繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

董傳岳

摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，電能的使用量日益增加?，F(xiàn)如今，各地區(qū)電力電網(wǎng)建設(shè)的主要工程項(xiàng)目就是變電站建設(shè)。繼電保護(hù)裝置的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)始終是變電站建設(shè)過程中的建設(shè)重點(diǎn)。繼電保護(hù)裝置的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)也是智能化電網(wǎng)建設(shè)的重要技術(shù)之一。本文將從傳統(tǒng)測(cè)試技術(shù)與基本智能化測(cè)試技術(shù)入手，結(jié)合當(dāng)下電網(wǎng)建設(shè)過程中自動(dòng)測(cè)試技術(shù)的運(yùn)用范圍，對(duì)繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的相關(guān)概念以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和流程設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的闡述，希望借此方式對(duì)我國(guó)變電保護(hù)和測(cè)試技術(shù)的進(jìn)步帶來新的啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；自動(dòng)測(cè)試；智能化

隨著科技的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)開始廣泛運(yùn)用于電力系統(tǒng)中，在這種背景下，繼電保護(hù)技術(shù)作為電網(wǎng)的傳統(tǒng)技術(shù)，其發(fā)展前景越來越好。繼電保護(hù)技術(shù)所運(yùn)用的原理呈現(xiàn)出日新月異的態(tài)勢(shì)。再加上當(dāng)下對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)的呼聲越來越高，以微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的智能化繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展開始被提上日程。

近幾年來，變電站的發(fā)展速度總體呈現(xiàn)高速態(tài)勢(shì)，建設(shè)規(guī)模越來越大，智能化程度也越來越高。為了順應(yīng)電力系統(tǒng)朝智能化發(fā)展的潮流，必須提高繼電保護(hù)裝置的科技含量與自動(dòng)化程度。在傳統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的研發(fā)過程中，為了保證相關(guān)程序不出現(xiàn)任何漏洞和缺陷，往往需要開發(fā)人員花費(fèi)幾個(gè)月的時(shí)間和精力來對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的保護(hù)程序進(jìn)行手動(dòng)調(diào)試。總體來說，當(dāng)下的繼電保護(hù)裝置的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)自動(dòng)化程度不夠高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于時(shí)代的需求。

本文將首先介紹繼電保護(hù)裝置測(cè)試的現(xiàn)狀和特點(diǎn)，主要涉及繼電保護(hù)裝置的研發(fā)和生產(chǎn)方面各自的測(cè)試特點(diǎn)，并分析探討傳統(tǒng)的人工測(cè)試方式存在的問題，然后提出對(duì)應(yīng)的解決辦法。即在測(cè)試領(lǐng)域中引入自動(dòng)測(cè)試概念和自動(dòng)測(cè)試化工具，明確繼電保護(hù)裝置自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)所應(yīng)具有的基本設(shè)計(jì)目標(biāo)和應(yīng)該遵守的基本原則，并在此基礎(chǔ)上，提出現(xiàn)有的繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的具體方案。

1 傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置測(cè)試系統(tǒng)的主要流程

目前，我國(guó)繼電保護(hù)裝置檢測(cè)系統(tǒng)從研發(fā)到投入生產(chǎn)一般要經(jīng)過以下4個(gè)階段的測(cè)試：研發(fā)測(cè)試、并網(wǎng)測(cè)試、成品檢測(cè)和實(shí)地檢驗(yàn)。

在研發(fā)測(cè)試階段，基于繼電保護(hù)這一環(huán)節(jié)在電網(wǎng)運(yùn)行中的重要性和特殊性，繼電保護(hù)產(chǎn)品的研發(fā)過程非常嚴(yán)格，通常要建立實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)、設(shè)備自動(dòng)化、實(shí)時(shí)系統(tǒng)測(cè)試。測(cè)試內(nèi)容包括：①設(shè)備的綜合功能測(cè)試，包括開關(guān)性能、作用原理、時(shí)間參數(shù)和功能測(cè)試。②電磁兼容測(cè)試設(shè)備，包括瞬時(shí)放電，空氣放電，電磁波干擾等測(cè)試項(xiàng)目。③設(shè)備溫度升高，絕緣，機(jī)械，電力供應(yīng)和其他相關(guān)測(cè)試。④裝置軟件和硬件的穩(wěn)定性試驗(yàn)。在生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中，測(cè)試任務(wù)主要是檢測(cè)設(shè)備的硬件、性能、防護(hù)等一般測(cè)試項(xiàng)目。測(cè)試內(nèi)容包括：①設(shè)備相關(guān)器件健康度的常規(guī)檢測(cè)；②設(shè)備時(shí)間同步功能檢測(cè)；③設(shè)備通信協(xié)議檢測(cè)及檢測(cè)設(shè)備的遠(yuǎn)程信息功能。研發(fā)測(cè)試的目標(biāo)是驗(yàn)證研發(fā)中的軟硬件設(shè)計(jì)是否符合繼電保護(hù)產(chǎn)品的要求。產(chǎn)品造型一般，測(cè)試設(shè)備專業(yè)化，檢測(cè)度高，檢測(cè)項(xiàng)目長(zhǎng)，測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)不存在缺陷的情況下，針對(duì)特定設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品軟硬件等相關(guān)例行測(cè)試，確保出廠產(chǎn)品的質(zhì)量和正常使用。測(cè)試項(xiàng)目相對(duì)穩(wěn)定，測(cè)試要求統(tǒng)一。這兩者之間在內(nèi)部上存在相互聯(lián)系和相互作用的關(guān)系，它們共同構(gòu)成一個(gè)完整的繼電保護(hù)裝置檢測(cè)流程。生產(chǎn)過程的測(cè)試過程規(guī)范化，測(cè)試要求統(tǒng)一，測(cè)試工作量巨大，因此生產(chǎn)測(cè)試具有引入自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的基本條件和實(shí)際意義。

2 新型繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

現(xiàn)如今，新型繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)主要采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，總體而言繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的組成分為以下幾個(gè)模塊：

2.1 通信模塊

該模塊主要起到智能通信的作用。使用過程中主要體現(xiàn)為讀操作：（1）在線讀保護(hù)裝置遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程控制操作；（2）在存在異常保護(hù)的情況下可以自動(dòng)記錄和保存數(shù)據(jù)傳輸。由于系統(tǒng)必須面對(duì)不同的保護(hù)設(shè)備，雖然制造商都按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，但不可避免會(huì)出現(xiàn)問題，引起不同的理解標(biāo)準(zhǔn)，并且通信模塊將被系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為獨(dú)立的配置文件，系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換將會(huì)參照這個(gè)數(shù)據(jù)文件，從而對(duì)各個(gè)保護(hù)器件實(shí)現(xiàn)辨別功能，這樣可以避免早期的自動(dòng)測(cè)試軟件所需的各種保護(hù)裝置專門開發(fā)的配置問題。另外，由于許多電流保護(hù)器件保護(hù)和監(jiān)控器件，原先的系統(tǒng)在反應(yīng)上存在滯后性，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)可以更充分地滿足測(cè)試要求。

2.2 模板編輯模塊

該模塊用于自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，通過相關(guān)生成的文件來對(duì)自動(dòng)測(cè)試中的具體步驟進(jìn)行規(guī)定，同時(shí)結(jié)合報(bào)表模塊，可以自由定義格式和書簽形式自動(dòng)填寫功能。模板編輯在自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中被定義為模板中的模板，主要有3個(gè)類別。其中，最小應(yīng)用模塊的子模板根據(jù)配置文件為站點(diǎn)的保護(hù)功能；具有特定保護(hù)設(shè)備描述文件（SCD）的相應(yīng)子模板特定測(cè)試模塊配置生成；用于文件的多個(gè)實(shí)例化的復(fù)合模板。在實(shí)際應(yīng)用中，依照相關(guān)的設(shè)定來運(yùn)行。

2.3 自動(dòng)化測(cè)試執(zhí)行模塊

自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)使用測(cè)試執(zhí)行模塊編譯可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)通信，以及測(cè)試儀器和設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)自動(dòng)完成功能。

3 結(jié)論

現(xiàn)有的智能繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)采用IEC協(xié)議作為設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)信息共享和互操作性。新的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)可以通過使用基本模板來實(shí)現(xiàn)不同的保護(hù)功能，從而對(duì)不同的保護(hù)器件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)辨別的功能，并自動(dòng)生成測(cè)試模塊和相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)測(cè)試過程無人參與的基本目標(biāo)，大大提高了智能電網(wǎng)的保護(hù)和開發(fā)過程，縮短了變電站的調(diào)試時(shí)間。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：遼寧省電力有限公司檢修分公司）