继电保护装置自动化检测系统的研究及应用 王昕

发表时间:2020/7/20   来源:《电力设备》2020年第9期   作者:王昕
[导读] 摘要:继电保护装置自动化检测系统能够为继电保护装置现场检验提供一个规范化、标准化和高效率化的解决方案,通过对软件系统的更新改进,使得自动检测系统能够满足现场工作的需求。
        (大唐保定热电厂  河北保定  071000)
        摘要:继电保护装置自动化检测系统能够为继电保护装置现场检验提供一个规范化、标准化和高效率化的解决方案,通过对软件系统的更新改进,使得自动检测系统能够满足现场工作的需求。文章主要对继电保护装置自动测试系统与设计展开简略的探讨与分析,希望可以为相关工作提供建议与帮助,仅供参考。
        关键词:继电保护装置;自动化检测系统;设计
        1继电保护自动检测系统概述
        继电保护装置人工测试主要是面向以往的继电保护装置实际保护功能的单向检测,同时整个检测环节皆由手动方式所完成。在此过程中,测试质量受到测试人员专业技能以及专业素质的影响,不能确保测试质量,与此同时,因为测试仪器规格以及精准度又存在许多差异,促使测试案例之中的复用性以及可移植性极差,效率不高。
        继电保护自动检测系统,能实现继电保护检测过程中整个流程的标准化、自动化,而且可以大大降低人为出错的风险,能够应对不同的保护装置、缩短继电保护校验时间、提升工作效率、减轻检测人员的负担,具有广泛的实用性和显著的直接经济和社会效益。
        2自动化测试系统的要求
        (1)积极提升测试整体效率以及覆盖率。自动化测试系统需要着重对人工测试存在的效率较低、失误率较高、测试牵涉内容极为有限,测试操作过于依赖相关测试者的测试技能与工作素养等多方面的问题予以有效的处理。
        (2)不需要人工操作的闭环自动测试。通常而言,相关测试人员仅仅是将各项测试信息逐一输入到自动化测试系统之内,该系统便能够自行做好测试、结果判断以及测试报告编制的工作,以此做好闭环测试,在这整个过程中不需要任何人工操作。
        (3)整个测试环节更具公开性。公开的测试流程,例如,对于测试信息记录以及日志打印等多方面,可以为测试环节的深度追踪以及失败问题的进一步分析以及处理提供一定的助力。
        (4)具有自动测试执行系统以及智能测试管理系统。因为继电保护装置的相关测试工作实际上具有一定的繁杂性、工作量大等多种特性,更具高效性与合理性的智能测试管理能够为自动化测试的全面性与有效性提供良好的保障。
        (5)自动化测试系统具有良好的适用性。由于同一类型的继电保护装置在各个生产企业之内有所差异,所以为了能够达到继电保护装置各项测试要求,无论是测试系统还是测试脚本的设计,都应该具有一定的便捷性与灵活性。
        3自动测试系统核心技术的分析
        3.1外部接口
        根据国家电网公布的智能变电站继电保护装置的规范内容来看,对于在66kV、35kV以下的电压等级,可以使用电子式互感器,每一个间隔的保护、智能终端、合并单元应当按照间隔的合并来实现。在目前的应用实践中,66kV、35kV以及以下的电压等级的继电保护装置都是采用电子互感器输出的小信号来实现的,开关量也是按照传统意义上的电气应节点来实现的,而对于高于110kV以上的电压等级,继电保护装置的开关输入输出项、保护装置等方面都是按照数字量来进行规定的。从当前的发展情况来看,智能变电站的继电保护装置和相关的监控系统都是基于IEC61850的标准来实现的,并且是按照MMS协议来进行通信畅通,而IEC61850的标准则是针对变电站的所有功能定义出了非常详细的数据对象和逻辑的节点,而这些抽象化的服务最终实现了与后天的交互功能,随着智能化变电站工程的不断推进,各个区域的厂家所生产的继电保护装置经过了很多次的调试,到目前为止已经基本上形成了统一的规范,从而为自动测试提供了坚实的基础。
        3.2故障模拟系统
        故障模拟系统的创建是实现继电保护装置自动测试功能的关键性步骤。但是在故障模拟系统的设置中,必须能够灵活、逼真地模拟各种类型的故障,而且符合外部接口的要求。

从目前的应用情况来看,SV采样的方式一般都是以直接采样的方式呈现,而且SV采样值报文的发送间隔离散值应当小于10μs,如果智能继电保护的测试仪能够满足上述的需求,那么就可以作为故障模拟系统,举个例子来说,北京博电公司的PNF801智能继电保护测试仪就可以作为故障模拟的子系统。
        3.3测试用例
        在自动测试过程中,测试用例的可重用性和有效性是关键性环节,为了保证测试用例的有效性,必须将自动测试过程设计为开放式系统,这样就可以支持不同类型的保护装置灵活使用,尤其是测试用例的可重用性直接关系到了该测试手段能够继续推广实施的可能性。从流程上来说,一个完整的保护功能的测试用例应当包含着预期结果和故障施加量两个部分,而故障施加量又包含着参数整定和故障参数设置这两个方面的内容,而故障参数设置则主要指的是定制故障类型,通俗地来说就是在测试的过程中需要给保护装置施加一个怎么样的故障量、维持多长时间的故障等内容。而预期结果则是比较实际结果和预计结果是不是一致,进而判断自动测试的项目是否通过。
        4自动化检测系统设计
        4.1自动化检测系统的硬件结构
        自动化检测系统应该具有操作便捷、信息收集全面的特点。通过操作检测系统(PC),能够将检测过程中信息的采集、测量、控制、保护和检测等命令进行调节,在检测结束之后,将需要收集的数据进行处理,并生成一份标准报告,实现检测、检测报告“一键式”完成。检测端一般为个人PC,检测端、检测仪、被测装置通过网线连接交换机实现互联,检测仪和被测装置通过检测线进行连接。
        4.2自动化检测系统软件结构框架
        自动化检测系统软件安装在检测端(个人PC)上,在层次上划分为两层,分别为二次开发系统层和自动检测层。二次开发系统层包括装置检测方案开发系统、装置检测方案。装置检测方案开发系统可以根据现场需要对装置检测规范和标准进行编辑并输出检测方案。自动检测层包括通信规约引擎程序、检测仪接口程序、自动检测仪主程序和标准报告。自动检测层在检测开始时起到沟通模板和试验数据的作用,通过继电保护测试仪和自身的信号线对保护设备进行数据的采集和发送,从而控制保护设备的动作与否。
        4.3具体设计思路
        (1)系统在结构上把检测所需的各功能模块化,不同模块之间能够根据需要进行数据交互,从而对试验进行控制。系统建立基于XML标准装置检测方案规范,能够根据不同继电保护装置的检测特点进行各种检测。系统建立了继电保护装置标准源独立多回路的驱动模块规范,自动检测仪主程序根据此规范来控制标准源实现功能检测,标准源控制软件实现此规范就能够接入自动检测仪主程序,实现自动检测;本系统研究的系统能够兼容各种标准源。
        (2)系统的MMS规范通信模块,能够与被测继电保护装置进行通信,从而实现闭环自动检测。
        (3)系统的装置检测方案二次编辑模块,能够根据不同继电保护装置的检测需求,编辑装置检测方案,能够基于现有的装置检测方案和新装置的设备数据模型,智能生成新的装置检测方案。
        (4)通过系统的硬件以及软件系统的结合,能够解决人工检测的弊端,使得检测自动化,检测结果也随着检测的进行自动生成标准报告模板。
        结语
        综上所述,在对变电站进行建设时,针对继电保护装置测试所应用的自动测试系统早已成为智能电力系统建设的关键技术之一,随着我国信息科学技术的发展,自动测试功能将会有着更加广泛而又成熟的应用,会极大地提升电力系统的稳定性。
        参考文献:
        [1]张慈.继电保护装置自动测试系统研究和设计[J].大众标准化,2020(04):12+14.
        [2]孙宏斌.智能变电站继电保护装置自动测试系统的分析[J].机械管理开发,2019,34(12):124-125.
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