保護(hù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試系統(tǒng)的架構(gòu)與功能

林維修，許育燕

（國(guó)網(wǎng)寧波供電公司，寧波 315016）

根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司要求，現(xiàn)場(chǎng)工作推行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)管理，可目前缺少可行的執(zhí)行方法，一般都是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，按照作業(yè)指導(dǎo)書展開執(zhí)行。闡述了利用計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)、繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)試等技術(shù)，研究和開發(fā)基于IEC 61850數(shù)字保護(hù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)［1］。

1 研發(fā)保護(hù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)目的

基于IEC 61850的數(shù)字保護(hù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)，是繼電保護(hù)檢驗(yàn)作業(yè)及其信息管理的一體化綜合系統(tǒng)，包括3個(gè)方面。

1）標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書的載體和執(zhí)行平臺(tái)

將標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程、相關(guān)規(guī)程反措、危險(xiǎn)點(diǎn)分析、安全措施等通過(guò)程序固化，便于規(guī)范、有序地引導(dǎo)和控制校驗(yàn)工作，避免安措不到位及校驗(yàn)工作不完整等狀況發(fā)生，保障現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)質(zhì)量及安全。

2）以微機(jī)自動(dòng)測(cè)試為基礎(chǔ)的校驗(yàn)系統(tǒng) 通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)作業(yè)技術(shù)，提供引導(dǎo)、幫助、共享信息、自動(dòng)計(jì)算、圖標(biāo)和報(bào)告自動(dòng)生成等功能，利用IEC 61850的標(biāo)準(zhǔn)化通信方式與保護(hù)裝置連接，實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)工作的閉環(huán)自動(dòng)化，提高檢驗(yàn)工作過(guò)程的整體工作效率和準(zhǔn)確度。

3）校驗(yàn)工作管理信息系統(tǒng) 開發(fā)管理軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)校驗(yàn)任務(wù)的制定、下達(dá)、執(zhí)行、反饋的一體化管理，形成校驗(yàn)工作全過(guò)程監(jiān)督。

2 保護(hù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)架構(gòu)

2.1 構(gòu)建3個(gè)層面

系統(tǒng)架構(gòu)為硬件層、測(cè)試服務(wù)層和測(cè)試應(yīng)用層。硬件層采用統(tǒng)一接口，便于兼容不同通信類型的保護(hù)測(cè)試儀裝置；測(cè)試應(yīng)用層自動(dòng)測(cè)試主程序、管理信息系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。保護(hù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)架構(gòu)，如圖1所示。

1）硬件層 與測(cè)試儀通信。利用統(tǒng)一的測(cè)試控制接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同保護(hù)測(cè)試儀進(jìn)行控制。測(cè)試儀和保護(hù)裝置間的連接有傳統(tǒng)方式、面向?qū)ο笞冸娬就ㄓ檬录℅OOSE）傳輸兩種模式［2］。

圖1 保護(hù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)架構(gòu)

2）測(cè)試服務(wù)層 對(duì)測(cè)試儀的功能進(jìn)行數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)封裝。封裝思想是從保護(hù)原理出發(fā)，按照保護(hù)功能測(cè)試方法，封裝成各個(gè)功能測(cè)試模塊，如距離保護(hù)定值校驗(yàn)、距離保護(hù)動(dòng)作邊界搜索、零序保護(hù)定值校驗(yàn)、差動(dòng)保護(hù)定值校驗(yàn)、差動(dòng)保護(hù)特性曲線搜索等。開放保護(hù)測(cè)試功能數(shù)據(jù)接口，便于設(shè)置功能測(cè)試所需參數(shù)。其目的是建立保護(hù)功能測(cè)試的數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)（或規(guī)范）；為測(cè)試模板編輯平臺(tái)編寫測(cè)試方案提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

3）測(cè)試應(yīng)用層 主要進(jìn)行試驗(yàn)任務(wù)管理、繼電保護(hù)試驗(yàn)、檢驗(yàn)報(bào)告管理等工作。其分為自動(dòng)測(cè)試主程序、測(cè)試模板編輯平臺(tái)、管理信息模塊三部分，基于作業(yè)指導(dǎo)書模板實(shí)現(xiàn)三者關(guān)聯(lián)。

2.2 測(cè)試應(yīng)用層的功能

2.2.1 自動(dòng)測(cè)試主程序

1）測(cè)試項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)化 系統(tǒng)根據(jù)檢驗(yàn)規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)的要求，進(jìn)行相關(guān)測(cè)試。

2）報(bào)告格式標(biāo)準(zhǔn)化 系統(tǒng)將標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書引入測(cè)試界面，按照作業(yè)指導(dǎo)書標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告格式要求自動(dòng)填寫測(cè)試結(jié)果。

3）作業(yè)指導(dǎo) 系統(tǒng)通過(guò)軟件技術(shù)手段貫徹執(zhí)行檢驗(yàn)規(guī)程和作業(yè)指導(dǎo)書。現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)作業(yè)指導(dǎo)書的質(zhì)量控制點(diǎn)、危險(xiǎn)點(diǎn)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過(guò)對(duì)話框提示注意。

4）自動(dòng)測(cè)試 將整定書錄入測(cè)試儀，或從裝置上直接讀取定值，系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)全部檢驗(yàn)項(xiàng)目故障設(shè)定；現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)完成裝置電氣量檢驗(yàn)項(xiàng)目，分析測(cè)試結(jié)果，記錄檢驗(yàn)結(jié)果，形成標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)報(bào)告格式。

5）試驗(yàn)連貫性 可保存、調(diào)閱歷史試驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括測(cè)試時(shí)間、被測(cè)裝置定值、測(cè)試參數(shù)和測(cè)試結(jié)果及評(píng)估等，這些數(shù)據(jù)有唯一ID標(biāo)識(shí)，為設(shè)備狀態(tài)檢修提供數(shù)據(jù)支持。

6）閉環(huán)測(cè)試 系統(tǒng)基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約實(shí)現(xiàn)讀寫定值、軟壓板、控制字及查看模擬量等功能，保證試驗(yàn)條件、參數(shù)準(zhǔn)確，便于直觀獲取保護(hù)裝置的實(shí)時(shí)信息。

2.2.2 測(cè)試模板編輯平臺(tái)

基于作業(yè)指導(dǎo)書，編輯整個(gè)裝置的測(cè)試方法、測(cè)試項(xiàng)目等，包括標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)報(bào)告格式；測(cè)試項(xiàng)目故障量的計(jì)算模型及測(cè)試結(jié)果正確與否的判斷方法；試驗(yàn)提示信息、試驗(yàn)接線提示；關(guān)鍵環(huán)節(jié)提示信息等。

2.2.3 管理信息模塊

基于B／S模式，采用SQL或Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)項(xiàng)目全過(guò)程管理；不同權(quán)限客戶在相關(guān)流程中完成相應(yīng)任務(wù)；系統(tǒng)可導(dǎo)入測(cè)試模板用于測(cè)試計(jì)劃的生成、保存，利于查詢、統(tǒng)計(jì)、分析歷史試驗(yàn)報(bào)告。

3 保護(hù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)的應(yīng)用

系統(tǒng)按照應(yīng)用功能，分校驗(yàn)管理信息系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)系統(tǒng)兩部分。兩者獨(dú)立運(yùn)行，通過(guò)數(shù)據(jù)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，如圖2所示。

3.1 校驗(yàn)工作管理信息系統(tǒng)

主要完成保護(hù)裝置定值和設(shè)備臺(tái)賬管理、試驗(yàn)?zāi)０骞芾?、流程管理、試?yàn)任務(wù)管理、檢驗(yàn)報(bào)告管理、數(shù)據(jù)查詢、生成／發(fā)布統(tǒng)計(jì)報(bào)表等工作。校驗(yàn)工作管理信息系統(tǒng)使用B／S架構(gòu)模式，以Web主站平臺(tái)的形式存在，Web主站由數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用服務(wù)器構(gòu)成。不同權(quán)限的用戶以客戶端形式訪問(wèn)，實(shí)現(xiàn)檢修任務(wù)全過(guò)程管理。

1）定值管理 管理所有裝置定值區(qū)數(shù)據(jù)及運(yùn)行定值區(qū)整定值，形成統(tǒng)一格式定值單；根據(jù)裝置實(shí)際運(yùn)行狀況及時(shí)相應(yīng)更新。

2）設(shè)備臺(tái)賬管理 管理所有裝置基本信息，如廠站信息、電壓等級(jí)、生產(chǎn)廠家、裝置型號(hào)等，并以此為基礎(chǔ)管理歷史檢驗(yàn)工作，根據(jù)檢定周期自動(dòng)生成新檢修計(jì)劃以供參考。

3）試驗(yàn)?zāi)０骞芾?完成測(cè)試模板的開發(fā)、修改、增加及刪除工作；將模板按照電壓等級(jí)、設(shè)備類型進(jìn)行分類管理。

圖2 系統(tǒng)應(yīng)用示意圖

4）流程管理 根據(jù)實(shí)際作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)配置，隨時(shí)更新測(cè)試流程節(jié)點(diǎn)信息。

5）試驗(yàn)任務(wù)管理 提供測(cè)試流程管理平臺(tái)，根據(jù)檢驗(yàn)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)測(cè)試任務(wù)的生成、審核及下達(dá)，以及對(duì)試驗(yàn)報(bào)告的審核和歸檔。

6）檢驗(yàn)報(bào)告管理 保存歷史試驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)，關(guān)聯(lián)對(duì)應(yīng)設(shè)備臺(tái)賬，便于及時(shí)、動(dòng)態(tài)生成檢驗(yàn)報(bào)告及數(shù)據(jù)查詢需要。

7）生成／發(fā)布統(tǒng)計(jì)報(bào)表 對(duì)裝置的歷史試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，生成并發(fā)布統(tǒng)計(jì)報(bào)告，便于了解裝置的歷史運(yùn)行狀況和運(yùn)行趨勢(shì)。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)系統(tǒng)

主要完成測(cè)試儀控制、繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)試、校驗(yàn)報(bào)告生成等功能。首先從管理信息系統(tǒng)下載測(cè)試任務(wù)包，將其載入現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行功能測(cè)試。提示危險(xiǎn)源預(yù)控、設(shè)備交接、安措執(zhí)行等準(zhǔn)備工作，選擇測(cè)試功能模塊，自動(dòng)計(jì)算測(cè)試參數(shù)、提示測(cè)試接線、評(píng)估試驗(yàn)結(jié)果并生成試驗(yàn)報(bào)告。工作結(jié)束后，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)上傳至校驗(yàn)工作管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)閉環(huán)管理。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)工作流程

系統(tǒng)運(yùn)行之后的工作流程見圖3。管理部門根據(jù)需要檢修裝置信息選擇合適的模板新建、提交、審核、下達(dá)試驗(yàn)任務(wù)；試驗(yàn)人員下載試驗(yàn)任務(wù)，在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)實(shí)際條件選擇自動(dòng)或者手動(dòng)測(cè)試，生成標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)報(bào)告并上傳至報(bào)告庫(kù)；管理部門用戶審核、批復(fù)檢驗(yàn)報(bào)告；在統(tǒng)計(jì)報(bào)表庫(kù)，可生成、發(fā)布試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

4 結(jié)論

IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)給電力系統(tǒng)帶來(lái)革命性變革，對(duì)繼電保護(hù)校驗(yàn)提出了標(biāo)準(zhǔn)化、信息化要求。本文從智能化保護(hù)測(cè)試的特點(diǎn)出發(fā)，提出智能變電站校驗(yàn)在標(biāo)準(zhǔn)化、信息化方面實(shí)現(xiàn)的可能，2013年3月設(shè)計(jì)開發(fā)出一套新型智能化保護(hù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)，先后在寧波220 k V武勝變、舟山110 k V洋岙變等多個(gè)智能變電站應(yīng)用，效果顯著。2013年8月經(jīng)浙江省電力科學(xué)院鑒定，該系統(tǒng)滿足檢驗(yàn)依據(jù)的要求，較好地解決了傳統(tǒng)保護(hù)及當(dāng)前智能化保護(hù)校驗(yàn)中有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化、信息化的問(wèn)題。

圖3 系統(tǒng)工作流程圖

［1］ 吳俊興.基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的智能電子設(shè)備及變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的測(cè)試［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2007，31（2）：70-74.

［2］ 任雁銘.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)互操作性試驗(yàn)建議［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2005，29（3）：86-89.