智能變電站繼電保護通用測試接口

唐志軍，朱維鈞，鄧超平，翟博龍

（國網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院，福建 福州 350007）

智能變電站繼電保護通用測試接口

唐志軍，朱維鈞，鄧超平，翟博龍

（國網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院，福建 福州 350007）

數(shù)字化繼電保護裝置是智能變電站的重要組成部分，有必要提高其檢驗工作的效率和質(zhì)量。論文分析了智能變電站數(shù)字化繼電保護裝置的測試流程，設(shè)計了一種基于XML的通用測試接口，該接口具備良好的擴展性和適應(yīng)性，便于軟件處理和移植，可在智能變電站繼電保護測試過程中發(fā)揮重要作用。

智能變電站；數(shù)字化繼電保護；XML；通用測試接口

0 引言

智能變電站數(shù)字化繼電保護系統(tǒng)在設(shè)備軟、硬件結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)接收處理模式等方面發(fā)生了變化，因此，傳統(tǒng)的測試手段已無法滿足要求，研究適用于智能變電站的測試?yán)碚摵头椒ㄒ殉蔀樾碌难芯繜狳c。

近年來，微機型繼電保護測試儀已廣泛應(yīng)用于繼電保護測試，提高了繼電保護裝置的測試水平。但在實際操作中往往需要人工不停修改參數(shù)，耗費人力物力；同時限于人工操作速度，測試要耗費大量時間，造成測試周期普遍較長，操作人員疲于奔命。

本文提出了一種基于XML的數(shù)字化繼電保護裝置通用測試接口，通過調(diào)用支持該接口的測試儀，可實現(xiàn)數(shù)字化繼電保護裝置的自動測試，能夠避免繼電保護測試耗費大量人力物力，從而提高智能變電站繼電保護測試的效率。

1 傳統(tǒng)繼電保護測試流程

目前，現(xiàn)場智能變電站數(shù)字化繼電保護裝置測試流程如下：①讀取繼電保護裝置的型號、額定參數(shù)、保護定值等信息，加載測試項，生成測試任務(wù)；②檢驗交流電流、電壓通道、SV報文是否正確；③檢驗開入量、開出量、GOOSE報文是否正常。如果開關(guān)量不正常，則發(fā)出開關(guān)量異常告警信號，結(jié)束測試；④依次投入每個測試項目的測試所需的軟壓板，進行保護功能測試，直到完成所有保護測試項目，并生成測試報告。

在上述測試流程中，幾乎每一步都需要人工參與。例如，第③步的開關(guān)量測試需要依次設(shè)置各開關(guān)量，并在裝置屏前檢查相應(yīng)的開關(guān)量是否正確；第④步在每測一個功能點的時候都需要人為操作一次。

2 通用測試接口定義

針對數(shù)字化繼電保護裝置測試流程的要求，需要開發(fā)繼電保護裝置通用測試接口和相應(yīng)的測試儀，自動完成繼電保護裝置的現(xiàn)場測試，生成滿足用戶要求格式的測試報告。

XML作為一種數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)格式，具備自定義性、可擴展性等優(yōu)點，可極大地增強不同系統(tǒng)間的交互能力。由于XML具有元語言特性、結(jié)構(gòu)化特點以及良好的可移植性，采用XML作為變電站內(nèi)部通信、數(shù)據(jù)交換的載體，無需根據(jù)不同軟、硬件平臺做額外數(shù)據(jù)處理。XML語言通過定義標(biāo)記描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和意義，容易閱讀和編寫。同時，XML語言還具有強大的可伸展性和自我描述性，使其成為數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)間交換處理、存儲最為方便的載體。

因此，采用XML語言編寫數(shù)字化繼電保護裝置通用測試接口，能夠充分利用其可伸展性、自我描述性、可移植性和通用性。數(shù)字化繼電保護裝置通用測試接口從低到高分為測試配置、測試模塊、測試模板等三個層次。

2.1測試配置

測試配置是通用測試接口的基本元素，包括文本、定值、軟壓板、開入量、開出量、變化量、電氣量等。通過全面定義測試配置，就可以使得生成的通用測試接口全面地覆蓋各種測試項目。

測試配置采用XML元語言的形式，以電氣量的定義為例，對其定義方式進行簡要介紹。電氣量定義格式見表1。

表1　電氣量定義

2.2測試模塊

測試模塊是通用測試接口的最直接組成部分，每個測試模塊都是一個基本測試項目，所有的測試模塊組成測試模塊庫，測試模塊庫的建立是通用測試接口快速實現(xiàn)的重要保證。

在測試配置基礎(chǔ)上，根據(jù)測試任務(wù)的具體要求，添加對相關(guān)參數(shù)、故障或測試點的定義以及相應(yīng)測試報告的XML語言定義，形成完整的測試模塊。

（1）模塊參數(shù)定義。模塊參數(shù)表征模塊各種屬性，是對模塊的具體描述，表2列舉了模塊參數(shù)部分變量的定義。

表2　模塊參數(shù)定義

（2）故障定義。故障定義是為檢驗保護和其他功能而進行的故障量的設(shè)置，表3列舉了部分故障參數(shù)定義格式。

表3　故障定義

（3）測試點定義。測試點的定義是對測試模塊中每個最小測試單元的定義，定義格式如表4所示。

表4　測試點定義

（4）測試報告定義。測試報告定義就是測試結(jié)果生成的格式報告，具體格式如表5所示。

表5　測試報告的定義

（5）測試任務(wù)定義。每個測試任務(wù)需要生成一個或多個測試任務(wù)模塊。每個測試任務(wù)模塊都用來完成一項獨立的測試。下面以光數(shù)字測試_GOOSE測試模塊為例進行說明：光數(shù)字測試_GOOSE測試主要是測試開關(guān)量是否正常，其測試任務(wù)依次包含測試模塊描述、模塊版本描述、子模塊選擇、SV頁面配置、GOOSE頁面配置、GOOSE控制塊信息以及測試點篩選配置信息等（該模塊格式描述略）。

2.3測試模板

按照智能變電站的功能，測試任務(wù)一般包含光數(shù)字測試、狀態(tài)序列、整組試驗、諧波試驗、遞變滑差、時間特性、線路保護、阻抗邊界、差動試驗、并列同期、低周低壓減載、故障再現(xiàn)、振蕩試驗等測試任務(wù)。各項測試任務(wù)分別測試變電站的IED之間的通信是否通暢，或者各個IED的測試功能是否完備。在實際應(yīng)用時，可以根據(jù)工程需要添加任意種類和數(shù)量的測試任務(wù)。

各項測試任務(wù)模塊組合起來，形成完整的測試模板。測試模板的格式如下：

＜Solution Version="0.7"SolutionName="解決方案"〉//測試模板描述開始

＜SubItems〉//測試任務(wù)模塊集合

……

＜/SubItems〉//測試任務(wù)模塊定義結(jié)束

＜/Solution〉//測試模板定義結(jié)束

3 測試模板生成方法

變電站系統(tǒng)配置描述SCD文件是符合變電站智能電子設(shè)備配置語言SCL（Substation Configure Language）規(guī)范的文件，也是變電站內(nèi)數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)語言。SCD文件包含了變電站所有基本配置信息，描述了所有智能電子設(shè)備IED的實例配置和通信參數(shù)、IED之間的通信配置、變電站一次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及信號聯(lián)系信息。因此，首先要解析變電站SCD文件，獲得變電站所有IED的詳細配置信息，作為模板編寫的依據(jù)。測試模板編寫流程如圖1所示。

以下是上位機軟件中測試模板的配置過程：①導(dǎo)入測試所需報文：在測試配置中導(dǎo)入測試所需要的SV、GOOSE報文信息并分配到具體的發(fā)送端口；②選擇SCD文件：選中要測試的變電所SCD文件并導(dǎo)入；③選擇控制塊：根據(jù)測試試驗要求和內(nèi)容，選擇一個或者多個測試塊；④設(shè)置控制塊參數(shù)：設(shè)置選中的控制塊各通道相別、變比、品質(zhì)因數(shù)、通道映射等參數(shù)；⑤添加測試模塊：對具體保護或功能添加測試模塊；⑥添加測試點：首先為每個測試任務(wù)模塊添加若干測試點，然后分別設(shè)置各測試點的參數(shù)，用于生成測試數(shù)據(jù)。

General Relay Test Interface for Intelligent Substation

TANG Zhi-Jun，ZHU Wei-Jun，DENG Chao-Ping，ZHAI Bo-Long
（Fujian Electric Power Research Institute，F(xiàn)uzhou Fujian 350007，China）

As an important part of intelligent substation，digital relay protection device should be necessary to improve the test efficiency and quality of work.This paper is not only analyzing the testing process of the intelligent substation digital protection device，but also designing a universal testing interface which is scalable and adaptable.The interface is based on XML that it's easy to processing and transplanting for software.It can play an important role in intelligent substation relay protection testing process.

intelligent substation；digital protection device；XML；universal test interface

TM58

A

10.3969/j.issn.1002-6673.2015.02.037

1002-6673（2015）02-097-03

2014-12-20

唐志軍（1973-），男，碩士研究生，高級工程師。主要研究方向：繼電保護、自動化技術(shù)的試驗與研究；朱維鈞（1982-），男，碩士研究生，高級工程師。主要研究方向：繼電保護、自動化技術(shù)的試驗與研究。