呂技

摘 要：隨著社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電能的使用日益增加。目前，區(qū)域電網(wǎng)建設(shè)的主要工程是變電站建設(shè)。變電站繼電保護(hù)自動(dòng)測試系統(tǒng)一直是變電站建設(shè)過程中的重點(diǎn)。繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測試系統(tǒng)也是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要技術(shù)之一。本文從傳統(tǒng)測試技術(shù)和基本智能測試技術(shù)出發(fā)，結(jié)合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中自動(dòng)測試技術(shù)的應(yīng)用范圍，簡要闡述了繼電保護(hù)裝置自動(dòng)化測試系統(tǒng)的相關(guān)概念以及保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)，希望以此方式來對中國變電站進(jìn)行保護(hù)和測量，希望測試技術(shù)的進(jìn)步給我們帶來了新的啟示。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù);自動(dòng)測試;智能化

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。在這樣的背景下，作為傳統(tǒng)的電網(wǎng)技術(shù)，繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展前景越來越好。繼電保護(hù)技術(shù)的原理正在迅速發(fā)生變化。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的呼聲越來越高，基于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的智能繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展已提上議事日程。

近年來，變電站的發(fā)展速度呈現(xiàn)出高速化的態(tài)勢。建設(shè)規(guī)模越來越大，智能化程度越來越高。為了適應(yīng)電力系統(tǒng)智能化發(fā)展的趨勢，必須提高繼電保護(hù)設(shè)備的技術(shù)含量和自動(dòng)化水平。在傳統(tǒng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)的研究和開發(fā)中，為了保證相關(guān)程序不存在任何漏洞和缺陷，開發(fā)人員經(jīng)常需要花費(fèi)幾個(gè)月和精力來手動(dòng)調(diào)試測試系統(tǒng)的保護(hù)程序。一般來說，目前的繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測試系統(tǒng)自動(dòng)化程度不夠高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于時(shí)代的需要。

本文首先介紹了繼電保護(hù)裝置測試的現(xiàn)狀和特點(diǎn)，主要涉及繼電保護(hù)裝置的研究開發(fā)和生產(chǎn)特點(diǎn)，分析和討論了傳統(tǒng)手工測試存在的問題，然后提出相應(yīng)的解決方案。在測試領(lǐng)域，介紹了自動(dòng)測試和自動(dòng)測試工具的概念，明確了繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測試系統(tǒng)應(yīng)遵循的基本設(shè)計(jì)目標(biāo)和基本原則，并在此基礎(chǔ)上提出了具體的設(shè)計(jì)方案，提出了現(xiàn)有的繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測試系統(tǒng)。

1 傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置測試系統(tǒng)的主要流程

目前，中國的繼電保護(hù)測試系統(tǒng)一般從研發(fā)到生產(chǎn)四個(gè)階段進(jìn)行測試：研發(fā)測試、網(wǎng)格測試、成品測試和現(xiàn)場檢測。

在研發(fā)測試階段，基于繼電保護(hù)這一環(huán)節(jié)在電網(wǎng)運(yùn)行中的重要性和特殊性，繼電保護(hù)產(chǎn)品的研發(fā)過程非常嚴(yán)格，通常要建立實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)、設(shè)備自動(dòng)化、實(shí)時(shí)系統(tǒng)測試。測試內(nèi)容包括：（1）設(shè)備的綜合功能測試，包括開關(guān)性能、作用原理、時(shí)間參數(shù)和功能測試。（2）電磁兼容測試設(shè)備，包括瞬時(shí)放電，空氣放電，電磁波干擾等測試項(xiàng)目。（3）設(shè)備溫度升高，絕緣，機(jī)械，電力供應(yīng)和其他相關(guān)測試。（4）裝置軟件和硬件的穩(wěn)定性試驗(yàn)。在生產(chǎn)和現(xiàn)場測試中，測試任務(wù)主要是檢測設(shè)備的硬件、性能、防護(hù)等一般測試項(xiàng)目。測試內(nèi)容包括：（1）設(shè)備相關(guān)器件健康度的常規(guī)檢測;（2）設(shè)備時(shí)間同步功能檢測;（3）設(shè)備通信協(xié)議檢測及檢測設(shè)備的遠(yuǎn)程信息功能。研發(fā)測試的目標(biāo)是驗(yàn)證研發(fā)中的軟硬件設(shè)計(jì)是否符合繼電保護(hù)產(chǎn)品的要求。產(chǎn)品造型一般，測試設(shè)備專業(yè)化，檢測度高，檢測項(xiàng)目長，測試時(shí)間長。產(chǎn)品設(shè)計(jì)不存在缺陷的情況下，針對特定設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品軟硬件等相關(guān)例行測試，確保出廠產(chǎn)品的質(zhì)量和正常使用。測試項(xiàng)目相對穩(wěn)定，測試要求統(tǒng)一。這兩者之間在內(nèi)部上存在相互聯(lián)系和相互作用的關(guān)系，它們共同構(gòu)成一個(gè)完整的繼電保護(hù)裝置檢測流程。生產(chǎn)過程的測試過程規(guī)范化，測試要求統(tǒng)一，測試工作量巨大，因此生產(chǎn)測試具有引入自動(dòng)測試系統(tǒng)的基本條件和實(shí)際意義。

2 新型繼電保護(hù)自動(dòng)測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

現(xiàn)如今，新型繼電保護(hù)自動(dòng)測試系統(tǒng)主要采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，總體而言繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測試系統(tǒng)的組成分為以下幾個(gè)模塊：

2.1 通信模塊

該模塊在智能通信中起著重要的作用。使用過程主要體現(xiàn)在讀取操作：（1）遠(yuǎn)程監(jiān)控在線閱讀保護(hù)裝置和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程控制操作;（2）在異常保護(hù)的存在下，可以自動(dòng)記錄和保存數(shù)據(jù)傳輸。由于系統(tǒng)必須面對不同的保護(hù)設(shè)備，雖然制造商按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)產(chǎn)品，但不可避免地會出現(xiàn)問題，導(dǎo)致不同的理解標(biāo)準(zhǔn)，通信模塊將自動(dòng)轉(zhuǎn)換成獨(dú)立的配置文件。在圖形文件中，系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)交換將參考數(shù)據(jù)文件，以便數(shù)據(jù)交換將被引用。避免了各保護(hù)裝置的識別功能，避免了早期自動(dòng)化測試軟件所需的各種保護(hù)裝置的配置問題。此外，由于許多電流保護(hù)裝置的保護(hù)和監(jiān)測裝置，原系統(tǒng)在反應(yīng)中有滯后現(xiàn)象，自動(dòng)測試系統(tǒng)能夠更充分地滿足測試要求。

2.2 模板編輯模塊

該模塊用于自動(dòng)測試系統(tǒng)，自動(dòng)測試的具體步驟由相關(guān)文件指定。同時(shí)，通過報(bào)表模塊的組合，可以自由地定義表單和書簽的形式。模板編輯在自動(dòng)測試系統(tǒng)中定義為模板中的模板。主要有三大類，其中，最小應(yīng)用模塊的子模板根據(jù)配置文件為站點(diǎn)的保護(hù)功能;具有特定保護(hù)設(shè)備描述文件（SCD）的相應(yīng)子模板特定測試模塊配置生成;用于文件的多個(gè)實(shí)例化的復(fù)合模板。在實(shí)際應(yīng)用中，依照相關(guān)的設(shè)定來運(yùn)行。

2.3 自動(dòng)化測試執(zhí)行模塊

自動(dòng)測試系統(tǒng)使用測試執(zhí)行模塊編譯可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)通信，以及測試儀器和設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)自動(dòng)完成功能。自動(dòng)測試系統(tǒng)軟件功能模塊如圖1所示。

主機(jī)模塊采用Windows操作系統(tǒng)，提供友好的人機(jī)界面。其主要任務(wù)是：用戶命令界面，自動(dòng)測試系統(tǒng)配置，導(dǎo)入和管理測試案例，監(jiān)控和測試過程，測試結(jié)果分析和處理以及測試報(bào)告生成。在運(yùn)行時(shí)，根據(jù)要求選擇自動(dòng)測試程序，運(yùn)行測試腳本，通過Help2000界面管理模塊，通過從站模塊實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)測試儀輸出，完成保護(hù)功能測試。并收集測試結(jié)果，按測試程序完成測試結(jié)果確定。同時(shí)監(jiān)測測試過程信息的狀態(tài)，并對整個(gè)測試過程和通信進(jìn)行統(tǒng)一管理。

從站模塊主要包括Help2000控制模塊和從站通信協(xié)議接口模塊。主機(jī)模塊不與被測設(shè)備直接交互，所有信息都通過從站模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)從站模塊運(yùn)行時(shí)，測試腳本由系統(tǒng)目標(biāo)配置進(jìn)行說明，Help2000用于輸出實(shí)時(shí)仿真信號，并將被測設(shè)備的消息信息收集并發(fā)送到主機(jī)模塊。受保護(hù)設(shè)備的聯(lián)系動(dòng)作信息由help2000記錄選擇，并通過從站模塊，以遠(yuǎn)程郵件的形式轉(zhuǎn)發(fā)到主機(jī)模塊，對主機(jī)模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。

測試用例模塊主要是參照被測產(chǎn)品自身的功能完成分類的，對于具體型號的保護(hù)裝置，參照相關(guān)的測試標(biāo)準(zhǔn)，并且離線生成。進(jìn)行測試的時(shí)候，通過主控程序去對執(zhí)行進(jìn)行解釋，測試用例主要是使用調(diào)用在機(jī)的接口函數(shù)，去對保護(hù)裝置完成相關(guān)的測試，同時(shí)對于保護(hù)裝置的動(dòng)作信息進(jìn)行收集，和事先涉及的動(dòng)作完成比對，對于保護(hù)裝置的動(dòng)作邏輯是不是正確進(jìn)行判斷。

結(jié)論

現(xiàn)有的智能繼電保護(hù)自動(dòng)測試系統(tǒng)采用IEC協(xié)議作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了信息共享和互操作。新的自動(dòng)測試系統(tǒng)利用基本模板實(shí)現(xiàn)了不同的保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)了對不同保護(hù)裝置的自動(dòng)判別功能，并自動(dòng)生成測試模塊和相關(guān)測試數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)測試的基本目標(biāo)，極大地改善了智能電網(wǎng)的保護(hù)和發(fā)展進(jìn)程。

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