繼電保護裝置自動測試系統研究和設計

譚金龍

【摘 ?要】變電站在運行過程中，繼電保護所發揮出的作用和價值是非常明顯的，且自身的優勢與特點也非常突出，特別是在當前智能化變電站的廣泛推廣和應用中，在這樣的社會背景下，工作人員就需要不斷加強變電站的優點宣傳，加快變電站的建設，并定期對其中的繼電保護系統展開檢測和調試工作，保證智能變電站繼電保護的安全運行。

【關鍵詞】繼電保護裝置;自動測試系統;設計

前言

經濟的發展也讓中國變電站的應用范圍在逐漸擴大，相信在不久的將來，變電站將會成為電力企業未來發展的主要方向。可以看到，近些年各式各樣的變電站開始陸續投入到實際工作中，但由于變電站是一種以多種新型技術結合為一體的綜合性系統，因此，自身的集成度也非常高，無形之中也增加了運行維護與檢修試驗的難度，當然，對變電站自身運行的安全性也會提出更高的要求。繼電保護的效果會直接對變電站的安全運行造成影響，所以，在實際工作時就必須要結合運行情況來進行適當調試。只有這樣，才能滿足當前變電站運行的需要，從而保證繼電保護功能的安全與可靠。

1變電站繼電保護概述

通過與傳統的變電站進行對比可以看到，變電站的整體工作效率會比傳統變電站高很多，且可以實現對智能變電站的實時監控，即在發生故障時該變電站可以快速響應，這樣不僅能避免損失，而且還能在很大程度上提升變電站的工作效率。從另一個層面來看，繼電保護自身對變電站的安全運行有著一定的作用和意義，且隨著變電站的發展，其也會變化，因此，傳統的繼電保護系統也已經無法滿足智能變電站的需要。只有這樣，才能實現系統同步。需要注意的是，由于變電站的保護系統體積非常小，且自身的投資也較少，因此對工作環境的要求也會相對低一些，但整體的應用范圍卻非常廣泛。即在應用時可以實現無人值班，從而保證變電站工作的穩定運行。

2保護自動測試系統構成

變電站繼電保護自動測試系統主要包括變電站配置描述文件測試和保護裝置功能測試。

2.1變電站配置描述文件

測試變電站配置描述文件（SubstationConfigurationDescription，SCD）文件通過變電站配置描述語言SCL（SubstationConfigurationdescriptionLanguage）描述了站內所有智能化電子設備IED（IntelligentElectronicDevice）通信參數、實例配置、各設備之間的通信配置及信號連線等相關信息。因此通過變電站配置文件可以獲取待測試保護裝置的功能參數、連接方式、面向通用對象的變電站事件（GOOSE）和采樣值（SV）服務參數等。保證變電站配置描述文件與待測試保護裝置信息的一致性是進行保護裝置功能測試的前提，因此在進行保護裝置功能測試前應進行變電站描述（SCD）文件的測試。變電站配置描述文件測試即對SCD文件進行校驗，對SCD文件與待測試保護裝置信息的一致性進行檢測。本系統基于二維校驗碼[8]實現對SCD文件及一致性的校驗檢測。具體操作流程如圖1所示。（1）首先將SCD文件分解處理，主要包括Header部分、Communication部分和Inputs部分。（2）采用集合和映射概念，對Header、Communication和Inputs三部分的行m、列n進行編碼，對m、n以及校驗量Zmn賦值。（3）校驗各部分的m、n、Zmn值，獲取各部分的校驗結果，進而獲得SCD文件的總體校驗結果。（4）若SCD文件正確，且與待測試保護裝置信息一致，則通過測試，反之，則配置文件測試失敗。對裝置的SCD文件正確性及一致性進行測試，是本文研究的重點。2.2保護裝置功能測試

基于云策略和MMS協議的變電站保護裝置的功能測試，可以自動完成整個測試過程，減少人工干預，有效地提高測試效率，縮短測試時間。具體的測試操作步驟如下：（1）基于云存儲和物聯網標簽技術，讀取設備的相關信息參數，包括設備型號、保護定值等。對待測保護的測試需求進行分解，將測試內容細分為一系列基本測試類型，自動生成測試列表。（2）通過判斷模擬量零漂及線性性能是否良好，進而判斷采樣值正常與否。若采樣值正常，則進行下一步操作，反之，則繼續進行后續的無影響測試。（3）判斷開關量正常與否，若開關量正常，則進行下一步操作，反之也應繼續進行后續的無影響測試。（4）各個量檢測正常后，進行測試。發送GOOSE信號投入保護項目軟壓板，通過MMS協議加載保護定值。設置故障電壓值分別進行測試。獲取保護裝置動作信息，若其正確動作，則根據測試列表的內容，進行下一項操作，若動作錯誤，則立即告警并記錄，再進行下一項操作。（5）完成測試列表中的全部測試項目后，自動生成測試報告，結束測試。

3云存儲和物聯網標簽技術的應用

在保護裝置功能測試的第一步中引入云存儲和物聯網標簽技術，可快速讀取設備的相關信息參數，包括設備功能、型號、保護定值等。待測裝置信息獲取云策略的實現，主要包括：二維碼掃描識別裝置、云端服務器、PC。用二維碼掃描裝置掃描待測保護裝置的二維碼標簽，并將掃描結果輸出至PC，PC顯示識別被測裝置的型號、額定參數、保護定值等相關信息，通過wifi將數據上傳至云端服務器，與服務器中相關設備的信息進行匹配，以保證信息的準確可靠性，將未存儲的信息進行備份基于云策略的被測保護裝置信息的獲取，僅有掃描二維碼的操作需要人為的參與，大大減少了人力的需求，同時保證了信息獲取的準確性和可靠性，排除了人為的失誤，為后續的保護裝置測試奠定了基礎。

結束語

綜上所述，隨著信息技術、智能化技術的快速發展，對變電站繼電保護裝置的自動測試越發受到關注，設計出的自動測試系統需要要到外部器件接口、故障模擬、配置信息導入等技術，并通過明確設計思路，系統框架、設計流程等提高系統性能，提升實踐應用。

參考文獻：

[1]呂強.變電站繼電保護裝置自動測試系統應用研究[J].科技經濟導刊，2018，26（36）：41.

[2]鄭榮尊.變電站繼電保護裝置自動測試系統研究與應用[J].現代信息科技，2017，1（5）：22-23.

（作者單位：國網新疆電力有限公司電力科學研究院）