试析智能变电站继电保护装置自动测试系统研究和应用

李愷 何为

（国网荆州供电公司检修分公司变电检修室，湖北荆州 434000）

试析智能变电站继电保护装置自动测试系统研究和应用

李愷 何为

（国网荆州供电公司检修分公司变电检修室，湖北荆州 434000）

电力系统的可靠运行对电力企业和电网发展至关重要，而电力系统中继电保护装置对系统的安全稳定运行又起着重要的作用。随着计算机技术、信息技术不断发展，这些新技术在继电保护装置中的应用使得继电保护装置的功能变得越来越复杂，从而造成工作人员对保护装置的测试难度不断加大，给继电保护装置的测试与校验带来新的挑战。本文以继电保护装置自动测试系统的设计与应用为研究对象，从自动测试系统的概述、系统设计以及系统应用三个方面进行详细论述。

继电保护装置 自动测试系统 研究 应用

自动测试是测试继电保护装置的一种有效测试方法。由于传统变电站继电保护装置对外接口不统一，这就导致自动测试方法无法有效应用于传统变电站继电保护装置测试中。当前，我国多数企业对继电保护装置的测试主要运用继电保护测试仪手动测试的传统方法来完成，这种方法有着很大的不足，比如测试效率比较低，受人为因素影响比较大等。智能变电站的继电保护装置在IEC61850标准的基础上，有效实现了输入与输出信息的标准化，尤其是在建模、软压板以及对外接口信息等方面使用了规范化设计，在良好运用网络的前提下可以实现数据的共享，这就为继电保护装置的自动测试提供了有利条件。

1 继电保护装置自动测试系统概述

通常来说，继电保护装置主要包括四个阶段的测试，分别是研发测试、入网测试、生产测试以及现场校验。依据自动测试系统的测试内容与测试要求，可以将继电保护装置的测试分为两个阶段，分别是研发阶段与生产检测阶段。

继电保护装置自动测试的研发阶段：根据继电保护装置研发过程的工作要求，需要对继电保护装置进行非常严格的测试，通常是以组建实时仿真系统，来完成对继电保护装的自动化及实时性的系统测试。从继电保护装置研发阶段的测试内容来说，主要包括四个方面的内容：其一，继电保护装置性能测试。主要分为动作性能、时间参数以及功能性检测；其二，继电保护装置电磁兼容性测试。主要分为快速瞬变、静电放电以及辐射电磁场 ；其三，继电保护装置软、硬件测试。主要测试软、硬件的稳定性；其四，继电保护装置其他相关性测试。主要分为温升、绝缘以及机械［1］。

继电保护装置自动测试的生产检测阶段：从继电保护装置生产检测的要求来说，通常是检测继电保护装置的硬件稳定性、动作性能、保护功能以及其他一般性检测项目。从继电保护装置生产检测的内容来说，主要包括四个方面，分别是保护硬件常规检测、软件动作性能参数检测、时间同步功能检测以及通信协议检测。

2 自动测试系统设计

本文的设计思路主要是在现有智能继电保护测试仪的基础上，进行自动测试系统软件的开发，建立一整套继电保护装置自动测试系统。设计的总体结构如图1所示。

在该系统中，自动测试系统软件通过套接字同测试仪客户端软件进行连接，以实现两者之间的顺畅通信，进而完成控制命令的下发和测试结果的反馈等任务。被测继电保护装置主要是实现下发保护装置控制命令，以及获取继电保护装置动作报告、录波以及遥信变位等信息的功能。通过该系统可以对测试任务进行调度控制，并对反馈的结果信息进行判断，从而实现全自动闭环测试［2］。

图1 自动测试系统结构

在该自动测试系统软件中主要包括六个模块：其一，执行控制模块。该模块主要负责整个系统任务的调度执行与结果判断工作；其二，通信模块。该模块主要负责通信功能，即完成与测试仪客户端程序以及继电保护装置的通信，与此同时，该模块还应执行控制模块控制命令的下发，并对测试的结果进行接收与分析；其三，用例编辑模块。该模块主要是对测试用例进行编辑，在设计的时候应该遵循容易操作的原则；其四，用例管理模块。该模块主要是对用例进行备份，同时对某些用例实现加载的功能；其五，日志模块。该模块主要对整个自动测试系统工作过程中的所有信息进行自动记录，从而有利于问题的发现；其六，报告生成模块。该模块主要是在测试完成之后，自动生成指定格式的测试报告。

3 继电保护装置自动测试系统的应用

3.1 应用实例分析

在220kV线路光纤差动保护装置中应用本文中设计的自动测试系统，其具体应用流程如下。

第一步，制定具体的测试方案，规定测试项目，并确定测试要求。线路保护的测试方案主要包含四个保护模块，分别是差动保护、距离保护、零序保护以及重合闸功能。对保护模块测试主要内容包含两个方面，其一是性能方面的测试，主要包含了定值精度以及动作时间两个指标，其二是保护逻辑方面的测试，主要包含了各种区内外瞬时故障、转换型以及永久性故障。

第二步，建立测试用例库。以第一步中的具体测试方案为依据，对测试的项目进行细化，并编制测试用例，完成之后再对测试用例的有效性进行验证，等到合格之后将其提交给测试用例库。

第三步，在进行测试的过程中，从测试用例库中提取对应测试用例直接进行加载，并开始进行自动测试。

3.2 应用效果分析

在智能继电保护测试仪的基础上建立的继电保护装置自动测试系统达到了以下几个方面的效果：第一，该系统实现了继电保护装置的全自动测试，从而使得继电保护装置的测试流程更加优化，并大大提高了继电保护装置自动测试的效率［3］；第二，该系统可以支持继电保护装置重复测试，并能够将测试过程中的小概率问题进行充分的暴露，从而使得自动测试更加完善而全面；第三，该系统的运用排除了人工测试中容易出现的不确定因素，不仅保证了测试的一致性，同时还保证了测试结果的精确性。

4 结语

综上所述，继电保护装置的可靠性对电力系统的正常运行起着重要作用，因此对继电保护装置的测试就显得尤为重要。本文以智能继电保护测试仪为平台，开发了一套自动测试系统软件，阐述了智能变电站继电保护自动测试的方法。该系统能够大大降低作业人员的工作量，并能够保障测试结果的准确率。随着信息技术的不断发展，高新技术在智能变电站中的应用越来越成熟，在整个变电站工程的调试与验收环节，本文设计的自动测试系统具有很好的参考借鉴价值。

［1］于朝辉，张颖红，张锋，等.微机继电保护装置主板自动测试系统的设计与应用［J］.继电器，2011.

［2］应站煌，胡建斌，赵瑞东，等.继电保护装置自动测试系统研究和设计［J］.电力系统保护与控制，2012.

［3］姚亮，陈实，张勇刚，等.新型继电保护装置自动测试系统设计应用［J］.华电技术，2015.

愷李（1984—），男，湖北京山人，本科，助理工程师，电气工程及自动化-继电保护专业。