探討智能變電站繼電保護裝置自動測試系統

吳江雄

【摘 要】在智能變電站中，繼電保護裝置是否能夠正常運行，關系著整個電力系統的穩定性和安全性。在智能技術不斷發展的過程中，智能電網的建設力度越來越大，變電站中所使用的繼電保護裝置數量也在增加。因此，需要利用自動測試系統隨時監測繼電保護裝置的工作狀況。本文就針對智能變電站繼電保護裝置自動測試系統相關內容進行了探討。

【關鍵詞】智能變電站;繼電保護裝置;自動測試系統

1智能變電站繼電保護裝置自動測試技術概述

在智能變電站的運行過程中，使用自動化測試系統可以最大化發揮出智能變電站的作用，目前最常使用的測試系統就是自動化的測試系統。它可以在不同類型的繼電保護裝置中使用，并且根據不同的變電站可采取不同的處理方法。因此，本文主要是對自動測試系統進行了簡要的分析。一般情況下，要對應用程序的大小和結果進行預測，并采取兩個點進行檢測，同時還要對設備進行檢測。在測試之前，測試者要根據不同的儀器設備對相關參數進行調整。簡而言之，對出現錯誤的地方要確定出錯的原因，并確定時間。由于測試結果與預期結果之間會存在差異，因此，當測試完成后，測試人員需要對測試結果進行仔細的保管。

2智能變電站繼電保護裝置自動測試關鍵技術

2.1外部接口分析

據相關規定，在使用35kV、66kV的電子式互感器時，應以智能終端和測控裝置之間的保護間隔為依據進行單元的合并。因此，當我國的智能變電站系統電壓等級處于66kV、35kV以及以下電壓等級時，電子式互感器的微小信息一般是變電站的繼電保護裝置采用的模擬量數據。在電壓等級是110V（沒有110V的這個電壓等級）時，繼電保護裝置通常將數字信號作為模擬量數據。一般情況下，以IEC61850標準作為繼電保護裝置和監控系統的通信標準，通信采用單播通信，是以MMS協議為基礎的。

2.2導入配置信息技術

在對繼電保護裝置自動測試系統進行實際應用時，其能夠將智能變電站的相關信息自動導入配置中，這就會用到導入配置信息技術。通過對智能變電站的分析，可以發現無論是在計算機系統中，還是在計算機系統的配置描述文件中，都會集中大部分的配置信息。而在繼電保護中應用自動測試系統，可以通過導入變電站配置系統掃描文件，變電站繼電保護裝置CI文件（保護裝置沒這個文件）等實現繼電保護作用（通過導入實現繼電保護作用？）。自動測試系統主要對繼電保護裝置進行測試，在裝置運行過程中，檢測人員可以從自動檢測裝置中獲取與繼電保護裝置有關的相關參數信息。目前，許多變電站的信息在進行自動配置時，都需要借助串流媒體傳送協議網絡，才能夠實現。在對智能變電站的繼電保護裝置進行檢測時，也可將串流媒體傳送協議利用起來，這樣可以獲得更多的定制信息。面向對象的變電站時間信息，即接收與傳送信息，檢測人員可將這些信息利用起來，在對繼電保護裝置進行檢測的同時，就可以使軟壓板在應用過程中進行自動投退，從而將智能變電站的配置信息進行自動導入。

2.3故障模擬系統

創建故障模擬系統的目的是為了能夠靈活的解決各種錯誤，并更好地執行對繼電保護設備的自動測試。該系統除了能夠對錯誤進行模擬之外，還可以滿足外部接口的要求。簡而言之，安裝的故障模擬系統可以對信號的輸出和SV的輸出模式進行適當的處理。與此同時，交換機的數量應與實際的硬節點數量相匹配。

3智能變電站繼電保護裝置自動測試系統設計及應用

3.1設計思路

結合現有智能繼電保護測試儀，在較短時間內設計出相配套的繼電保護裝置自動測試系統。通過套接字實現程序之間的通信，建立起測試儀客戶端及自動測試系統之間的信息溝通橋梁，促使系統正常運行，通過下發控制命令獲得測試結果反饋。以IEC標準為基礎。利用MMS通信協議，實現繼電保護裝置間的單播通信，從而準確下發保護裝置控制命令，獲取遙信變位信息、裝置工作狀態信息等，實現自動測試系統控制測試任務，獲得相關測試數據，做出測試判斷，達到自動測試的目的。

3.2系統架構設計

以繼電保護裝置本身具有的預警功能為基礎，進行自動測試系統框架設計，借鑒目前已經投入使用的智能繼電器保護測試裝置設計自動測試系統。在客戶端與系統主體間，測試系統可以通過特殊通信方式實現系統操作信號的傳達及測試后結果信息的反饋。通過IEC標準規定的特殊通信協議實現測試系統與繼電保護裝置之間的信息交換，包括上位機傳達給下位機的控制命令，被測試的繼電保護裝置運行過程中的信息。在自動測試系統中，可以通過測試系統的控制軟件來實現各模塊之間的信號傳輸、判斷、控制等。設計的自動測試系統框架主要包括執行和控制、通信、實例添加和管理、日志記錄、生成報告等模塊，執行和控制模塊主要負責判定任務結果、任務配置，通信模塊主要完成信息的上傳下達，是系統的中樞：實例添加和管理模式主要是對測試用的實例進行編輯修改，該模塊中存儲一定數量的專家庫，便于測試時調度測試的實例，增加測試儀器的使用范圍，實現自動測試。而日志記錄模塊則是負責測試過程中得到的各項數據的記錄工作，然后借助報告生成模塊生成測試報告，打印測試中各項參數指標，便于后期數據處理。

3.3控制流程設計

對繼電保護裝置的自動測試工作通常可分為測試前準備工作和測試中執行工作、調度流程等部分。在測試執行工作開始時，需要先判斷測試實例添加和管理模塊中是否有待測用例，如果沒有，則需要直接生成報告，如果有測試用例，則需先進行規范化檢查，檢查通過則執行測試用例，檢查不通過則直接生成測試報告，結束測試。執行測試用例時，要進行修改定制（定值）、投退壓板等測試條件準備，然后驅動測試儀的輸出。反饋測試結果，保護變為信息（變位）檢查結果，對各種檢測信息進行綜合性判斷，通過報告生成模塊將判斷結果生成測試報告，自動結束測試。

3.4實際應用

將自動測試系統應用到智能變電站的繼電保護裝置中，該繼電保護裝置為220kV線路光線差動保護裝置，利用自動測試系統對其進行測試。在測試前，要先制定測試方案。保護模塊包括差動保護、距離保護、零序保護和重合閘功能等。在測試內容中包括兩部分，一部分為性能指標，即定值精度、動作時間;一部分為保護邏輯，即各種區內外瞬時故障、轉換型、永久性故障。針對測試過程中出現的異常，如果是CT短線、PT斷線等，需要根據異常判別檢修機制進行處理，SV、Goose報文異常等，也要采取相應的措施進行處理。然后，需要建立測試用例庫，根據測試方案，對其中的測試項目進行細化，編制出測試用例。編制完畢以后，還需要驗證用例的有效性，驗證合格就可以將其提交到測試用例庫中。在實際的測試過程中，要將對應的測試用例從測試用例庫中提取出來，并對其進行加載，加載完成后就會對繼電保護裝置進行自動測試。該系統能夠對繼電保護裝置進行全自動地測試，達到的測試效果非常好，測試流程也得到很大程度的優化。

結語

綜上所述，隨著信息技術的全面推廣與應用，則自動測試系統在智能變電站繼電保護裝置中的應用，需要用到導入配置信息技術、故障模擬系統技術等關鍵技術。因此，在實踐中對系統進行設計時，要先明確設計思路和框架，在按照設計方案中的流程對系統進行設計。通過對自動測試系統的應用，能夠很大程度地提升繼電保護裝置測試的自動化水平，優化測試流程。

參考文獻：

[1]魯普天.智能變電站繼電保護裝置自動測試系統設計與實現研究[J].通訊世界，2017（10）：191-192.

[2]張燕，張劍.智能變電站繼電保護裝置自動測試系統研究和應用[J].科技資訊，2016，14（35）：58-59.

（作者單位：廣西電網有限責任公司桂林供電局）