智能变电站继电保护装置一键式测试方法及系统研究

陈玉会

摘 要：近年来，我国电力产业发展迅速，且为促进国民经济的发展做出了较大贡献。作为电力系统的关键组成部分，智能变电站不仅关系着电力系统的运行情况，而且对于电力产业的发展也具有重要影响。基于此，文章以智能变电站继电保护装置作为主要研究对象，通过引入一键式测试方法对继电保护装置进行了全面测试，进而以一键式测试系统为确保智能变电站的安全、可靠运行提供了良好保障。

关键词：智能变电站；继电保护装置；IEC61850继电保护测试仪

前言

输变电设备的不断增加使得智能变电站继电保护装置测试的工作难度也逐渐加大，传统的以人工测试为主的继电保护装置的测试已难以满足输变电设备安全运行的需求。因此，文章提出基于一键式测试的智能变电站继电保护装置的测试方法，在对其测试原理和流程进行分析的基础上，对一键式测试系统展开设计，以期为提高电力系统的安全运行提供有价值的参考意见。

1 一键式测试方法分析

1.1 配置信息的导入

对智能变电站进行分析可知，其对信息的导入配置功能是可自动实现的。智能变电站的配置信息大都集中在系统与自身的配置描述文件当中，而继电保护装置的一键式测试方法则通过将被测变电站全站配置系统的扫描文件以及相应继电保护装置的CID文件予以导入，从而获取所测变电站继电保护装置的各类运行指标和相关参数[1]。需要说明的是，信息自动配置功能通常是以基于串流媒体传送协议的网络，即MMS网络来实现的，通过利用MMS网络对所测继电保护装置的定制信息予以获取，并对Goose（面向对象的变电站时间）的信息进行接收和传送，从而对检验所需的软压板展开自动投退，以达到配置信息导入的目的。

1.2 一键式自动测试原理

继电保护装置的一键式自动测试是利用SCD文件对待测继电保护装置信息以及相关智能单元信息进行配置，并以MMS网络获取保护装置的保护定制信息予以实现的。在一键式测试过程中，测试人员需要对既有的MU实施断电操作，并利用一键式测试系统对MU进行模拟，从而向保护装置发送信息，在此过程中，系统需要利用Goose网络同时获取保护装置的跳闸信息和智能终端断路器本身的位置信息，而继电保护装置向智能变电站主站上传事件顺序记录（SOE）和故障动作报文这一操作，则以MMS网络予以实现。

1.3 一键式自动测试系统及其工作流程

文章所分析的一键式测试系统为IEC61850测试系统，其与SV网以及MMS网和Goose网间以光纤进行连接，由于IEC61850（电力系统自动化全球通用标准）自身具有系统化以及网络化的特征，故一键式测试装置以SCD文件所测继电保护装置的信息进行获取即可。在导入SCD文件后，获取智能变电站全站各装置的配置信息，从而获取不同装置中数据的具体流项，如SV与Gssoe流向，而后，后台软件开始对全站模型进行搭建，同时，将全站的设备信息一一列举[2]。在继电保护装置测试前，测试人员需要先对所测试的设备及其测试项目进行科学选择，并根据系统所列的配置信息，对继电保护装置展开测试。测试项目的确定方式如下：一键式测试系统将动作行为定义、动作行为定值以及装置信息进行有机整合，从而获取所测项目以及项目的实施方案和测试结果的模板。对于用户而言，其可在对系统提供的测试项目以及结果模板进行分析、调整的基础上，对全部信息进行确认并开展一键式测试。

2 继电保护装置一键式测试系统分析

2.1 软件平台

对IEC61850一键式测试系统的软件平台进行分析如下。系统软件平台主要包括了两个部分，分别为功能模块与公用平台，其中，功能模块可以继电保护装置的具体测试项目进行划分，需要说明的是，若软件平台的功能模块划分较细，则每一模块的功能就需要设置的相对简单些，从而提高各类功能模块的可操作性。在公用平台方面，由于其具有各功能模块的公用部分，因此，其在系统运行时，始终处于打开状态，故可以动态链接库的方式实现公用平台对各类功能模块的控制，从而确保系统结构和运行的稳定性。以模板调用功能模块为例，在继电保护装置的一键式测试系统当中，模板实际上是具有特定意义的格式文件，通常情况下，其编写形式为字符式编写[3]。在实际测试过程中，由于包括模板在内的不同模块所具备的测试功能也不尽相同，因此，在实际检验过程中，必须对模板所对应的格式文件进行单独检验和传输，以达到对变电站继电保护装置实现一键式测试的目的。

2.2 硬件平台

基于一键式测试方法的智能变电站继电保护装置测试系统的硬件部分主要包括了计算机、IEC61850继电保护测试仪以及被测继电保护装置本身等，其中，计算机和IEC61850继电保护测试仪之间主要以以太网口进行连接，其主要功能为导入、测试、管理SCD和CID两类文件，同时，生成SCD和CID文件的实验报告与用户图形的GUI界面。IEC61850继电保护测试仪主要负责对计算机所发出的实验控制指令与配置指令等予以接收，并根据所接收的相关指令做出回应，即发出与所接指令向对应的SV与Goose报文，从而对被测智能变电站的继电保护装置进行测试。此外，为了使一键式测试系统能够更好地与现场开关量的硬接点信号相兼容，还需另外设置8路硬接点开关信号输入量以及4路硬接点开关信号输出量；为了确保保护装置各参数和指标测量的同步性，还可引入基于GPS的光串行时间码，即IRIG-B码进行对时[4]。由此可见，IEC61850继电保护测试仪则为一键式测试系统硬件平台的核心，因此，下文则着重对此硬件装置的工作特点和原理进行深入说明。IEC61850继电保护测试仪不仅能够实现基于多光以太网口的单一继电保护装置的测试，而且能够实现基于多组（≤4）光以太网口的不同继电保护装置的测试。通过将DSP以及基于FPGA的数字信号处理系统进行有机结合，在增强系统实时性的基础上，从整体上提高其对数据的处理能力，确保一键式测试系统在发送SV报文时，仍然可以确保自身具有较稳定的输出。此外，DSP和数字信号处理系统的引入还能够保证一键式测试系统对继电保护装置各参数信息的最大采样率高于测试现场EVT，即电子式电压互感器的采样率，从而增加发送与解析的Goose的报文个数，实现对继电保护装置的全面测试。

3 结束语

文章通过对一键式测试方法进行分析，在对智能变电站继电保护装置一键式测试的原理予以说明的基础上，结合具体测试流程，从软件平台与硬件平台两方面对继电保护装置的一键式测试系统做出了全面探究。研究结果表明，一键式测试系统在智能变电站继电保护装置测试中的应用，具有较好地满足继电保护装置的测试要求，对于确保输变电站的安全、有效运行具有至关重要的作用。

参考文献

[1]浮明军，刘昊昱，董磊超.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，2015，1（12）：40-44.

[2]唐志军，林国栋，朱维钧，等.智能变电站二次设备集成测试系统[J].华东电力，2014，12（6）：2516-2521.

[3]童洁，陈晓刚，侯伟宏.智能变电站不停电电力系统继电保护校验技术[J].水电能源科学，2013，7（11）：218-221.

[4]李宝伟，倪传坤，李宝潭，等.新一代智能变电站继电保护故障可视化分析方案[J].电力系统自动化，2014，5（12）：73-77.