繼電保護(hù)裝置自動測試系統(tǒng)設(shè)計研究

董傳岳

摘 要：隨著社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步，電能的使用量日益增加。現(xiàn)如今，各地區(qū)電力電網(wǎng)建設(shè)的主要工程項(xiàng)目就是變電站建設(shè)。繼電保護(hù)裝置的自動測試系統(tǒng)始終是變電站建設(shè)過程中的建設(shè)重點(diǎn)。繼電保護(hù)裝置的自動測試系統(tǒng)也是智能化電網(wǎng)建設(shè)的重要技術(shù)之一。本文將從傳統(tǒng)測試技術(shù)與基本智能化測試技術(shù)入手，結(jié)合當(dāng)下電網(wǎng)建設(shè)過程中自動測試技術(shù)的運(yùn)用范圍，對繼電保護(hù)裝置自動測試系統(tǒng)的相關(guān)概念以及結(jié)構(gòu)設(shè)計和流程設(shè)計進(jìn)行了簡單的闡述，希望借此方式對我國變電保護(hù)和測試技術(shù)的進(jìn)步帶來新的啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；自動測試；智能化

隨著科技的進(jìn)步，計算機(jī)技術(shù)開始廣泛運(yùn)用于電力系統(tǒng)中，在這種背景下，繼電保護(hù)技術(shù)作為電網(wǎng)的傳統(tǒng)技術(shù)，其發(fā)展前景越來越好。繼電保護(hù)技術(shù)所運(yùn)用的原理呈現(xiàn)出日新月異的態(tài)勢。再加上當(dāng)下對智能電網(wǎng)建設(shè)的呼聲越來越高，以微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)為核心的智能化繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展開始被提上日程。

近幾年來，變電站的發(fā)展速度總體呈現(xiàn)高速態(tài)勢，建設(shè)規(guī)模越來越大，智能化程度也越來越高。為了順應(yīng)電力系統(tǒng)朝智能化發(fā)展的潮流，必須提高繼電保護(hù)裝置的科技含量與自動化程度。在傳統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的研發(fā)過程中，為了保證相關(guān)程序不出現(xiàn)任何漏洞和缺陷，往往需要開發(fā)人員花費(fèi)幾個月的時間和精力來對測試系統(tǒng)的保護(hù)程序進(jìn)行手動調(diào)試?？傮w來說，當(dāng)下的繼電保護(hù)裝置的自動測試系統(tǒng)自動化程度不夠高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于時代的需求。

本文將首先介紹繼電保護(hù)裝置測試的現(xiàn)狀和特點(diǎn)，主要涉及繼電保護(hù)裝置的研發(fā)和生產(chǎn)方面各自的測試特點(diǎn)，并分析探討傳統(tǒng)的人工測試方式存在的問題，然后提出對應(yīng)的解決辦法。即在測試領(lǐng)域中引入自動測試概念和自動測試化工具，明確繼電保護(hù)裝置自動化測試系統(tǒng)所應(yīng)具有的基本設(shè)計目標(biāo)和應(yīng)該遵守的基本原則，并在此基礎(chǔ)上，提出現(xiàn)有的繼電保護(hù)裝置自動測試系統(tǒng)的具體方案。

1 傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置測試系統(tǒng)的主要流程

目前，我國繼電保護(hù)裝置檢測系統(tǒng)從研發(fā)到投入生產(chǎn)一般要經(jīng)過以下4個階段的測試：研發(fā)測試、并網(wǎng)測試、成品檢測和實(shí)地檢驗(yàn)。

在研發(fā)測試階段，基于繼電保護(hù)這一環(huán)節(jié)在電網(wǎng)運(yùn)行中的重要性和特殊性，繼電保護(hù)產(chǎn)品的研發(fā)過程非常嚴(yán)格，通常要建立實(shí)時仿真系統(tǒng)、設(shè)備自動化、實(shí)時系統(tǒng)測試。測試內(nèi)容包括：①設(shè)備的綜合功能測試，包括開關(guān)性能、作用原理、時間參數(shù)和功能測試。②電磁兼容測試設(shè)備，包括瞬時放電，空氣放電，電磁波干擾等測試項(xiàng)目。③設(shè)備溫度升高，絕緣，機(jī)械，電力供應(yīng)和其他相關(guān)測試。④裝置軟件和硬件的穩(wěn)定性試驗(yàn)。在生產(chǎn)和現(xiàn)場測試中，測試任務(wù)主要是檢測設(shè)備的硬件、性能、防護(hù)等一般測試項(xiàng)目。測試內(nèi)容包括：①設(shè)備相關(guān)器件健康度的常規(guī)檢測；②設(shè)備時間同步功能檢測；③設(shè)備通信協(xié)議檢測及檢測設(shè)備的遠(yuǎn)程信息功能。研發(fā)測試的目標(biāo)是驗(yàn)證研發(fā)中的軟硬件設(shè)計是否符合繼電保護(hù)產(chǎn)品的要求。產(chǎn)品造型一般，測試設(shè)備專業(yè)化，檢測度高，檢測項(xiàng)目長，測試時間長。產(chǎn)品設(shè)計不存在缺陷的情況下，針對特定設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品軟硬件等相關(guān)例行測試，確保出廠產(chǎn)品的質(zhì)量和正常使用。測試項(xiàng)目相對穩(wěn)定，測試要求統(tǒng)一。這兩者之間在內(nèi)部上存在相互聯(lián)系和相互作用的關(guān)系，它們共同構(gòu)成一個完整的繼電保護(hù)裝置檢測流程。生產(chǎn)過程的測試過程規(guī)范化，測試要求統(tǒng)一，測試工作量巨大，因此生產(chǎn)測試具有引入自動測試系統(tǒng)的基本條件和實(shí)際意義。

2 新型繼電保護(hù)自動測試系統(tǒng)的設(shè)計

現(xiàn)如今，新型繼電保護(hù)自動測試系統(tǒng)主要采用模塊化的設(shè)計思想，總體而言繼電保護(hù)裝置自動測試系統(tǒng)的組成分為以下幾個模塊：

2.1 通信模塊

該模塊主要起到智能通信的作用。使用過程中主要體現(xiàn)為讀操作：（1）在線讀保護(hù)裝置遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程控制操作；（2）在存在異常保護(hù)的情況下可以自動記錄和保存數(shù)據(jù)傳輸。由于系統(tǒng)必須面對不同的保護(hù)設(shè)備，雖然制造商都按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計，但不可避免會出現(xiàn)問題，引起不同的理解標(biāo)準(zhǔn)，并且通信模塊將被系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換為獨(dú)立的配置文件，系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換將會參照這個數(shù)據(jù)文件，從而對各個保護(hù)器件實(shí)現(xiàn)辨別功能，這樣可以避免早期的自動測試軟件所需的各種保護(hù)裝置專門開發(fā)的配置問題。另外，由于許多電流保護(hù)器件保護(hù)和監(jiān)控器件，原先的系統(tǒng)在反應(yīng)上存在滯后性，自動測試系統(tǒng)可以更充分地滿足測試要求。

2.2 模板編輯模塊

該模塊用于自動測試系統(tǒng)，通過相關(guān)生成的文件來對自動測試中的具體步驟進(jìn)行規(guī)定，同時結(jié)合報表模塊，可以自由定義格式和書簽形式自動填寫功能。模板編輯在自動測試系統(tǒng)中被定義為模板中的模板，主要有3個類別。其中，最小應(yīng)用模塊的子模板根據(jù)配置文件為站點(diǎn)的保護(hù)功能；具有特定保護(hù)設(shè)備描述文件（SCD）的相應(yīng)子模板特定測試模塊配置生成；用于文件的多個實(shí)例化的復(fù)合模板。在實(shí)際應(yīng)用中，依照相關(guān)的設(shè)定來運(yùn)行。

2.3 自動化測試執(zhí)行模塊

自動測試系統(tǒng)使用測試執(zhí)行模塊編譯可實(shí)現(xiàn)自動通信，以及測試儀器和設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)自動完成功能。

3 結(jié)論

現(xiàn)有的智能繼電保護(hù)裝置自動測試系統(tǒng)采用IEC協(xié)議作為設(shè)計的基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)信息共享和互操作性。新的自動測試系統(tǒng)可以通過使用基本模板來實(shí)現(xiàn)不同的保護(hù)功能，從而對不同的保護(hù)器件實(shí)現(xiàn)自動辨別的功能，并自動生成測試模塊和相關(guān)測試數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了整個測試過程無人參與的基本目標(biāo)，大大提高了智能電網(wǎng)的保護(hù)和開發(fā)過程，縮短了變電站的調(diào)試時間。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：遼寧省電力有限公司檢修分公司）