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智能变电站继电保护装置自动测试系统研究和应用

作者：马静鹏

来源：《名城绘》2018年第02期

摘要：继电保护装置自身的可靠性与稳定性直接关联着电力系统的日常运行效率与安全，是智能变电站的二次核心。近年来，随着我国智能电网建设力度的日益增多，继电保护装置在智能变电站中获得了广泛的应用，但是以人工检验与操作为主要方式的傳统继电保护测试已经无法满足电网运行安全的需求，这就要求增强对智能变电站继电保护装置自动测试系统的研究，并将其逐步投入到实际应用中，以促进我国电力系统的持续发展。 关键词：智能变电站；继电保护装置；自动测试系统 1、继电保护装置自动测试系统核心技术 1.1故障模拟系统

通常情况下，为了确保继电保护装置的正常运行，必须通过故障模拟系统的应用，高效的、快速的解决智能变电站中存在的问题，这主要是由于智能变电站机电保护装置自动测试系统是在故障模拟系统基础上构建的与应用的。同时，还需确保其满足机电保护装置的外部接口的规格。此外，现阶段智能变电站的SV采样通常为较为直接的信号采样方式，并且发送报文的间隔离散值通常低于10μs。经过相关人员长时间的研究与现场的检测，智能变电站可以通过故障模拟系统满足当前阶段智能化变电站继电保护装置的正常使用。 1.2外部接口技术

依据有关规定，在使用电子式互感器，并且处于66kV、35kV及以下的环境中时，需要依据间隔确保保护测控装置与智能终端进行单元合并。基于此，在当前我国智能变电站系统运行过程中，当处于66kV、35kV及以下电压等级时，继电保护装置的模拟量采样数据通常为电子式互感器的微小信息。在110V电压的环境中，保护装置模拟采样量通常是数字信号。监控系统的通信与智能变电站继电保护装置之间的联系也是在IEC61850标准作用下建立，同时在通信过程中依照MMS协议形成单播通信。通过IEC61850标准，可对变电站各种性能的逻辑节点以及数据对象进行较为细化的规定，同时也对数据对象的描述进行较为完整的叙述，并且提供了较为全面的面相对象的服务。 2、自动测试系统的设计 2.1自动测试系统的架构设计

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在对变电站继电保护装置的自动测试系统架构进行设计时，应以继电保护装置具有的预警功能为基础，设计出自动测试系统的架构图。共有五个部分组成了继电保护的自动测试系统。自动测试系统的硬件装置；进行自动测试装置连接的转换设备；通过利用通信规约和主控程序自带的引擎系统进行封闭测试，为测试层；借助封闭测试层测试所得的具体数据，对继电保护装置相应的保护监测模板进行智能化选择，为数据分析层；第五个区域主要是储存程序保护选择的模板数据，是整个自动测试系统的保护装置。 2.2自动测试系统设计流程

自动测试系统设计流程，可分为三个阶段，分别是测试准备阶段、测试程序执行阶段以及报告生成阶段。

（1）测试准备阶段。测试准备阶段的工作主要有：利用继电保护装置生成出的ICD文件进行虚端子的连接，形成SCD文件；再从SCD文件中将中间端口的CID文件和配置信息调取出来，并将之传输到保护的目标设备中；并将文件使用测试仪系统导出来，在用例中应用。 （2）测试程序执行阶段。测试程序执行阶段的设计流程如下：①将自动保护测试开启，进行用例测试，若没有用例测试的步骤，就可以直接进行报告的生成。若有用例测试，则应对用例进行严格测试，待测试结果出来后，若满足相关标准，则予以通过，进入下一步执行程序，若用例测试不合格，则应生成用例测试报告。若用例测试没有出现问题，顺利通过，则开始下一步执行程序设计，即继电保护自动测试程序设计，生成测试定值，之后再利用测试仪进行数据输出的检测；②收集相关数据，并进行分析，将测试仪测试所得的数据传输到系统处理器中，并对系统的变位数据进行检测，检测之后自动生成测试报告。

（3）报告生成系统设计阶段。收集测试所得的数据，并以相应的技术进行分析，这是继电保护装置的自动测试技术取得发展的基础因素之一。必须注意的是自动测试系统不仅仅是为某一个继电保护装置进行设计的，而是为母线保护装置、线路保护装置以及变压器保护装置等装置单双端电气的保护测试进行设计的，自动测试系统能为这些装置的单双端电气提供保护测试服务。因此，在进行报告生成系统模板设计时，设计出来的模板应符合不同设备的报告标准。在进行模板设计时，可以利用excel、word等软件进行固定模板的编辑，最终形成数据报告。

3、继电保护装置自动测试系统的应用 3.1应用实例分析

某220kV线路光纤差动保护装置中自动测试系统应用流程具体如下：①制定具体的测试方案，规定测试项目，确定测试要求。在该项目中，线路保护测试方案主要包括以下四个保护模块：差动保护、距离保护、零序保护与重合闸功能，同时，保护模块测试主要包括以下两方面内容：a.性能方面的测试，主要为定值精度与动作时间两个指标的测试。b.保护逻辑方面的

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测试，主要为各种区内外瞬时故障、转换型、永久性故障方面的测试。②构建测试用例库。以项目具体测试方案为依据，对测试项目进行合理的细化，并且进行测试用例的编制，完成上述操作之后，验证测试用例有效性，满足合格标准之后将其提交给测试用例库。③测试过程中，从测试用例库中提取相对应的测试用例直接加载，并落实自动测试。 3.2应用效果分析

对于该智能继电保护测试仪继电保护装置中自动测试系统效果，具体如下：①通过该系统的应用，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。②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。③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、结束语

综上所述，在电力系统正常运行过程中，继电保护装置的可靠性具有十分重要的作用，这就要求必须做好继电保护装置测试工作。通过自动测试系统软件的应用，可有效减少作业人员工作量，并且还能够为测试结果的准确性提供保障，因此，必须对继电保护装置自动测试系统进行深入的研究，以推动我国智能变电站的持续发展。 参考文献：

[1]关于智能变电站继电保护配置的几点思考探究[J].陈雅容.通讯世界.2016（24）.

[2]智能变电站继电保护装置自动测试系统研究和应用[J].张燕，张剑.科技资讯.2016（35）. [3]对变电站继电保护装置自动测试系统的设计[J].贺春，孙广涛，李仁飞.电子制作.2016（15）.

（作者单位：国网青海省电力公司黄化供电公司）