提高智能變電站遙信遙測調試效率

朱江峰，馬澤喬

（北京送變電有限公司，北京 房山 102401）

1 選擇課題

1.1 選題背景

隨著智能電網建設的逐步推進，智能變電站的數量也隨之增多，相較于傳動變電站，智能變電站監控、遠動測試校驗發生了較大的變化，傳統測試校驗設備難以完全滿足智能變電站應用的需要。

智能變電站二次設備網絡在結構、功能、網絡環境和重要性等方面與傳統變電站存在很大差異，監控、遠動測試校驗發生了較大的變化，傳統測試校驗設備無法應用于智能變電站。

面對逐漸增多的智能變電站調試任務量，現有測試設備與技術無法實現變電站各領域高效快捷的測試，特別是監控、遠動系統遙測、遙信的校驗測試，存在測試不完備、效率低等問題。需要一種高效、可靠的方法進行遠動傳動。

在工程實踐中，有時需要在規定時間內完成遠動傳動任務，智能變電站遠動點較多，例如樂亭500 kV 變電站，遠動點有4000 余個，包含信息10000 余條。遙測、遙信信息點表復雜繁多，實際現場測試中逐一配置測試，工作量非常大，往往需要十天以上的時間才能完成。此外，很多遙信信號不可能頻繁操作模擬或者根本無法實際模擬，且效率低下。

1.2 選定課題

面對上述問題，需要一種新技術或新手段來進行智能變電站遠動傳動工作，既能保證質量，又能提高效率。據此情況，小組成員使用頭腦風暴法提出了三個課題，下面分別進行分析。

課題一，使用多臺測試儀進行傳動。此方法簡單易行，在較短時間內即可有效解決現有問題，且能夠有效保證傳動質量，提高傳動效率，使用此方法將大大增加成本。所以此方法適用于周期短、工期緊的項目，不能從根本上解決問題。

課題二，在原有情況下延長工作時間。選派經驗豐富、操作熟練的試驗人員進行操作，能夠保證高質量地完成任務。此方法會造成工作人員過于疲勞，影響工作效率，且該方案創新性不強。

課題三，使用智能數字測試儀。研制適應智能變電站的智能測試儀，雖然與前兩者相比較難實現，費用開支較大，且研發周期長，研制出的測試儀可用于各類電壓等級智能變電站的調試，具有較強的創新性和推廣性。使用智能測試儀還可以有效提高工作效率，縮短工作時間，節約人力、物力資源。

經過以上分析與比較，選定方案三，研究、試制適應智能變電站的智能測試儀。

2 設定目標

由表1可知，智能變電站遠動傳動的平均工作效率為每天244點，傳動周期均在一周以上。通過該裝置的使用，預計將傳動效率提高30%，即每天317點。

表1 智能變電站遠動傳動效率統計表

3 提出方案并確定最佳方案

本項目擬使用一種新方法或新手段進行智能變電站遠動傳動測試，以提高遙信遙測效率，根據現狀，提出以下3種備選方案。

方案一：使用光數字繼電保護測試儀，由于數字測試儀體積較大、略顯笨重，且裝置內部未裝有電池，在使用過程中，不僅需要交流電源為其供電，而且在試驗完成切換至下一個間隔時，十分不方便。

方案二：使用光數字萬用表，在進行遠動傳動時，光數字萬用表不能按照點表順序輸出，且每個間隔需要單獨配置，給操作帶來極大不便，導致傳動時間較長、效率不高。

方案三：研究、試制適應智能變電站的便攜式遙信遙測校驗裝置，應用于智能變電站的遠動傳動測試，與其他兩個方案相比，此法科技含量較高，所以研發時間較長，費用花銷也最大。但是可以根據工作須要選擇功能和屬性，有針對性的提高傳動效率，達到很好的效果。

綜上所述，3種方案各有利弊，前兩種雖然節省資金、易于執行，但是無法快捷、方便地完成監控、遠動系統遙信、遙測、遙控信息的全面細致測試。而開發便攜式智能變電站遙信遙測校驗裝置，雖然耗時較長、費用較大，但是預期效果最好，故選擇方案三。

4 制定對策

經過以上分析和論述，決定采用開發便攜式智能測試儀的方法解決現有問題。在研制過程中，首先須要考慮機型的外觀設計，使其具有適合現場工作的特點，另外，要與廠家溝通，設計相應軟件，在測試儀中配置遠動傳動必備的功能。為使智能測試儀更好地運用到生產實踐中，須要進行現場測試，測試分為遙信、遙測、遙控3部分。具體對策如表2所示。

表2 對策表

5 對策實施

5.1 遠動測試儀硬件設計

為使遠動測試儀具有便于攜帶、操作簡便、持久耐用的特點，采用與其他數字測試儀相似的便于手持的殼體，并帶有鋰電池，可自由充放電。光數字信號接口共2對，以ST或LC接口與裝置相連接，接口形式采用ST 或LC 接口，用于向過程層測控或保測一體化裝置發送SV采樣值報文和GOOSE報文。

人機交互模塊包含液晶顯示、按鍵、通用通信接口、存儲介質接口、電源管理模塊，用于實現人機交互和遙信、遙測校驗點表文件導入、校驗結果的導出、充電管理等功能。

5.2 點表離線配置軟件開發

離線編輯配置模塊在計算機中實現，經通用通信接口與便攜式校驗裝置連接。其中包括SCD文件解析模塊、遙信校驗點表編輯與映射模塊、遙測校驗點表編輯與映射模塊，用于離線編輯遙信校驗點表、遙測校驗點表，根據SCD文件實現相應控制塊及通道的映射，形成最終的遙信/遙測校驗點表文件。

軟件界面如圖1所示。

圖1 離線配置軟件界面

5.3 遙信測試

便攜式遠動測試儀遙信測試界面如圖2 所示。進行遙信測試時，須將遙信點表測試模板文件通過SD卡導入至遠動測試儀中，測試儀自動將測試模板保存至測裝置內部的CF卡中。經確認后顯示已進行數據模型與通信模型映射的點表，包括點號與站內實際點號描述，其他信息可通過設置功能進行添加顯示，在該頁面中可按遙信量點號逐點進行測試，自動發送相應ⅠED的GOOSE信息，GOOSE的APPⅠD、數據模型及通信模型自動匹配，測試結果可直接標記于“結果”欄。

圖2 遙信對點界面

測試頁面中，顯示當前遙信點條目信息，該遙信點對應的ⅠED名稱及描述，以及GOOSE控制塊的APPⅠD，選擇GOOSE 發送的光口號（光口1～光口3），可設置遙信點的狀態ON/OFF，對于雙點GOOSE 可設置為 ⅠNⅠT/OFF/ON/BAD 態，測試結果可標注于結果欄目中，結果可標注為未測（—）、通過（√）、不通過（×）及疑問（△）。

為實現遙信點表與遠動點表的一致，編制基于圖形化SCD 解析軟件的離線編輯軟件實現測試點表的選擇與排序，如圖3 所示，可根據遙信點表逐一選擇每個測控裝置對應的GOOSE 控制塊及相應通道。

圖3 樹形目錄顯示

5.4 遙測測試

經測控裝置精度測定，測試儀輸出SV數據滿足精度要求，有效值精度優于0.01%，相位精度優于0.001°；采樣值間隔離散度優于100 ns。

進行遙測對點時，向測試儀中導入配置好的遙測量點表，按照配置中映射的SV控制塊發送一組電壓、兩組電流，可設置為手動發送數據模式及按典型值發送數據模式，按典型值發送模式下可設置試點變量，設置試點變量后裝置自動按配置的典型試點進行電壓電流輸出。遙信對點界面如圖4所示。

圖4 遙測對點界面

5.5 遙控測試

遙控測試時，將配置好的遙控點表測試模板導入到測試儀后，在進行“測試本條”菜單中，可顯示當前點遙控量對應的GOOSE 模型信息，及GOOSE狀態信息，如圖5所示。

圖5 遙控量測試界面

6 確認效果

將該裝置應用于棗園220 kV 變電站和甸頭500 kV變電站的調試工程中。對該裝置的使用效果進行統計，結果如表3所示。

表3 新裝置使用后遠動傳動效率統計表

根據統計，得出傳動效果對比圖，如圖6所示。結果表明，使用該裝置后，遠動傳動效率為每天332 個點，相較于使用前，提高了36%，達到了預期的提高30%的目標。由此可見，該裝置的應用可以有效提高工作效率。

圖6 新裝置使用前后平均傳動效率對比圖

綜上，該項目的技術創新主要體現在如下3 個方面。

第一，開發了離線配置工具，實現了變電站點表的導入與信息的提取，通過變電站SCD文件實現基于點表的信號映射。配置工具軟件可在筆記本電腦導入EXCEL格式的變電站遙信、遙測、遙控點表文件，并可導入智能變電站SCD文件，按照點表順序對各信號量進行SV、GOOSE模型映射。

第二，基于點表測試模板的信號傳動測試方法。可通過離線配置工具生成點表測試模板，點表測試模板中包含遙信、遙測、遙控點表信息，以及GOOSE、SV 的映射關系及基于SCD 文件的控制塊數據模型，點表測試模板生成后導入傳動綜合測試儀中。基于點表測試模板的測試方法優點是可自動按照點號順序進行測試，測試過程中不須進行SV、GOOSE的映射及數據模型的配置，測試結果可在測試模板上進行標記。

第三，根據點表測試模板自動生成測試結果報告。可在傳動綜合測試儀中利用點表模板對測試結果進行標記，測試完成后導出點表測試模板，離線生成excel格式的測試結果報告。

7 標準化

措施一：編寫《便攜式智能變電站遙信遙測校驗裝置使用說明書》，詳細介紹裝置的使用方法和操作流程，并解釋使用過程中的常見問題，便于工作人員閱讀使用。

措施二：編寫《便攜式智能變電站遙信遙測校驗裝置操作指導書》，修訂班組儀器儀表使用和保管條例及和現場操作規程，納入規范化、標準化管理程序。

措施三：制定《便攜式智能變電站遙信遙測校驗裝置校驗指南》，嚴格按規定定期對裝置進行檢查校核，以保證準確性和可靠性，同時列入分公司年度計量檢定范圍和計劃。