試析智能變電站繼電保護裝置自動測試系統研究和應用

李愷 何為

（國網荊州供電公司檢修分公司變電檢修室，湖北荊州 434000）

試析智能變電站繼電保護裝置自動測試系統研究和應用

李愷 何為

（國網荊州供電公司檢修分公司變電檢修室，湖北荊州 434000）

電力系統的可靠運行對電力企業和電網發展至關重要，而電力系統中繼電保護裝置對系統的安全穩定運行又起著重要的作用。隨著計算機技術、信息技術不斷發展，這些新技術在繼電保護裝置中的應用使得繼電保護裝置的功能變得越來越復雜，從而造成工作人員對保護裝置的測試難度不斷加大，給繼電保護裝置的測試與校驗帶來新的挑戰。本文以繼電保護裝置自動測試系統的設計與應用為研究對象，從自動測試系統的概述、系統設計以及系統應用三個方面進行詳細論述。

繼電保護裝置 自動測試系統 研究 應用

自動測試是測試繼電保護裝置的一種有效測試方法。由于傳統變電站繼電保護裝置對外接口不統一，這就導致自動測試方法無法有效應用于傳統變電站繼電保護裝置測試中。當前，我國多數企業對繼電保護裝置的測試主要運用繼電保護測試儀手動測試的傳統方法來完成，這種方法有著很大的不足，比如測試效率比較低，受人為因素影響比較大等。智能變電站的繼電保護裝置在IEC61850標準的基礎上，有效實現了輸入與輸出信息的標準化，尤其是在建模、軟壓板以及對外接口信息等方面使用了規范化設計，在良好運用網絡的前提下可以實現數據的共享，這就為繼電保護裝置的自動測試提供了有利條件。

1 繼電保護裝置自動測試系統概述

通常來說，繼電保護裝置主要包括四個階段的測試，分別是研發測試、入網測試、生產測試以及現場校驗。依據自動測試系統的測試內容與測試要求，可以將繼電保護裝置的測試分為兩個階段，分別是研發階段與生產檢測階段。

繼電保護裝置自動測試的研發階段：根據繼電保護裝置研發過程的工作要求，需要對繼電保護裝置進行非常嚴格的測試，通常是以組建實時仿真系統，來完成對繼電保護裝的自動化及實時性的系統測試。從繼電保護裝置研發階段的測試內容來說，主要包括四個方面的內容：其一，繼電保護裝置性能測試。主要分為動作性能、時間參數以及功能性檢測；其二，繼電保護裝置電磁兼容性測試。主要分為快速瞬變、靜電放電以及輻射電磁場 ；其三，繼電保護裝置軟、硬件測試。主要測試軟、硬件的穩定性；其四，繼電保護裝置其他相關性測試。主要分為溫升、絕緣以及機械［1］。

繼電保護裝置自動測試的生產檢測階段：從繼電保護裝置生產檢測的要求來說，通常是檢測繼電保護裝置的硬件穩定性、動作性能、保護功能以及其他一般性檢測項目。從繼電保護裝置生產檢測的內容來說，主要包括四個方面，分別是保護硬件常規檢測、軟件動作性能參數檢測、時間同步功能檢測以及通信協議檢測。

2 自動測試系統設計

本文的設計思路主要是在現有智能繼電保護測試儀的基礎上，進行自動測試系統軟件的開發，建立一整套繼電保護裝置自動測試系統。設計的總體結構如圖1所示。

在該系統中，自動測試系統軟件通過套接字同測試儀客戶端軟件進行連接，以實現兩者之間的順暢通信，進而完成控制命令的下發和測試結果的反饋等任務。被測繼電保護裝置主要是實現下發保護裝置控制命令，以及獲取繼電保護裝置動作報告、錄波以及遙信變位等信息的功能。通過該系統可以對測試任務進行調度控制，并對反饋的結果信息進行判斷，從而實現全自動閉環測試［2］。

圖1 自動測試系統結構

在該自動測試系統軟件中主要包括六個模塊：其一，執行控制模塊。該模塊主要負責整個系統任務的調度執行與結果判斷工作；其二，通信模塊。該模塊主要負責通信功能，即完成與測試儀客戶端程序以及繼電保護裝置的通信，與此同時，該模塊還應執行控制模塊控制命令的下發，并對測試的結果進行接收與分析；其三，用例編輯模塊。該模塊主要是對測試用例進行編輯，在設計的時候應該遵循容易操作的原則；其四，用例管理模塊。該模塊主要是對用例進行備份，同時對某些用例實現加載的功能；其五，日志模塊。該模塊主要對整個自動測試系統工作過程中的所有信息進行自動記錄，從而有利于問題的發現；其六，報告生成模塊。該模塊主要是在測試完成之后，自動生成指定格式的測試報告。

3 繼電保護裝置自動測試系統的應用

3.1 應用實例分析

在220kV線路光纖差動保護裝置中應用本文中設計的自動測試系統，其具體應用流程如下。

第一步，制定具體的測試方案，規定測試項目，并確定測試要求。線路保護的測試方案主要包含四個保護模塊，分別是差動保護、距離保護、零序保護以及重合閘功能。對保護模塊測試主要內容包含兩個方面，其一是性能方面的測試，主要包含了定值精度以及動作時間兩個指標，其二是保護邏輯方面的測試，主要包含了各種區內外瞬時故障、轉換型以及永久性故障。

第二步，建立測試用例庫。以第一步中的具體測試方案為依據，對測試的項目進行細化，并編制測試用例，完成之后再對測試用例的有效性進行驗證，等到合格之后將其提交給測試用例庫。

第三步，在進行測試的過程中，從測試用例庫中提取對應測試用例直接進行加載，并開始進行自動測試。

3.2 應用效果分析

在智能繼電保護測試儀的基礎上建立的繼電保護裝置自動測試系統達到了以下幾個方面的效果：第一，該系統實現了繼電保護裝置的全自動測試，從而使得繼電保護裝置的測試流程更加優化，并大大提高了繼電保護裝置自動測試的效率［3］；第二，該系統可以支持繼電保護裝置重復測試，并能夠將測試過程中的小概率問題進行充分的暴露，從而使得自動測試更加完善而全面；第三，該系統的運用排除了人工測試中容易出現的不確定因素，不僅保證了測試的一致性，同時還保證了測試結果的精確性。

4 結語

綜上所述，繼電保護裝置的可靠性對電力系統的正常運行起著重要作用，因此對繼電保護裝置的測試就顯得尤為重要。本文以智能繼電保護測試儀為平臺，開發了一套自動測試系統軟件，闡述了智能變電站繼電保護自動測試的方法。該系統能夠大大降低作業人員的工作量，并能夠保障測試結果的準確率。隨著信息技術的不斷發展，高新技術在智能變電站中的應用越來越成熟，在整個變電站工程的調試與驗收環節，本文設計的自動測試系統具有很好的參考借鑒價值。

［1］于朝輝，張穎紅，張鋒，等.微機繼電保護裝置主板自動測試系統的設計與應用［J］.繼電器，2011.

［2］應站煌，胡建斌，趙瑞東，等.繼電保護裝置自動測試系統研究和設計［J］.電力系統保護與控制，2012.

［3］姚亮，陳實，張勇剛，等.新型繼電保護裝置自動測試系統設計應用［J］.華電技術，2015.

愷李（1984—），男，湖北京山人，本科，助理工程師，電氣工程及自動化-繼電保護專業。