智能變電站二次系統通訊測試研究

王高飛　范子文

摘要：文章依據IEC61850、技術導則等智能變電站相關標準規(guī)范，描述了智能變電站通訊系統中模型數據測試、網絡系統測試、過程層測試等測試項目及方法，為變電二次運維人員驗收調試提供基礎，具有一定的推廣意義。

關鍵詞：智能變電站；二次系統；通訊測試；模型數據測試；網絡系統測試；過程層測試 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2015）32-0008-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.005

1 概述

隨著智能變電站大量投入運行，急需對其站內設備的驗收調試項目及測試方法進行研究，由于智能變電站均為數字信號傳輸且全部依賴網絡通訊，因此其通訊測試對智能變電站運行具有重大作用。

2 通訊測試

2.1 模型數據測試

智能變電站的全站配置文件也就是SCD文件，是用來描述站內功能的，是聯調和測試的基礎，需要根據設計單位的要求，由裝置廠家和集成商共同完成。因此，其最終版本的正確性和有效性必須進行驗證。

2.1.1 文檔檢測。文檔檢測項目包含模型實現一致性聲明、協議實現一致性聲明、協議實現額外信息三部分。

文件版本檢查包括：MICS文件（模型實現一致性陳述文件）：MICS是系統或裝置所支持的標準數據對象模型的詳細內容，表示了裝置建模的能力；PICS文件（協議實現一致性陳述文件）：PICS是裝置或系統完成功能的能力描述，檢查其是否實現工程應用的能力；PIXIT文件（協議實現外的測試描述文件）：PIXIT包含系統特定的信息，包括標準可選參數的具體實現。

2.1.2 裝置ICD文件的合法性靜態(tài)檢測。此項中應進行模型合法化檢查、SCL內部合法性檢查、SCL應用檢查，要求ICD模型必須符合《變電站通信網絡和系統》（DL/T 860-6）。

2.1.3 報告模型。測試根據數據集的配置產生報告，并采取緩存和非緩存方式上送報告的功能。

2.1.4 通用變電站事件模型。測試變電站內快速報文的傳輸功能。

2.2 網絡系統測試

這里用于智能變電站的網絡系統進行功能和性能測試，檢驗智能變電站的網絡節(jié)點（工業(yè)以太網交換機）的功能性能是否滿足需求，驗證整站運行后的網絡流量是否正常，同時保證網絡系統為今后的變電站升級做好性能和功能冗余。按照智能變電站網絡拓撲結構圖，建立網絡系統測試環(huán)境，組網后對智能變電站過程層、間隔層、站控層等網絡（SV網、GOOSE網、MMS網）經過采樣數據流、分析數據流、構造數據流，搭建更加真實的、復雜的智能變電站網絡環(huán)境，分別發(fā)送極限流量和常規(guī)流量，測試出整站系統級的網絡數據交換性能和功能，以確保智能變電站關鍵組網設備的功能和性能滿足要求，并適應今后一段時間的發(fā)展需求。需要測試交換機802.3q具有優(yōu)先級處理功能；檢查VLAN能夠正確隔離不同的VLAN數據。

2.3 過程層調試

過程層調試包括智能操作箱和合并單元的調試，調試的主要依據為各設備的調試大綱，調試前各廠家需要提供設備的模型文件，系統集成商完成模型文件合法性的檢測。合并單元調試時如果互感器輸入的型式為非傳統測試接口，合并單元廠家需要提供接口轉換裝置模擬一次互感器輸出。

2.3.1 合并單元測試：母線電壓合并單元電壓并列方法：模擬現場實際并列條件（由操作箱發(fā)相關信號到MU）進行測試；間隔合并單元電壓切換方法：合并單元根據采集到的線路實際運行方式進行電壓切換。

2.3.2 操作箱測試：固有動作時間：用數字化測試儀模擬跳閘令，將操作箱跳閘報文接回測試儀，從測試儀可以看到操作箱的固有動作時間；soe測試：利用網絡記錄儀或者用第三方軟件抓包測試；跳閘確認報文：利用網絡記錄儀或者用第三方軟件抓包測試。

2.3.3 關聯測試：（1）后臺與裝置建立關聯，然后釋放關聯，測試連接是否能夠正確建立和釋放；（2）運行多個客戶端同時與裝置建立關聯，測試裝置最大能夠建立的關聯數；（3）后臺與裝置建立關聯，然后重啟后臺，檢查后臺與裝置是否能夠恢復連接，記錄恢復所需時間；（4）后臺與裝置建立關聯，然后重啟裝置，檢查后臺與裝置是否能夠恢復連接，記錄恢復所需時間；（5）后臺與裝置建立關聯，然后斷開網絡線，檢查后臺與裝置是否能夠檢出通訊故障，記錄檢出故障的時間；（6）檢查后臺與裝置是否能夠恢復連接，記錄恢復所需時間；（7）后臺與裝置建立關聯，然后斷開網絡線，當后臺或裝置檢出通訊故障后插上網絡線，檢查后臺與裝置是否能夠恢復連接，記錄恢復所需時間；（8）后臺與裝置建立關聯，然后斷開網絡線，當后臺與裝置均檢出通訊故障后插上網絡線，檢查后臺與裝置是否能夠恢復連接，記錄恢復所需時間。

2.4 間隔層調試

間隔層調試對象為保護測控裝置，調試的主要依據為各設備的調試大綱，調試前各廠家需要提供設備的模型文件，系統集成商完成模型文件合法性的檢測。對單裝置調試時帶MU測試。在進行間隔層設備調試時，可以使用過程層設備作整組試驗，同時檢測交換機的配置情況，其中包含測控功能檢驗、常規(guī)四遙功能測試、同期功能測試、保護功能檢查、采樣精度測試。

2.5 其他功能測試

任選一臺測控裝置進行如下功能測試試驗，包括開關量防抖動功能、通訊監(jiān)測功能、SOE分辨率測試等。每種操作箱任選一臺，將SOE分辨率測試儀發(fā)出的相隔1ms的空接點脈沖信號輸出接入到不同裝置或同一裝置的兩個開入回路（注意開入電源的匹配），通過檢查這些開入的SOE時間記錄相差值來檢查SOE分辨率。

2.6 間隔層防誤閉鎖功能測試

間隔層防誤閉鎖功能檢查以五防閉鎖邏輯圖為依據，測試正反邏輯。一方面，需要任選一測控裝置，在滿足五防閉鎖條件下進行相關操作，驗收相關操作是否只能成功；另一方面，需要任選一測控裝置，在違反五防閉鎖條件下進行相關操作，驗收相關操作是否被閉鎖。另外，當間隔裝置檢修，其他間隔裝置通訊中斷時能否正常工作。

2.7 站控層調試內容

在進行間隔層設備調試的同時開展站控層設備的調試，SNTP對時，一體化五防、順控功能。要求：定值排序及描述符合《IEC61850國際標準工程化實施技術規(guī)范》（送審稿）要求，支持定值召喚、編輯及定值區(qū)切換。錄波文件命名及頭文件格式應符合《IEC61850國際標準工程化實施技術規(guī)范》（送審稿）要求。監(jiān)控系統必須支持雙網工作模式，能正確判斷網絡通訊情況并告警。裝置能正確解析和處理年、月、日、時、分、秒信息。

3 結語

本文針對智能變電站二次系統通訊測試項目及方法進行了詳細研究，按照分層分級的原理進行描述，這也為智能變電站投運前驗收及運維過程中的測試項目及要求提供了理論支撐。

參考文獻

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[2] 樊陳，等.智能變電站信息模型討論[J].電力系統自動化，2012，36（13）.

[3] 朱炳泉，等.基于IEC61850GOOSE技術的繼電保護工程應用[J].電力系統自動化，2009，33（8）.

作者簡介：王高飛（1981-），男，供職于西電三菱電機開關設備有限公司，研究方向：電力系統一、二次設備的調試；范子文（1985-），男，供職于西電三菱電機開關設備有限公司，研究方向：電力系統一、二次設備的調試。

（責任編輯：周 瓊）