電力系統智能裝置自動化測試系統的設計

邢文強

國網內蒙古東部新巴爾虎左旗供電有限公司

電力系統智能裝置自動化測試系統的設計

邢文強

國網內蒙古東部新巴爾虎左旗供電有限公司

電力系統進入了智能變電技術全面發展的時期，而各項智能變電站關鍵技術研究的不斷深入，新建智能變電站的規模和電壓等級都再創新高，對智能變電站系統的測試技術研究需求也更為迫切。從目前電力系統自動化檢測技術和測試手段來看，對智能變電站系統級的網絡性能、穩定性及可靠性等測試項目涉及較少，還沒有形成一定測試方法和標準，因此需要不斷研究探索更有效、更先進、更全面的智能變電站系統測試技術和測試方法，才能滿足智能變電站技術發展及國家電網公司“十三五”電網智能化規劃中建設堅強智能電網的要求。

變電站；過電保護；自動測試

隨著電子計算機技術的不斷進步，變電站中繼電保護電子化趨勢越發明顯。傳統的人工繼電保護方式不僅占用過多的勞動力，同時還存在效率低下，故障率較高的缺點。電子信息技術的發展為繼電保護裝置帶來了新的設計思路，因此也需要新的自動測試系統設計進行輔助。

1 智能變電站系統測試特點

1.1 系統的通信網絡性能測試地位凸顯

智能變電站作為建設統一堅強智能電網的重要組成部分，將變革傳統變電站一﹑二次設備的運行方式，每套一次設備的保護和測控裝置均需運行于網絡，二次設備所需的電流﹑電壓和控制信號，以及保護和測控裝置在運行中產生的所有數據，又都以統一的通信規約與網絡進行交換，形成了一個不可分割的整體，整個系統架構中的信號傳輸全部采用數字方式。例如，在過程層采用以太網的智能變電站中，G OOSE網絡實際上相當于傳統變電站中保護測控裝置的跳合閘回路，網絡出現問題相當于保護失靈，此時如果發生電力系統故障，就會出現保護動作但跳閘報文無法傳輸，從而導致斷路器無法及時跳開，造成相當于拒動的嚴重后果；如果網絡出現異常﹑誤發動作報文，有可能造成誤動出口的問題，所以通信網絡的建設質量和性能決定了智能變電站運行的可靠性。與傳統變電站相比，智能變電站中的通信網絡在結構﹑功能﹑性能和重要性等方面都存在差異。

1.2 通信規約及信息建模標準化測試。

IEC 61850標準的應用就是使變電站系統網絡化和數字化的過程。這一過程使智能變電站賦予了新的工作內涵，也對智能變電站系統測試工作提出了全新的要求和規范，即不僅需要根據IEC 61850標準測試和驗證系統中的硬件﹑軟件，還需對系統中使用設備的配置文件﹑系統數據和信息模型文件進行測試和驗證。

2 變電站繼電保護裝置測試系統的評價

2.1 人工測試系統

變電站的繼電保護人工測試系統主要是根據對繼電保護裝置不同功能的測試數據的綜合統計，給出保護裝置的最終測試結果。每一項性能的具體數據有人工手動測量和錄入分析。其測試過程包括：輸入國電保護電流的模擬量，連接跳閘口和測試儀，手動測試，連線測試和結果分析輸出等，最后，根據測出的結果計算誤差并計入測試報告。整個過程全程需要人工實現。但是在實際的操作中，往往出現由于測試工人沒有根據保護功能調整測試方案﹑測試技術不合格等問題，再加上配合中也存在一定的人工誤差，導致測試結果與實際數據存在差距。

2.2 自動測試系統

由于當前國家電網一直在實行供電智能化改革，因此，變電站作為輸變電工程的主要工程點，參與智能化﹑自動化技術改革勢在必行。而且國家電網對于傳統的ICE61850保護裝置有過技術規約的要求，當前我國大多數繼電保護自動測試系統都是基于上述規約進行研發的，以方便電網內部的網絡的假設和信息的調取以及傳輸。

此外，由于技術革新后的電網連接已經由電纜升級成光纜，因此，傳統的人工檢測系統難以滿足測試技術要求。這就需要建立符合技術標準的智能化繼電保護自動測試系統。智能化自動測試系統自帶解析軟件，能充分提取并解析出保護裝置生成的ICD文件(能力描述文件)，測量出定值﹑壓板﹑保護行為等具體動作，再結合數據庫中的已生成腳本進行對比，得出測試結果和分析報告。自動測試系統不僅是檢測裝置，同時還帶有一定的預警功能。

3 測控智能裝置在電力系統自動化中的發展應用

綜合看來，在電力系統自動化發展中，該測控智力裝置搭配計量芯片，并采納了帶有高性能表征的新式單片機，具體運用方面，對于精準數值電流﹑電能關聯的若干參數及對應的電壓率，計量必備芯片都可以進行精準測控，單片機范疇的配件保護，擬定通訊性能，且包含人機接口，由雙層級架構中的互感器，對三相電壓信號﹑配套電流信號快速予以降幅，從而使其滿足系統運行的需求；擬定好的體系保護精度﹑測控精度有著一定的差異性，從而通過對處理模塊，使得可以變更成許可的電流電壓，促進了對系統運行方面的完善。

對于傳統架構中的測控疑難，借助智能測控途徑進行了有效化解，從而使其帶有自動化范疇的多重優勢，符合系統未來發展的趨向。除此之外，該裝置運用中，開關量配有的多重路徑端口，形成了對反相器的有效銜接，對體系內的繼電器進行了直接管控。此外，在分配整合成模擬量的必備通道方面，其通過布設了六種特有的引腳來完成，從而將它們設定成模擬量關聯的輸入路徑，結合這一方式，搭配為串行架構中的這類引腳，測控智能裝置體系供應了某一接口來完成，經由成套接口，單片機實現了對寄存器的便捷訪問，借助此操作方式，即可實現對體系頻率參數﹑電能必備參數，及帶有精準特性的功率數值的準確獲取，為完善測控智能裝置于電力系統自動化發展中的運用奠定了基礎。

伴隨著智能用電行業的快速發展和智能用電產品的快速更新，智能用電采集自動化測試系統在對產品質量把控和提高測試效率方面必將發揮自己的獨特作用。由于市場對產品的交付周期不斷加快和對產品成本的不斷壓縮，這樣一款可以快速實現自動化測試的測試系統對于縮短整個項目周期﹑節省測試成本有著直接的效應，這也就決定了它必將是測試市場和業界所需要的。

[1] 姚成，黃國方，周劭亮等.軟PLC技術應用于智能保護測控裝置的實現方案[J].電力系統自動化，2010，(23)：115-118.

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