智能变电站继电保护装置自动测试系统分析

发表时间:2020/6/1   来源:《中国电业》2020年1月3期   作者:罗园园
[导读] 随着计算机技术、微电子技术、电力电子技术的飞速发展,
        摘要:随着计算机技术、微电子技术、电力电子技术的飞速发展,应用最新技术成果不断推出新型高性能继电保护测试装置是技术进步的必然趋势。智能变电站继电保护装置自动测试系统,采用现代最新数字技术、高精密电子器件、微机系统及新线路、新结构研制而出。
关键词:智能变电站;继电保护;自动测试系统
        电力系统的可靠性一直以来是业界的重点研究课题,继电保护设备是电力系统最重要的组成部分之一,对电力系统运行的稳定性和可靠性起着举足轻重的作用。随着电网的快速建设,继电保护设备得到了广泛应用,而对此类设备的测试检验却已成为一项越来越繁重的工作任务
一、继电保护装置自动测试系统核心技术
        1.1故障模拟系统
        在一般情况下,故障模拟系统是智能变电站继电保护装置的自动测试系统的重要组成部分,通过该系统的有效使用,可以模拟出各种问题出现的情况,使问题的解决更加有方向,实现智能变电站中各项问题的高效率解决,在一定程度上减少了资金投入,同时,也可以使机电保护装置的运行更加有保障,在一定程度上保证了变电站的有序进行。另一个方面,该系统还需要实现与继电保护装置外部接口的契合,这就要求在设计是需要格外注意,只有达到接口的相契合,才能实现两个系统的有效连接,完成其需要完成的各项任务。同时在目前我们的智能变电站运行中,进行采样时,收集信号的方式依旧是直接的信号采样,而且发报的间隔离散时间一般情况下也必须要小于10微秒。
        1.2外部接口技术
        关于用电安全的相关要求中指出,在进行电子式互感器的运行时,如果是在六万六千伏和三万三千伏及其以下的电压下,电子保护设备和智能终端设备实现合并的时候一定要使用间隔,以便于确保其顺利进行。基于此,在进行高压信号的采集时需要采集电子式互感器传输的细小的信号,而在低压情况下,需要采集的信号一般情况下都是数字信号。目前在该部分中我们使用的标准一般为IEC61850标准,通过该标准,可以使变电站中不同性能节点之间的工作更加精细,更加具有规范性,对于数据对象的分化也更加细致,更能满足变电站的各项需求。
        1.3实际测试用例的研究
        在完成自动测试系统的设计时,我们一定要保证能够高度实现测试对象的稳定性以及其应用的广泛性。基于此,可以在进行设计时就将系统作为开放性的系统,在一定意义上保证了测试对象的稳定性,同时也在一定意义下,帮助工作人员实现了不同环境下对于系统的各项操作。测试对象的广泛性是自动测试系统可不可以作为目前测试的主流方向的决定性因素,同时也在一定程度上决定着它能否实现全面推广,是目前解决智能变电站机电保护装置的问题的重要途径。作为一个完整的保护功能案例,主要包括两个方面的内容,故障施加量和预期结果,故障施加量在一般情况下又会被分为两个部分,一个是各种清单组成,一般情况下是在修改比例中使用,还有一个是系统运行中需要的各种故障参数。
二、对自动测试系统的设计
        2.1设计过程思路及框架
        自动测试系统与测试仪客户端软件的信息交换采用SOCKET(套接字)的方法,对系统测试过程中指令传达和结果反馈的往来信息进行收集。自动测试系统和测试仪客户端软件的单播通信使得继电保护装置的指令传达与反馈信息的获取都是在IEC68150标准的基础上通过MMS协议完成的。自动测试系统包括六个主要功能。执行控制功能,主要是进行任务的安排和任务结果的判断;通信功能,主要是建立系统与客户端软件的通信机制,然后完成系统指令的传达和客户端软件测试结果的信息反馈过程;用例编辑功能,系统测试人员在不同的测试环境下对测试用例进行合理的编辑;用例管理功能,则是对用例的进行备份和运作;日常记录功能,即自动记录自动测试系统日常运行过程的实时状况,方便测试人员进行信息的收集分析;报告生成功能,测试完成后,根据实际情况收集相应的信息,按照一定的格式生成测试结果的报告。


        2.2自动测试系统设计过程
        自动测试系统的两个阶段,一是测试前的准备阶段,二是自动测试的调度流程。所谓自动测试系统前的准备阶段,就是完成SCD文件的输出,并且建立虚拟端口的子连线。其中SCD文件是依据ICD文件制定的,然后根据IEC68150配置标准文件,以保证用例的可用性;第二个阶段的首要目标查找是否存在待测用例,如果存在需要先完成用例的测试,完成标准检测的用例可以进行下一步的操作,未完成标准检测的用例根据测试反馈信息生成报告,然后进行测试系统的系列步骤,完成调度过程。
三、自动测试系统的设计过程
        3.1系统架构设计
        继电保护装置的自动测试系统由五个部分组成,主要包括继电保护自动测试的硬件装置;表示连接自动测试装置的程序接口转换设备;为测试层,借助系统主控程序和通信规约的引擎系统进行环形封闭测试;为数据分析层,通过封闭测试获取的数据只能选择合适继电保护装置的保护监测模板;为储存区域,在这个区域内,程序将保护装置所选择的模板数据进行储存,形成供继电保护装置自动测试的保护装置。
        3.2设计流程
        对于自动测试系统设计流程,主要可分为自动测试前的准备阶段与自动测试系统的调度流程。对于自动测试前的准备阶段,需要设计人员依据系统装置的ICD文件作为参考依据,制定出SCD文件,构建虚拟端口的子连线,同时还需要设计人员通过IED配置工具在SCD文件选取出外接口的信息,制定CID文件,然后将文件传递至被测试的继电保护装置中。此外,对于自动测试系统调度阶段,首先需要通过系统监测当前待测用例的存在,如果存在待测用例,应当对测试用例进行规范性的检测。如果检测不通过,还需要依据用例信息制定测试报告。但用例通过标准检测,则需要对定值进行修改,并且还要相关情况进行记录,然后通过驱动测试仪器输出测试信息,完成上述操作之后,测试人员就能够依据收集到的测试信息进行分析研究,制定测试报告,从而完成整个自动测试过程。
        3.3应用实际效果
        首先需要完成的是测试设计,在测试开始时,制定详细的测试方案,并且需要明确具体的项目要求和测试方案实施。然后就是要建立继电保护装置测试方案中的所要求的测试用例库。严格参照测试方案进行各个项目的测试,并对测试项目分节细化,每一阶段完成后编辑测试用例数据,完成后进行用例有效证明,无误后提交测试用例库。最后,开始测试操作,从测试用例库中提取对应测试用例直接测试,使系统自动完成测试。在线路的基础上,对继电装置保护系统自动测试系统的应用过主要内容如下描述:第一,根据继电装置测试的一系列要求,测试人员需要选择适合测试的测试信息;第二,在此次测试中,需要测试的功能主要是接入测试差动保护、距离保护、零序保护和重合闸能能测试;第三,经过一系列步骤完成后,测试人员做好数据的统计,并进行数据判断,挑选出合格有用的数字加入到已有的用例数据库。
结语:
        该系统在实际应用中不仅可以更加真实地模拟各种故障现象,准确地测试继电保护设备的运行情况以及动作特性.而且可以使整个测试过程更加智能化,对提高测试效率、提升产品可靠性、降低人为干扰因素、降低测试成本、优化测试流程及方法等方面都具有重要意义,在智能变电站相关产品的测试、检验中有着广阔的应用前景。随着智能变电站继电保护设备测试技术的进一步研究,自动测试技术会越来越显示出其社会和经济效益。
参考文献:
        [1]浮明军,刘昊昱,董磊超等.智能变电站继电保护装置自动测试系统研究和应用[J].电力系统保护与控制,2018,(1):40-44.
        [2]田柱明.智能变电站继电保护装置自动测试系统研究和应用[J].化工管理,2017,(36):32,34.
        [3]李愷,何为.试析智能变电站继电保护装置自动测试系统研究和应用[J].中国科技纵横,2018,(23):159.
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