繼電保護裝置自動測試系統設計

呂技

摘 要：隨著社會的發展和科學技術的進步，電能的使用日益增加。目前，區域電網建設的主要工程是變電站建設。變電站繼電保護自動測試系統一直是變電站建設過程中的重點。繼電保護裝置自動測試系統也是智能電網建設的重要技術之一。本文從傳統測試技術和基本智能測試技術出發，結合當前網絡建設過程中自動測試技術的應用范圍，簡要闡述了繼電保護裝置自動化測試系統的相關概念以及保護裝置的結構設計和工藝設計，希望以此方式來對中國變電站進行保護和測量，希望測試技術的進步給我們帶來了新的啟示。

關鍵詞：繼電保護;自動測試;智能化

隨著科學技術的進步，計算機技術在電力系統中得到了廣泛的應用。在這樣的背景下，作為傳統的電網技術，繼電保護技術的發展前景越來越好。繼電保護技術的原理正在迅速發生變化。隨著智能電網建設的呼聲越來越高，基于微電子技術和計算機技術的智能繼電保護技術的發展已提上議事日程。

近年來，變電站的發展速度呈現出高速化的態勢。建設規模越來越大，智能化程度越來越高。為了適應電力系統智能化發展的趨勢，必須提高繼電保護設備的技術含量和自動化水平。在傳統的繼電保護系統的研究和開發中，為了保證相關程序不存在任何漏洞和缺陷，開發人員經常需要花費幾個月和精力來手動調試測試系統的保護程序。一般來說，目前的繼電保護裝置自動測試系統自動化程度不夠高，遠遠落后于時代的需要。

本文首先介紹了繼電保護裝置測試的現狀和特點，主要涉及繼電保護裝置的研究開發和生產特點，分析和討論了傳統手工測試存在的問題，然后提出相應的解決方案。在測試領域，介紹了自動測試和自動測試工具的概念，明確了繼電保護裝置自動測試系統應遵循的基本設計目標和基本原則，并在此基礎上提出了具體的設計方案，提出了現有的繼電保護裝置自動測試系統。

1 傳統繼電保護裝置測試系統的主要流程

目前，中國的繼電保護測試系統一般從研發到生產四個階段進行測試：研發測試、網格測試、成品測試和現場檢測。

在研發測試階段，基于繼電保護這一環節在電網運行中的重要性和特殊性，繼電保護產品的研發過程非常嚴格，通常要建立實時仿真系統、設備自動化、實時系統測試。測試內容包括：（1）設備的綜合功能測試，包括開關性能、作用原理、時間參數和功能測試。（2）電磁兼容測試設備，包括瞬時放電，空氣放電，電磁波干擾等測試項目。（3）設備溫度升高，絕緣，機械，電力供應和其他相關測試。（4）裝置軟件和硬件的穩定性試驗。在生產和現場測試中，測試任務主要是檢測設備的硬件、性能、防護等一般測試項目。測試內容包括：（1）設備相關器件健康度的常規檢測;（2）設備時間同步功能檢測;（3）設備通信協議檢測及檢測設備的遠程信息功能。研發測試的目標是驗證研發中的軟硬件設計是否符合繼電保護產品的要求。產品造型一般，測試設備專業化，檢測度高，檢測項目長，測試時間長。產品設計不存在缺陷的情況下，針對特定設備進行產品軟硬件等相關例行測試，確保出廠產品的質量和正常使用。測試項目相對穩定，測試要求統一。這兩者之間在內部上存在相互聯系和相互作用的關系，它們共同構成一個完整的繼電保護裝置檢測流程。生產過程的測試過程規范化，測試要求統一，測試工作量巨大，因此生產測試具有引入自動測試系統的基本條件和實際意義。

2 新型繼電保護自動測試系統的設計

現如今，新型繼電保護自動測試系統主要采用模塊化的設計思想，總體而言繼電保護裝置自動測試系統的組成分為以下幾個模塊：

2.1 通信模塊

該模塊在智能通信中起著重要的作用。使用過程主要體現在讀取操作：（1）遠程監控在線閱讀保護裝置和遠程數據和遠程控制操作;（2）在異常保護的存在下，可以自動記錄和保存數據傳輸。由于系統必須面對不同的保護設備，雖然制造商按照統一的標準設計產品，但不可避免地會出現問題，導致不同的理解標準，通信模塊將自動轉換成獨立的配置文件。在圖形文件中，系統內的數據交換將參考數據文件，以便數據交換將被引用。避免了各保護裝置的識別功能，避免了早期自動化測試軟件所需的各種保護裝置的配置問題。此外，由于許多電流保護裝置的保護和監測裝置，原系統在反應中有滯后現象，自動測試系統能夠更充分地滿足測試要求。

2.2 模板編輯模塊

該模塊用于自動測試系統，自動測試的具體步驟由相關文件指定。同時，通過報表模塊的組合，可以自由地定義表單和書簽的形式。模板編輯在自動測試系統中定義為模板中的模板。主要有三大類，其中，最小應用模塊的子模板根據配置文件為站點的保護功能;具有特定保護設備描述文件（SCD）的相應子模板特定測試模塊配置生成;用于文件的多個實例化的復合模板。在實際應用中，依照相關的設定來運行。

2.3 自動化測試執行模塊

自動測試系統使用測試執行模塊編譯可實現自動通信，以及測試儀器和設備的數據交換，數據自動完成功能。自動測試系統軟件功能模塊如圖1所示。

主機模塊采用Windows操作系統，提供友好的人機界面。其主要任務是：用戶命令界面，自動測試系統配置，導入和管理測試案例，監控和測試過程，測試結果分析和處理以及測試報告生成。在運行時，根據要求選擇自動測試程序，運行測試腳本，通過Help2000界面管理模塊，通過從站模塊實現計算機繼電保護測試儀輸出，完成保護功能測試。并收集測試結果，按測試程序完成測試結果確定。同時監測測試過程信息的狀態，并對整個測試過程和通信進行統一管理。

從站模塊主要包括Help2000控制模塊和從站通信協議接口模塊。主機模塊不與被測設備直接交互，所有信息都通過從站模塊進行轉發。當從站模塊運行時，測試腳本由系統目標配置進行說明，Help2000用于輸出實時仿真信號，并將被測設備的消息信息收集并發送到主機模塊。受保護設備的聯系動作信息由help2000記錄選擇，并通過從站模塊，以遠程郵件的形式轉發到主機模塊，對主機模塊進行實時分析。

測試用例模塊主要是參照被測產品自身的功能完成分類的，對于具體型號的保護裝置，參照相關的測試標準，并且離線生成。進行測試的時候，通過主控程序去對執行進行解釋，測試用例主要是使用調用在機的接口函數，去對保護裝置完成相關的測試，同時對于保護裝置的動作信息進行收集，和事先涉及的動作完成比對，對于保護裝置的動作邏輯是不是正確進行判斷。

結論

現有的智能繼電保護自動測試系統采用IEC協議作為設計基準，實現了信息共享和互操作。新的自動測試系統利用基本模板實現了不同的保護功能，實現了對不同保護裝置的自動判別功能，并自動生成測試模塊和相關測試數據，實現了整個測試的基本目標，極大地改善了智能電網的保護和發展進程。

參考文獻：

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