智能變電站繼電保護(hù)裝置一鍵式測(cè)試方法及系統(tǒng)研究

陳玉會(huì)

摘 要：近年來(lái)，我國(guó)電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，且為促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了較大貢獻(xiàn)。作為電力系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，智能變電站不僅關(guān)系著電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況，而且對(duì)于電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也具有重要影響?；诖耍恼乱灾悄茏冸娬纠^電保護(hù)裝置作為主要研究對(duì)象，通過(guò)引入一鍵式測(cè)試方法對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行了全面測(cè)試，進(jìn)而以一鍵式測(cè)試系統(tǒng)為確保智能變電站的安全、可靠運(yùn)行提供了良好保障。

關(guān)鍵詞：智能變電站；繼電保護(hù)裝置；IEC61850繼電保護(hù)測(cè)試儀

前言

輸變電設(shè)備的不斷增加使得智能變電站繼電保護(hù)裝置測(cè)試的工作難度也逐漸加大，傳統(tǒng)的以人工測(cè)試為主的繼電保護(hù)裝置的測(cè)試已難以滿足輸變電設(shè)備安全運(yùn)行的需求。因此，文章提出基于一鍵式測(cè)試的智能變電站繼電保護(hù)裝置的測(cè)試方法，在對(duì)其測(cè)試原理和流程進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對(duì)一鍵式測(cè)試系統(tǒng)展開(kāi)設(shè)計(jì)，以期為提高電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供有價(jià)值的參考意見(jiàn)。

1 一鍵式測(cè)試方法分析

1.1 配置信息的導(dǎo)入

對(duì)智能變電站進(jìn)行分析可知，其對(duì)信息的導(dǎo)入配置功能是可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。智能變電站的配置信息大都集中在系統(tǒng)與自身的配置描述文件當(dāng)中，而繼電保護(hù)裝置的一鍵式測(cè)試方法則通過(guò)將被測(cè)變電站全站配置系統(tǒng)的掃描文件以及相應(yīng)繼電保護(hù)裝置的CID文件予以導(dǎo)入，從而獲取所測(cè)變電站繼電保護(hù)裝置的各類運(yùn)行指標(biāo)和相關(guān)參數(shù)[1]。需要說(shuō)明的是，信息自動(dòng)配置功能通常是以基于串流媒體傳送協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)，即MMS網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)利用MMS網(wǎng)絡(luò)對(duì)所測(cè)繼電保護(hù)裝置的定制信息予以獲取，并對(duì)Goose（面向?qū)ο蟮淖冸娬緯r(shí)間）的信息進(jìn)行接收和傳送，從而對(duì)檢驗(yàn)所需的軟壓板展開(kāi)自動(dòng)投退，以達(dá)到配置信息導(dǎo)入的目的。

1.2 一鍵式自動(dòng)測(cè)試原理

繼電保護(hù)裝置的一鍵式自動(dòng)測(cè)試是利用SCD文件對(duì)待測(cè)繼電保護(hù)裝置信息以及相關(guān)智能單元信息進(jìn)行配置，并以MMS網(wǎng)絡(luò)獲取保護(hù)裝置的保護(hù)定制信息予以實(shí)現(xiàn)的。在一鍵式測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試人員需要對(duì)既有的MU實(shí)施斷電操作，并利用一鍵式測(cè)試系統(tǒng)對(duì)MU進(jìn)行模擬，從而向保護(hù)裝置發(fā)送信息，在此過(guò)程中，系統(tǒng)需要利用Goose網(wǎng)絡(luò)同時(shí)獲取保護(hù)裝置的跳閘信息和智能終端斷路器本身的位置信息，而繼電保護(hù)裝置向智能變電站主站上傳事件順序記錄（SOE）和故障動(dòng)作報(bào)文這一操作，則以MMS網(wǎng)絡(luò)予以實(shí)現(xiàn)。

1.3 一鍵式自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)及其工作流程

文章所分析的一鍵式測(cè)試系統(tǒng)為IEC61850測(cè)試系統(tǒng)，其與SV網(wǎng)以及MMS網(wǎng)和Goose網(wǎng)間以光纖進(jìn)行連接，由于IEC61850（電力系統(tǒng)自動(dòng)化全球通用標(biāo)準(zhǔn)）自身具有系統(tǒng)化以及網(wǎng)絡(luò)化的特征，故一鍵式測(cè)試裝置以SCD文件所測(cè)繼電保護(hù)裝置的信息進(jìn)行獲取即可。在導(dǎo)入SCD文件后，獲取智能變電站全站各裝置的配置信息，從而獲取不同裝置中數(shù)據(jù)的具體流項(xiàng)，如SV與Gssoe流向，而后，后臺(tái)軟件開(kāi)始對(duì)全站模型進(jìn)行搭建，同時(shí)，將全站的設(shè)備信息一一列舉[2]。在繼電保護(hù)裝置測(cè)試前，測(cè)試人員需要先對(duì)所測(cè)試的設(shè)備及其測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)行科學(xué)選擇，并根據(jù)系統(tǒng)所列的配置信息，對(duì)繼電保護(hù)裝置展開(kāi)測(cè)試。測(cè)試項(xiàng)目的確定方式如下：一鍵式測(cè)試系統(tǒng)將動(dòng)作行為定義、動(dòng)作行為定值以及裝置信息進(jìn)行有機(jī)整合，從而獲取所測(cè)項(xiàng)目以及項(xiàng)目的實(shí)施方案和測(cè)試結(jié)果的模板。對(duì)于用戶而言，其可在對(duì)系統(tǒng)提供的測(cè)試項(xiàng)目以及結(jié)果模板進(jìn)行分析、調(diào)整的基礎(chǔ)上，對(duì)全部信息進(jìn)行確認(rèn)并開(kāi)展一鍵式測(cè)試。

2 繼電保護(hù)裝置一鍵式測(cè)試系統(tǒng)分析

2.1 軟件平臺(tái)

對(duì)IEC61850一鍵式測(cè)試系統(tǒng)的軟件平臺(tái)進(jìn)行分析如下。系統(tǒng)軟件平臺(tái)主要包括了兩個(gè)部分，分別為功能模塊與公用平臺(tái)，其中，功能模塊可以繼電保護(hù)裝置的具體測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)行劃分，需要說(shuō)明的是，若軟件平臺(tái)的功能模塊劃分較細(xì)，則每一模塊的功能就需要設(shè)置的相對(duì)簡(jiǎn)單些，從而提高各類功能模塊的可操作性。在公用平臺(tái)方面，由于其具有各功能模塊的公用部分，因此，其在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，始終處于打開(kāi)狀態(tài)，故可以動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的方式實(shí)現(xiàn)公用平臺(tái)對(duì)各類功能模塊的控制，從而確保系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行的穩(wěn)定性。以模板調(diào)用功能模塊為例，在繼電保護(hù)裝置的一鍵式測(cè)試系統(tǒng)當(dāng)中，模板實(shí)際上是具有特定意義的格式文件，通常情況下，其編寫形式為字符式編寫[3]。在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，由于包括模板在內(nèi)的不同模塊所具備的測(cè)試功能也不盡相同，因此，在實(shí)際檢驗(yàn)過(guò)程中，必須對(duì)模板所對(duì)應(yīng)的格式文件進(jìn)行單獨(dú)檢驗(yàn)和傳輸，以達(dá)到對(duì)變電站繼電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)一鍵式測(cè)試的目的。

2.2 硬件平臺(tái)

基于一鍵式測(cè)試方法的智能變電站繼電保護(hù)裝置測(cè)試系統(tǒng)的硬件部分主要包括了計(jì)算機(jī)、IEC61850繼電保護(hù)測(cè)試儀以及被測(cè)繼電保護(hù)裝置本身等，其中，計(jì)算機(jī)和IEC61850繼電保護(hù)測(cè)試儀之間主要以以太網(wǎng)口進(jìn)行連接，其主要功能為導(dǎo)入、測(cè)試、管理SCD和CID兩類文件，同時(shí)，生成SCD和CID文件的實(shí)驗(yàn)報(bào)告與用戶圖形的GUI界面。IEC61850繼電保護(hù)測(cè)試儀主要負(fù)責(zé)對(duì)計(jì)算機(jī)所發(fā)出的實(shí)驗(yàn)控制指令與配置指令等予以接收，并根據(jù)所接收的相關(guān)指令做出回應(yīng)，即發(fā)出與所接指令向?qū)?yīng)的SV與Goose報(bào)文，從而對(duì)被測(cè)智能變電站的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行測(cè)試。此外，為了使一鍵式測(cè)試系統(tǒng)能夠更好地與現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)量的硬接點(diǎn)信號(hào)相兼容，還需另外設(shè)置8路硬接點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入量以及4路硬接點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出量；為了確保保護(hù)裝置各參數(shù)和指標(biāo)測(cè)量的同步性，還可引入基于GPS的光串行時(shí)間碼，即IRIG-B碼進(jìn)行對(duì)時(shí)[4]。由此可見(jiàn)，IEC61850繼電保護(hù)測(cè)試儀則為一鍵式測(cè)試系統(tǒng)硬件平臺(tái)的核心，因此，下文則著重對(duì)此硬件裝置的工作特點(diǎn)和原理進(jìn)行深入說(shuō)明。IEC61850繼電保護(hù)測(cè)試儀不僅能夠?qū)崿F(xiàn)基于多光以太網(wǎng)口的單一繼電保護(hù)裝置的測(cè)試，而且能夠?qū)崿F(xiàn)基于多組（≤4）光以太網(wǎng)口的不同繼電保護(hù)裝置的測(cè)試。通過(guò)將DSP以及基于FPGA的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，在增強(qiáng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的基礎(chǔ)上，從整體上提高其對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力，確保一鍵式測(cè)試系統(tǒng)在發(fā)送SV報(bào)文時(shí)，仍然可以確保自身具有較穩(wěn)定的輸出。此外，DSP和數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的引入還能夠保證一鍵式測(cè)試系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)裝置各參數(shù)信息的最大采樣率高于測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)EVT，即電子式電壓互感器的采樣率，從而增加發(fā)送與解析的Goose的報(bào)文個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)裝置的全面測(cè)試。

3 結(jié)束語(yǔ)

文章通過(guò)對(duì)一鍵式測(cè)試方法進(jìn)行分析，在對(duì)智能變電站繼電保護(hù)裝置一鍵式測(cè)試的原理予以說(shuō)明的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體測(cè)試流程，從軟件平臺(tái)與硬件平臺(tái)兩方面對(duì)繼電保護(hù)裝置的一鍵式測(cè)試系統(tǒng)做出了全面探究。研究結(jié)果表明，一鍵式測(cè)試系統(tǒng)在智能變電站繼電保護(hù)裝置測(cè)試中的應(yīng)用，具有較好地滿足繼電保護(hù)裝置的測(cè)試要求，對(duì)于確保輸變電站的安全、有效運(yùn)行具有至關(guān)重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]浮明軍，劉昊昱，董磊超.智能變電站繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)研究和應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2015，1（12）：40-44.

[2]唐志軍，林國(guó)棟，朱維鈞，等.智能變電站二次設(shè)備集成測(cè)試系統(tǒng)[J].華東電力，2014，12（6）：2516-2521.

[3]童潔，陳曉剛，侯偉宏.智能變電站不停電電力系統(tǒng)繼電保護(hù)校驗(yàn)技術(shù)[J].水電能源科學(xué)，2013，7（11）：218-221.

[4]李寶偉，倪傳坤，李寶潭，等.新一代智能變電站繼電保護(hù)故障可視化分析方案[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2014，5（12）：73-77.