智能變電站繼電保護裝置一鍵式測試方法及系統研究

陳玉會

摘 要：近年來，我國電力產業發展迅速，且為促進國民經濟的發展做出了較大貢獻。作為電力系統的關鍵組成部分，智能變電站不僅關系著電力系統的運行情況，而且對于電力產業的發展也具有重要影響。基于此，文章以智能變電站繼電保護裝置作為主要研究對象，通過引入一鍵式測試方法對繼電保護裝置進行了全面測試，進而以一鍵式測試系統為確保智能變電站的安全、可靠運行提供了良好保障。

關鍵詞：智能變電站；繼電保護裝置；IEC61850繼電保護測試儀

前言

輸變電設備的不斷增加使得智能變電站繼電保護裝置測試的工作難度也逐漸加大，傳統的以人工測試為主的繼電保護裝置的測試已難以滿足輸變電設備安全運行的需求。因此，文章提出基于一鍵式測試的智能變電站繼電保護裝置的測試方法，在對其測試原理和流程進行分析的基礎上，對一鍵式測試系統展開設計，以期為提高電力系統的安全運行提供有價值的參考意見。

1 一鍵式測試方法分析

1.1 配置信息的導入

對智能變電站進行分析可知，其對信息的導入配置功能是可自動實現的。智能變電站的配置信息大都集中在系統與自身的配置描述文件當中，而繼電保護裝置的一鍵式測試方法則通過將被測變電站全站配置系統的掃描文件以及相應繼電保護裝置的CID文件予以導入，從而獲取所測變電站繼電保護裝置的各類運行指標和相關參數[1]。需要說明的是，信息自動配置功能通常是以基于串流媒體傳送協議的網絡，即MMS網絡來實現的，通過利用MMS網絡對所測繼電保護裝置的定制信息予以獲取，并對Goose（面向對象的變電站時間）的信息進行接收和傳送，從而對檢驗所需的軟壓板展開自動投退，以達到配置信息導入的目的。

1.2 一鍵式自動測試原理

繼電保護裝置的一鍵式自動測試是利用SCD文件對待測繼電保護裝置信息以及相關智能單元信息進行配置，并以MMS網絡獲取保護裝置的保護定制信息予以實現的。在一鍵式測試過程中，測試人員需要對既有的MU實施斷電操作，并利用一鍵式測試系統對MU進行模擬，從而向保護裝置發送信息，在此過程中，系統需要利用Goose網絡同時獲取保護裝置的跳閘信息和智能終端斷路器本身的位置信息，而繼電保護裝置向智能變電站主站上傳事件順序記錄（SOE）和故障動作報文這一操作，則以MMS網絡予以實現。

1.3 一鍵式自動測試系統及其工作流程

文章所分析的一鍵式測試系統為IEC61850測試系統，其與SV網以及MMS網和Goose網間以光纖進行連接，由于IEC61850（電力系統自動化全球通用標準）自身具有系統化以及網絡化的特征，故一鍵式測試裝置以SCD文件所測繼電保護裝置的信息進行獲取即可。在導入SCD文件后，獲取智能變電站全站各裝置的配置信息，從而獲取不同裝置中數據的具體流項，如SV與Gssoe流向，而后，后臺軟件開始對全站模型進行搭建，同時，將全站的設備信息一一列舉[2]。在繼電保護裝置測試前，測試人員需要先對所測試的設備及其測試項目進行科學選擇，并根據系統所列的配置信息，對繼電保護裝置展開測試。測試項目的確定方式如下：一鍵式測試系統將動作行為定義、動作行為定值以及裝置信息進行有機整合，從而獲取所測項目以及項目的實施方案和測試結果的模板。對于用戶而言，其可在對系統提供的測試項目以及結果模板進行分析、調整的基礎上，對全部信息進行確認并開展一鍵式測試。

2 繼電保護裝置一鍵式測試系統分析

2.1 軟件平臺

對IEC61850一鍵式測試系統的軟件平臺進行分析如下。系統軟件平臺主要包括了兩個部分，分別為功能模塊與公用平臺，其中，功能模塊可以繼電保護裝置的具體測試項目進行劃分，需要說明的是，若軟件平臺的功能模塊劃分較細，則每一模塊的功能就需要設置的相對簡單些，從而提高各類功能模塊的可操作性。在公用平臺方面，由于其具有各功能模塊的公用部分，因此，其在系統運行時，始終處于打開狀態，故可以動態鏈接庫的方式實現公用平臺對各類功能模塊的控制，從而確保系統結構和運行的穩定性。以模板調用功能模塊為例，在繼電保護裝置的一鍵式測試系統當中，模板實際上是具有特定意義的格式文件，通常情況下，其編寫形式為字符式編寫[3]。在實際測試過程中，由于包括模板在內的不同模塊所具備的測試功能也不盡相同，因此，在實際檢驗過程中，必須對模板所對應的格式文件進行單獨檢驗和傳輸，以達到對變電站繼電保護裝置實現一鍵式測試的目的。

2.2 硬件平臺

基于一鍵式測試方法的智能變電站繼電保護裝置測試系統的硬件部分主要包括了計算機、IEC61850繼電保護測試儀以及被測繼電保護裝置本身等，其中，計算機和IEC61850繼電保護測試儀之間主要以以太網口進行連接，其主要功能為導入、測試、管理SCD和CID兩類文件，同時，生成SCD和CID文件的實驗報告與用戶圖形的GUI界面。IEC61850繼電保護測試儀主要負責對計算機所發出的實驗控制指令與配置指令等予以接收，并根據所接收的相關指令做出回應，即發出與所接指令向對應的SV與Goose報文，從而對被測智能變電站的繼電保護裝置進行測試。此外，為了使一鍵式測試系統能夠更好地與現場開關量的硬接點信號相兼容，還需另外設置8路硬接點開關信號輸入量以及4路硬接點開關信號輸出量；為了確保保護裝置各參數和指標測量的同步性，還可引入基于GPS的光串行時間碼，即IRIG-B碼進行對時[4]。由此可見，IEC61850繼電保護測試儀則為一鍵式測試系統硬件平臺的核心，因此，下文則著重對此硬件裝置的工作特點和原理進行深入說明。IEC61850繼電保護測試儀不僅能夠實現基于多光以太網口的單一繼電保護裝置的測試，而且能夠實現基于多組（≤4）光以太網口的不同繼電保護裝置的測試。通過將DSP以及基于FPGA的數字信號處理系統進行有機結合，在增強系統實時性的基礎上，從整體上提高其對數據的處理能力，確保一鍵式測試系統在發送SV報文時，仍然可以確保自身具有較穩定的輸出。此外，DSP和數字信號處理系統的引入還能夠保證一鍵式測試系統對繼電保護裝置各參數信息的最大采樣率高于測試現場EVT，即電子式電壓互感器的采樣率，從而增加發送與解析的Goose的報文個數，實現對繼電保護裝置的全面測試。

3 結束語

文章通過對一鍵式測試方法進行分析，在對智能變電站繼電保護裝置一鍵式測試的原理予以說明的基礎上，結合具體測試流程，從軟件平臺與硬件平臺兩方面對繼電保護裝置的一鍵式測試系統做出了全面探究。研究結果表明，一鍵式測試系統在智能變電站繼電保護裝置測試中的應用，具有較好地滿足繼電保護裝置的測試要求，對于確保輸變電站的安全、有效運行具有至關重要的作用。

參考文獻

[1]浮明軍，劉昊昱，董磊超.智能變電站繼電保護裝置自動測試系統研究和應用[J].電力系統保護與控制，2015，1（12）：40-44.

[2]唐志軍，林國棟，朱維鈞，等.智能變電站二次設備集成測試系統[J].華東電力，2014，12（6）：2516-2521.

[3]童潔，陳曉剛，侯偉宏.智能變電站不停電電力系統繼電保護校驗技術[J].水電能源科學，2013，7（11）：218-221.

[4]李寶偉，倪傳坤，李寶潭，等.新一代智能變電站繼電保護故障可視化分析方案[J].電力系統自動化，2014，5（12）：73-77.