量。

3.2.2 繼電保護(hù)測(cè)試裝置

在整體的繼電保護(hù)裝置智能自動(dòng)化測(cè)試之中，最核心的部分就是測(cè)試運(yùn)行時(shí)的繼電保護(hù)測(cè)試裝置，這一裝置從根本上決定了最終的測(cè)試結(jié)果和測(cè)試系統(tǒng)的成功與否。在實(shí)際的應(yīng)用過程之中，AutoTest測(cè)試系統(tǒng)可以采用的繼電保護(hù)測(cè)試裝置往往是較為常見的IEC61850型號(hào)的繼電保護(hù)測(cè)試儀，這些繼電保護(hù)測(cè)試儀的整體使用效果等諸多方面都有著較高的性價(jià)比，因此也成為繼電保護(hù)測(cè)試裝置之中的優(yōu)良選擇。

3.2.3服務(wù)器

在整體的AutoTest測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)之中，服務(wù)器是負(fù)責(zé)調(diào)度和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存的重要部分，這一部分從根本上讓整體的AutoTest測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)部的多個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化的結(jié)合，還可以讓對(duì)應(yīng)的工作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自身工作能力的最大化展現(xiàn)。在具體的應(yīng)用之中，服務(wù)器的選擇常常有著較多的可能，既可以將從外部單獨(dú)的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，也可以將測(cè)試中使用的計(jì)算機(jī)作為主要的虛擬服務(wù)器，兩者都可實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)用要求[10]。

4 結(jié)束語

綜上所述，在現(xiàn)階段的繼電保護(hù)裝置安裝與使用之中，仍舊存在著一定的缺陷，最大的問題就是太過于依賴于人工，而人工又是最后可能出現(xiàn)變故的重要因素，同時(shí)勞動(dòng)力成本的增加也讓繼電保護(hù)裝置智能自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的建立有了重要的意義。而在這一系統(tǒng)的搭建過程之中需要注意其內(nèi)部多個(gè)系統(tǒng)和硬件平臺(tái)之間的關(guān)系，要在保證質(zhì)量的前提下進(jìn)行對(duì)應(yīng)的應(yīng)用。