提高智能变电站遥信遥测调试效率

朱江峰，马泽乔

（北京送变电有限公司，北京 房山 102401）

1 选择课题

1.1 选题背景

随着智能电网建设的逐步推进，智能变电站的数量也随之增多，相较于传动变电站，智能变电站监控、远动测试校验发生了较大的变化，传统测试校验设备难以完全满足智能变电站应用的需要。

智能变电站二次设备网络在结构、功能、网络环境和重要性等方面与传统变电站存在很大差异，监控、远动测试校验发生了较大的变化，传统测试校验设备无法应用于智能变电站。

面对逐渐增多的智能变电站调试任务量，现有测试设备与技术无法实现变电站各领域高效快捷的测试，特别是监控、远动系统遥测、遥信的校验测试，存在测试不完备、效率低等问题。需要一种高效、可靠的方法进行远动传动。

在工程实践中，有时需要在规定时间内完成远动传动任务，智能变电站远动点较多，例如乐亭500 kV 变电站，远动点有4000 余个，包含信息10000 余条。遥测、遥信信息点表复杂繁多，实际现场测试中逐一配置测试，工作量非常大，往往需要十天以上的时间才能完成。此外，很多遥信信号不可能频繁操作模拟或者根本无法实际模拟，且效率低下。

1.2 选定课题

面对上述问题，需要一种新技术或新手段来进行智能变电站远动传动工作，既能保证质量，又能提高效率。据此情况，小组成员使用头脑风暴法提出了三个课题，下面分别进行分析。

课题一，使用多台测试仪进行传动。此方法简单易行，在较短时间内即可有效解决现有问题，且能够有效保证传动质量，提高传动效率，使用此方法将大大增加成本。所以此方法适用于周期短、工期紧的项目，不能从根本上解决问题。

课题二，在原有情况下延长工作时间。选派经验丰富、操作熟练的试验人员进行操作，能够保证高质量地完成任务。此方法会造成工作人员过于疲劳，影响工作效率，且该方案创新性不强。

课题三，使用智能数字测试仪。研制适应智能变电站的智能测试仪，虽然与前两者相比较难实现，费用开支较大，且研发周期长，研制出的测试仪可用于各类电压等级智能变电站的调试，具有较强的创新性和推广性。使用智能测试仪还可以有效提高工作效率，缩短工作时间，节约人力、物力资源。

经过以上分析与比较，选定方案三，研究、试制适应智能变电站的智能测试仪。

2 设定目标

由表1可知，智能变电站远动传动的平均工作效率为每天244点，传动周期均在一周以上。通过该装置的使用，预计将传动效率提高30%，即每天317点。

表1 智能变电站远动传动效率统计表

3 提出方案并确定最佳方案

本项目拟使用一种新方法或新手段进行智能变电站远动传动测试，以提高遥信遥测效率，根据现状，提出以下3种备选方案。

方案一：使用光数字继电保护测试仪，由于数字测试仪体积较大、略显笨重，且装置内部未装有电池，在使用过程中，不仅需要交流电源为其供电，而且在试验完成切换至下一个间隔时，十分不方便。

方案二：使用光数字万用表，在进行远动传动时，光数字万用表不能按照点表顺序输出，且每个间隔需要单独配置，给操作带来极大不便，导致传动时间较长、效率不高。

方案三：研究、试制适应智能变电站的便携式遥信遥测校验装置，应用于智能变电站的远动传动测试，与其他两个方案相比，此法科技含量较高，所以研发时间较长，费用花销也最大。但是可以根据工作须要选择功能和属性，有针对性的提高传动效率，达到很好的效果。

综上所述，3种方案各有利弊，前两种虽然节省资金、易于执行，但是无法快捷、方便地完成监控、远动系统遥信、遥测、遥控信息的全面细致测试。而开发便携式智能变电站遥信遥测校验装置，虽然耗时较长、费用较大，但是预期效果最好，故选择方案三。

4 制定对策

经过以上分析和论述，决定采用开发便携式智能测试仪的方法解决现有问题。在研制过程中，首先须要考虑机型的外观设计，使其具有适合现场工作的特点，另外，要与厂家沟通，设计相应软件，在测试仪中配置远动传动必备的功能。为使智能测试仪更好地运用到生产实践中，须要进行现场测试，测试分为遥信、遥测、遥控3部分。具体对策如表2所示。

表2 对策表

5 对策实施

5.1 远动测试仪硬件设计

为使远动测试仪具有便于携带、操作简便、持久耐用的特点，采用与其他数字测试仪相似的便于手持的壳体，并带有锂电池，可自由充放电。光数字信号接口共2对，以ST或LC接口与装置相连接，接口形式采用ST 或LC 接口，用于向过程层测控或保测一体化装置发送SV采样值报文和GOOSE报文。

人机交互模块包含液晶显示、按键、通用通信接口、存储介质接口、电源管理模块，用于实现人机交互和遥信、遥测校验点表文件导入、校验结果的导出、充电管理等功能。

5.2 点表离线配置软件开发

离线编辑配置模块在计算机中实现，经通用通信接口与便携式校验装置连接。其中包括SCD文件解析模块、遥信校验点表编辑与映射模块、遥测校验点表编辑与映射模块，用于离线编辑遥信校验点表、遥测校验点表，根据SCD文件实现相应控制块及通道的映射，形成最终的遥信/遥测校验点表文件。

软件界面如图1所示。

图1 离线配置软件界面

5.3 遥信测试

便携式远动测试仪遥信测试界面如图2 所示。进行遥信测试时，须将遥信点表测试模板文件通过SD卡导入至远动测试仪中，测试仪自动将测试模板保存至测装置内部的CF卡中。经确认后显示已进行数据模型与通信模型映射的点表，包括点号与站内实际点号描述，其他信息可通过设置功能进行添加显示，在该页面中可按遥信量点号逐点进行测试，自动发送相应ⅠED的GOOSE信息，GOOSE的APPⅠD、数据模型及通信模型自动匹配，测试结果可直接标记于“结果”栏。

图2 遥信对点界面

测试页面中，显示当前遥信点条目信息，该遥信点对应的ⅠED名称及描述，以及GOOSE控制块的APPⅠD，选择GOOSE 发送的光口号（光口1～光口3），可设置遥信点的状态ON/OFF，对于双点GOOSE 可设置为 ⅠNⅠT/OFF/ON/BAD 态，测试结果可标注于结果栏目中，结果可标注为未测（—）、通过（√）、不通过（×）及疑问（△）。

为实现遥信点表与远动点表的一致，编制基于图形化SCD 解析软件的离线编辑软件实现测试点表的选择与排序，如图3 所示，可根据遥信点表逐一选择每个测控装置对应的GOOSE 控制块及相应通道。

图3 树形目录显示

5.4 遥测测试

经测控装置精度测定，测试仪输出SV数据满足精度要求，有效值精度优于0.01%，相位精度优于0.001°；采样值间隔离散度优于100 ns。

进行遥测对点时，向测试仪中导入配置好的遥测量点表，按照配置中映射的SV控制块发送一组电压、两组电流，可设置为手动发送数据模式及按典型值发送数据模式，按典型值发送模式下可设置试点变量，设置试点变量后装置自动按配置的典型试点进行电压电流输出。遥信对点界面如图4所示。

图4 遥测对点界面

5.5 遥控测试

遥控测试时，将配置好的遥控点表测试模板导入到测试仪后，在进行“测试本条”菜单中，可显示当前点遥控量对应的GOOSE 模型信息，及GOOSE状态信息，如图5所示。

图5 遥控量测试界面

6 确认效果

将该装置应用于枣园220 kV 变电站和甸头500 kV变电站的调试工程中。对该装置的使用效果进行统计，结果如表3所示。

表3 新装置使用后远动传动效率统计表

根据统计，得出传动效果对比图，如图6所示。结果表明，使用该装置后，远动传动效率为每天332 个点，相较于使用前，提高了36%，达到了预期的提高30%的目标。由此可见，该装置的应用可以有效提高工作效率。

图6 新装置使用前后平均传动效率对比图

综上，该项目的技术创新主要体现在如下3 个方面。

第一，开发了离线配置工具，实现了变电站点表的导入与信息的提取，通过变电站SCD文件实现基于点表的信号映射。配置工具软件可在笔记本电脑导入EXCEL格式的变电站遥信、遥测、遥控点表文件，并可导入智能变电站SCD文件，按照点表顺序对各信号量进行SV、GOOSE模型映射。

第二，基于点表测试模板的信号传动测试方法。可通过离线配置工具生成点表测试模板，点表测试模板中包含遥信、遥测、遥控点表信息，以及GOOSE、SV 的映射关系及基于SCD 文件的控制块数据模型，点表测试模板生成后导入传动综合测试仪中。基于点表测试模板的测试方法优点是可自动按照点号顺序进行测试，测试过程中不须进行SV、GOOSE的映射及数据模型的配置，测试结果可在测试模板上进行标记。

第三，根据点表测试模板自动生成测试结果报告。可在传动综合测试仪中利用点表模板对测试结果进行标记，测试完成后导出点表测试模板，离线生成excel格式的测试结果报告。

7 标准化

措施一：编写《便携式智能变电站遥信遥测校验装置使用说明书》，详细介绍装置的使用方法和操作流程，并解释使用过程中的常见问题，便于工作人员阅读使用。

措施二：编写《便携式智能变电站遥信遥测校验装置操作指导书》，修订班组仪器仪表使用和保管条例及和现场操作规程，纳入规范化、标准化管理程序。

措施三：制定《便携式智能变电站遥信遥测校验装置校验指南》，严格按规定定期对装置进行检查校核，以保证准确性和可靠性，同时列入分公司年度计量检定范围和计划。