０ 引言
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，居民生產(chǎn)生活水平的提高，對(duì)電力供電可靠性也提出了更高的要求，這也使得變電站穩(wěn)定可靠運(yùn)行成為研究熱點(diǎn)之一。作為變
電站中重要組成部分繼電保護(hù)裝置穩(wěn)定可靠運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行至關(guān)重要，繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)或損壞均能導(dǎo)致線路誤跳，造成停電事故，而電網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大投入的繼電保護(hù)裝置也越來(lái)越多，誤跳的可能性也越來(lái)越大［１-２］。而在投運(yùn)前檢測(cè)繼電保護(hù)裝置的功能及質(zhì)量是否正常能夠有效的避免這類問(wèn)題，但實(shí)際中變電站中由于廠家招標(biāo)采購(gòu)等外界不可控因素使得變電中繼電保護(hù)裝置接口并未統(tǒng)一，這給檢測(cè)保護(hù)裝置的功能及質(zhì)量帶來(lái)了困難，極大的限制校驗(yàn)工作的開展。從檢測(cè)方法來(lái)看，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)仍采用傳統(tǒng)的靜態(tài)測(cè)試方法，該檢測(cè)方法具有耗時(shí)長(zhǎng)、效率低、主觀影響因素大等缺點(diǎn)［３-４］。
隨著智能變電站的大規(guī)模投入使用，智能變電站中繼電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)了變電站電流電壓數(shù)據(jù)的數(shù)字化，且保護(hù)裝置設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，保護(hù)裝置的接口統(tǒng)一，這使得智能變電站中保護(hù)裝置功能及質(zhì)量的自動(dòng)檢測(cè)成為可能［５］?；诖吮尘皸l件下，在調(diào)研實(shí)際智能變電站保護(hù)裝置檢測(cè)的應(yīng)用現(xiàn)狀，結(jié)合現(xiàn)有的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，在二者的基礎(chǔ)上提出一種用于智能變電站保護(hù)裝置自動(dòng)檢測(cè)的方法，期望能夠幫助現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員快速檢測(cè)及校驗(yàn)保護(hù)裝置，提升現(xiàn)場(chǎng)工作效率，進(jìn)而提高電力系統(tǒng)的供電可靠性。
１ 模擬實(shí)際故障
在傳統(tǒng)的保護(hù)裝置測(cè)試基礎(chǔ)上提出一種新的自動(dòng)測(cè)試方法，為了進(jìn)一步分析該方法能否測(cè)試?yán)^電保護(hù)儀器各項(xiàng)功能，**步就是要求測(cè)試裝置具備模擬實(shí)際故障的功能，并且能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同故障場(chǎng)景模擬不同的故障信號(hào)，以達(dá)到充分測(cè)試保護(hù)裝置的目的［６］。另外要求故障模擬單元能夠適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)各類通訊接口，同時(shí)在信號(hào)的采樣方式、采樣率也要滿足要求，要求選擇信號(hào)傳輸方式為小信號(hào)且具備報(bào)文功能，采用信號(hào)直接采樣法采樣間隔不大于 ８μｓ，以提高信號(hào)的檢測(cè)精度。通過(guò)實(shí)際市場(chǎng)調(diào)研得知北京某公司生產(chǎn)的型號(hào)為 ＰＮ５０４故障模擬裝置能夠滿足上述要求，選擇該模塊作為保護(hù)裝置測(cè)試系統(tǒng)中的組成單元，采用的實(shí)際故障模擬裝置的參數(shù)見表 １。
通過(guò)表 １中的數(shù)據(jù)可知，故障模擬單元一共有 ６個(gè)光口端口、８?jìng)€(gè)物理開入端口、４組 ＳＶ接口，在信號(hào)處理能力方面，該模塊可獨(dú)立配置模擬 １２路端口信號(hào)，其信號(hào)采集時(shí)間間隔僅為 ６０ｎｓ能夠滿足故障模擬要求。
２ 繼電保護(hù)裝置測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
２.１ 測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
在參照目前保護(hù)測(cè)試裝置及與保護(hù)測(cè)試相關(guān)內(nèi)容的基礎(chǔ)上提出變電站繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，其組成結(jié)構(gòu)如圖 １所示。保護(hù)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要分為兩個(gè)部分，分別是測(cè)試系統(tǒng)與被測(cè)裝置。為了提高傳輸信號(hào)的抗干擾性能，在設(shè)計(jì)時(shí)將測(cè)試系統(tǒng)軟件部分與系統(tǒng)硬件組成部分之間通信選擇為套接字方式，該通信方式也可以將自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中軟件控制信息傳輸至硬件模塊中，同時(shí)能夠接收被測(cè)裝置信號(hào)。而保護(hù)測(cè)試系統(tǒng)與被測(cè)保護(hù)裝置之間的通信方式則是選擇具有單向通信功能的 ＭＭＳ通信，通過(guò)該通信方式繼電保護(hù)裝置能夠接收到保護(hù)測(cè)試儀下發(fā)的各類控制命令，包括模擬故障信號(hào)等。自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)該通信方式則是能夠獲得保護(hù)或遙測(cè)信號(hào)，包括開關(guān)變換位置、開關(guān)動(dòng)作報(bào)告等，在這種雙向通信方式下，保護(hù)測(cè)試系統(tǒng)完成了保護(hù)裝置的功能校驗(yàn)測(cè)試。
上述內(nèi)容概述了保護(hù)測(cè)試系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，另一項(xiàng)至關(guān)重要的部分則是控制軟件設(shè)計(jì)部分，在參照軟件的基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)際需求將軟件劃分為通信單元，信號(hào)執(zhí)行單元、案例編輯單元、輸出報(bào)告單元、案例管理單元。其中通信單元主要負(fù)責(zé)信號(hào)的下傳和上達(dá)，完成控制命令信號(hào)的下發(fā)及反饋信號(hào)的接收及分析；案例編輯單元主要是測(cè)試者根據(jù)實(shí)際需求調(diào)用子模塊案例編輯需求的故障案例，因此需要在該單元中設(shè)置大量豐富的子模塊案例供設(shè)計(jì)選擇；案例管理單元?jiǎng)t是用于常用或典型故障案例的保存及備份，在實(shí)際測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)可以直接調(diào)用，具有操作簡(jiǎn)單、時(shí)間短的特點(diǎn)；輸出報(bào)告單元?jiǎng)t是所有測(cè)試項(xiàng)目結(jié)束以后負(fù)責(zé)將測(cè)試結(jié)果報(bào)送，可以根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置報(bào)送的格式與模板。
２.２ 測(cè)試流程
前文對(duì)保護(hù)測(cè)試系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行了概述，接下來(lái)對(duì)其工作流程進(jìn)行簡(jiǎn)介，其流程如圖 ２所示，從圖中可以看到，系統(tǒng)開始測(cè)試時(shí)首先是查找系統(tǒng)中有無(wú)測(cè)試者需要的故障模擬案例，如果有該案例，則進(jìn)入到下一步執(zhí)行環(huán)節(jié)，否則需要測(cè)試者單獨(dú)調(diào)出案例庫(kù)自行編寫。進(jìn)入到案例正確性檢查環(huán)節(jié)，案例正確性檢查環(huán)節(jié)通過(guò)后進(jìn)入正式測(cè)試環(huán)節(jié)，若案例正確性檢查不通過(guò)則進(jìn)入開始界面。反之進(jìn)入測(cè)試環(huán)節(jié)，包括測(cè)試前準(zhǔn)備，保護(hù)定值修改、故障告警，自動(dòng)測(cè)試儀會(huì)檢測(cè)被測(cè)繼電保護(hù)裝置的反饋結(jié)果是否正確，測(cè)試正確后將生成測(cè)試結(jié)果，整個(gè)測(cè)試流程結(jié)束。
３ 繼電保護(hù)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試
在參照實(shí)際 ２２０ｋＶ線路各項(xiàng)保護(hù)的基礎(chǔ)上確定保護(hù)測(cè)試內(nèi)容，測(cè)試的具體內(nèi)容如表 ２所示。表中數(shù)據(jù)主要分為兩部分分別是保護(hù)和測(cè)試內(nèi)容，保護(hù)主要包括電流差動(dòng)保護(hù)、重合閘保護(hù)、距離保護(hù)，根據(jù)三種保護(hù)的指標(biāo)參數(shù)，選擇保護(hù)動(dòng)作時(shí)間、保護(hù)的動(dòng)作邏輯、以及設(shè)定保護(hù)值精度來(lái)評(píng)判測(cè)試保護(hù)裝置的功能是否具備，質(zhì)量能否滿足實(shí)際電力系統(tǒng)需求。對(duì)緊急告警信號(hào)能正常分析判斷及報(bào)送，常見的緊急信號(hào)主要包括控制回路斷線如 ＣＴ、ＰＴ信號(hào)中斷等，直流接地或短路故障，ＳＶ等報(bào)送數(shù)據(jù)中斷或數(shù)據(jù)異常等。
為了進(jìn)一步對(duì)比分析該方法的測(cè)試性能，同時(shí)使用常規(guī)保護(hù)測(cè)試儀裝置對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行測(cè)試。表征性能的參數(shù)設(shè)置為上述內(nèi)容測(cè)試時(shí)間，與常規(guī)測(cè)試裝置對(duì)比，測(cè)試內(nèi)容所用時(shí)間如圖 ３所示。
從圖 ３可知，提出的保護(hù)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)與常規(guī)的保護(hù)人工測(cè)試相比，其測(cè)試時(shí)間均要小于常規(guī)的測(cè)試方法，表明建立的保護(hù)測(cè)試系統(tǒng)顯著地提升現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工作效率、優(yōu)化縮短了測(cè)試流程、有效地避免了測(cè)試過(guò)程中人為主觀因素的干擾保證了測(cè)試結(jié)果的客觀性和準(zhǔn)確性。該測(cè)試系統(tǒng)也豐富了繼電保護(hù)裝置的技術(shù)測(cè)試手段，有效降低了電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置的故障率，進(jìn)而降低了保護(hù)裝置誤跳的風(fēng)險(xiǎn)，提高了電力系統(tǒng)的供電可靠性。另外，未來(lái)隨著該系統(tǒng)繼續(xù)大量推廣應(yīng)用，故障案例庫(kù)的進(jìn)一步豐富，該系統(tǒng)在工作效率與測(cè)試**性會(huì)進(jìn)一步得到提升。
４ 結(jié)束語(yǔ)
傳統(tǒng)的變電站保護(hù)裝置測(cè)量系統(tǒng)存在測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)、測(cè)試程序復(fù)雜等缺點(diǎn)?；诔Ｒ?guī)繼電保護(hù)測(cè)量裝置的基礎(chǔ)上，并參考現(xiàn)有的自動(dòng)測(cè)試技術(shù)，提出了一
種新的繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)量裝置，與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)測(cè)量裝置對(duì)比，能夠顯著的降低現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試人員的工作量，提高工作效率。在測(cè)試保護(hù)裝置的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性方面，也明顯的優(yōu)于傳統(tǒng)的測(cè)試方法，能夠確保站內(nèi)保護(hù)裝置正常投入運(yùn)行。提出的保護(hù)裝置自動(dòng)測(cè)量方法對(duì)變電站新站投運(yùn)驗(yàn)收或大修后保護(hù)調(diào)試工作具有重要意義，隨著網(wǎng)絡(luò)數(shù)字硬件技術(shù)的突破發(fā)展，未來(lái)有望能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)繼電保護(hù)裝置同時(shí)調(diào)試與驗(yàn)收，其未來(lái)發(fā)展空間更加廣闊。
