现阶段, 电力系统性能的稳定性一直是相关研究部门的研究内容。作为电力系统的重要组成部分, 继电保护的正常运行对于电力系统的稳定性以及高效性的影响具有直接关系。随着社会科技的不断发展, 电力系统在设计阶段不断进行技术的改革。尤其是近年来, 研究人员加强了电力系统智能化的建设。而继电保护装置作为电力系统运行不可或缺的组成部分, 加强继电保护装置自动化的建设显得尤为重要。在传统变电站继电保护装置中, 由于继电保护装置的对外接口不统一, 对继电保护装置的自动测试工作造成了极大地制约。当前阶段, 大部分机电保护装置在进行测试过程中, 仍然使用传统的手动测试方式, 造成继电保护装置测试效率低下并且存在较多的外界影响因素。
在智能变电站的建设过程中, 基于IEC61850标准的继电保护装置逐渐使流通的信息数据更加数字标准化。并且随着社会网络的不断发展, 加强了数据信息的共享与交流。国家标准的出台, 为继电保护装置在设计和建设阶段提供了有力的参考依据, 从而使继电保护在运用中更加规范化, 有利于智能变电站的管理。
1 继电保护装置自动测试系统核心技术的研究
1.1 故障模拟系统的研究
通常情况下, 智能变电站的机电保护装置的自动测试系统离不开故障模拟系统。为保证继电保护装置正常的运行, 需要故障模拟系统能够高效快速的解决智能变电站中的问题。同时, 也应满足机电保护装置的外部接口的规格。另外, 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10微秒。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 外部接口技术的研究
按照相关规定, 在电子式互感器的使用过程中, 且处于66千伏和35千伏以及以下的环境中, 需要按照间隔确保保护测控装置以及智能终端进行单元合并。所以, 在现阶段智能变电站系统运行过程中, 当处于66 千伏和33 千伏及以下的电压等级中, 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。而在110伏电压的环境中, 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。
1.3 实际测试用例的研究
自动测试系统在进行设计时, 需要满足测试用例的高效稳定性以及能够广泛利用的性能。因此, 自动测试系统在设计阶段可将系统设置为开放性的系统, 从而确保测试用例的高效稳定性, 并且在一定程度上能够帮助测试人员在不同的测试环境中对系统进行测试选项的操作。测试用例的广泛利用性, 直接影响着自动测试系统是否代表当前阶段主流的用例使用测试手段, 并且是否能够进行广泛的推行, 从而解决智能变电站继电保护装置中存在的问题。
一个完成的保护功能用例从整体方面来说主要认为两大部分, 即故障施加量以及预期结果。故障施加量则分为两个部分。一部分是由定制修改清单和压板投退的清单组成, 通常是对用例的定值进行修改或者压板投退的过程中使用。另一部分则是各种故障参数。例如各种故障的类型、用例故障的模拟量和开关量等。同时也包含IE61850的配置信息, 例如SV、DA、APPID等。
2 自动测试系统的设计过程
2.1 设计方案以及结构框架
通常来说, 在自动测试系统的设计阶段, 自动测试系统与测试仪器客户软件主要通过套接字进行程序间的信息交流通信, 从而对系统测试输出和接受的信息进行收集, 并且在IEC61850 标准的基础上通过MMS通信协议进行单播通信, 从而使继电保护装置的命令能够传输同时获取装置动作的各种信息。
在此基础上, 设计人员设计出一套自动测试系统。其主要包含六个功能, 分别是执行控制功能, 通信功能, 用例编辑功能, 用例管理功能, 日常记录功能以及报告生成功能等。并且通过SOCKET进行客户端与自动测试系统间的信息交流。总体来说, 执行控制功能主要是进行任务的安排, 并且对任务的结果进行判断。通信功能则是与客户端软件之间建立完善的通信机制, 实现软件与系统之间信息的传递, 并且对信息进行收集以及研究分析。用例编辑功能则是系统能够满足测试人员在不同的测试环境中, 对侧泳进行合理的编辑。为满足这种寻求, 自动测试系统需要建立较为完善的用例数据库, 并且用例能够符合大部分的应用条件。用例管理功能则是对用例进行备份以及运作等。日常记录功能则是自动测试系统能够在日常的运行中自动的对运行的信息进行记录, 便于设计人员进行系统信息的收集。报告生成功能则是在自动测试系统完成测试后, 根据需要选择合适的格式对测试的结果信息进行整理分析研究, 并形成测试报告。
2.2 自动测试系统的设计流程
自动测试系统的设计流程主要分为两个阶段。一时自动测试前的准备阶段, 二是自动测试系统的调度流程。
自动测试前的准备过程中, 需要设计人员根据系统装置的ICD文件作为参考依据, 制定出SCD文件, 并且建立虚拟端口的子连线。而后, 需要设计人员通过IED配置工具将外接口的信息从SCD文件中选取出来, 同时制定CID文件, 并且将文件传递至被测试的继电保护装置中。同时设计人员需要测试仪客户端从SCD文件中将IEC61850配置标准文件, 从而确保用例信息的可用性。
在进行自动测试系统的调度阶段, 首先需要系统监测当前是否存在待测的用例。若存在待测用例, 应对测试用例进行规范性的检测。当检测不通过时, 需要根据用例的信息制定测试报告。假如用例通过标准检测, 需要对定值进行修改并且对压板记性投退。接着驱动测试仪器输出测试信息。再者, 测试人员根据收集到的测试信息进行分析研究, 制定测试报告, 从而完成整个自动测试过程。
3 关于自动测试系统的具体应用
在基于220 千伏线路光纤的基础上, 对自动测试系统的应用过程进行如下描述。
首先, 测试人员需要根据测试项目的具体内容以及要求选择合适的测试内容。假如测试差动保护、距离保护、零序保护以及重合闸等功能的测试, 自动测试系统主要的测试内容主要包括项目的定值精度以及动作时间。同时也应对相关区域的瞬时故障、转换性以及永久性故障等逻辑保护进行测试。在进行异常处理的测试过程中, 需要对CT、PT断线进行判别, 并且测试SV或者GOOSE报文是否存在异常。
其次, 在应用阶段, 需要测试人员根据实际的测试需要建立完善的用例数据库。通过对测试方案的详细规划, 对用例进行编制, 并且在测试完成时对用例进行判断, 对于合格的用例可以加入到用例数据库中。
最后, 在进行测试阶段, 可以使用用例数据库中的合适用例进行加载, 并开始测试。
总体来说, 智能变电站继电保护装置自动测试系统的精密度越高, 对整个电力系统的稳定性作用就越大, 积极开展相关软硬件方面的研发工作, 对我国电力事业发展具有重要意义。
摘要：近年来, 我国电力行业在经济发展的倒逼下取得了较大的发展, 不仅在规模方面得到了较大的进步, 同时在电力系统的关键组成部分上也有了很大的升级改进, 智能变电站就是其中典型的案例。本论文通过对智能变电站继电保护装置自动测试系统核心技术的研究, 分析了自动测试系统的设计过程, 同时列举了关于自动测试系统的具体应用。
关键词：智能变电站,继电保护,自动测试系统,具体应用
参考文献
[1] 张晓莉, 刘慧海, 李俊庆, 艾淑云, 唐翼, 王剑宇.智能变电站继电保护自动测试平台[J].电力系统自动化, 2015, 18:91-96.
[2] 韩民畴, 顾明远.智能变电站继电保护自动测试系统研究[J].智能电网, 2015, 10:937-942.
[3] 陈玉会.智能变电站继电保护装置一键式测试方法及系统研究[J].科技创新与应用, 2015, 34:216.
[4] 栾茜.智能变电站继电保护装置自动测试系统研究和应用[J].科技创新与应用, 2015, 36:221.
[5] 刘巍, 赵勇, 石光.智能变电站继电保护装置一键式测试方法及系统[J].电力自动化设备, 2013, 02:152-155.
[6] 胡再超, 姚亮, 张尧.智能继电保护装置的自动测试方法[J].江苏电机工程, 2013, 01:53-55+58.