智能变电站继电保护装置自动测试系统研究和应用王飞刘轶

智能变电站继电保护装置自动测试系统研究和应用王飞刘轶
发布时间：2023-08-04T11:04:42.665Z 来源：《工程建设标准化》2023年10期作者：王飞刘轶[导读] 在互联网技术的高速发展中变电站的继电保护技术的智能化也得到了的极大的推动，为了使得电力系统能够得到良好的运行效果，电力企业要对智能变电站中的机电保护装置进行自动检测，使得电网运行过程中的风险和存在的问题得到有效的解决，并使得电力管理能够得到有效的控制，这样才能为人们的生活带来便利，从而使得电力企业的经济运行得到保障，为国家电力事业的经济发展起到积极的促
进作用。

内蒙古电力（集团）有限责任公司包头供电公司内蒙古包头 014000摘要：在互联网技术的高速发展中变电站的继电保护技术的智能化也得到了的极大的推动，为了使得电力系统能够得到良好的运行效果，电力企业要对智能变电站中的机电保护装置进行自动检测，使得电网运行过程中的风险和存在的问题得到有效的解决，并使得电力管理能够得到有效的控制，这样才能为人们的生活带来便利，从而使得电力企业的经济运行得到保障，为国家电力事业的经济发展起到积极的促进作用。

关键词：智能变电站;继电保护装置;自动测试系统;
目前, 电力行业的研究重点是自动测试, 由于传统继电保护装置对外接口不统一, 对自动测试的应用有较大阻碍作用。

因此, 目前的继电保护装置测试时采用手动测试, 不仅测试的效率低且易受到人为的影响。

1 智能变电站中的机电保护装置运行维护概述变电站中的继电保护装置较为复杂，并且对继电保护装置的维护和检修是一项复杂且浩大的工程，这对于电力企业维护技术人员来说是一项巨大的挑战，并且对于相关设备检修的管理级别要求也非常高。

另一方面是对继电保护装置的运行安全性的管理，主要针对继电保护装置的运行情况，运行的时长，运行的周期等等进行安全方面的检查，减少继电保护装置运行过程中的安全事故发生，从而为其它电力装置的安全运行起到保护作用和支持作用。

2 智能变电站继电保护装置自动测试系统的关键技术分析智能变电站继电保护装置自动测试系统的关键技术主要包括外部接口、故障模拟系统和测试用例, 下面从这几个方面进行分析。

2.1 外部接口
目前智能变电站中, 继电保护装置模拟量采样和开关量输入输出只有110k V及以上的电压等级实现数字化。

标准IEC61850中SV和GOOSE报文中对模拟量采样和开关量进行规定, 而其中MMS协议对继电保护装置和监控系统之间的通讯进行了单播通信的规定。

经过智能变电站多年的发展, 继电保护装置经过不断地操作试验, 实现了对外接口的统一规范, 使继电保护装置的自动测试有了基础。

2.2 故障模拟系统
稳定的故障模拟系统对于继电保护装置自动测试系统的实现非常重要, 故障模拟系统需模拟各种故障, 且要满足外部接口的需要, 保证模拟量的输出方式为小信号输出和SV报文输出, 开关量符合物理硬节点和GOOSE报文的要求。

同时SV采样的方式是直接采样, 且报文的发送时间间隔值要<10μs。

因此, 当继电保护测试仪能够满足以上要求时可以作为自动测试系统中的故障模拟子系统使用。

2.3 测试用例
测试用例具有有效性和可重用性的特点, 其有效性需要自动测试系统为开放式系统, 可以进行各种继电保护装置测试用例的编辑;而可重用性则决定了自动测试系统是否可得到有效的推广利用。

继电保护装置自动测试系统需要包含故障施加量和预期结果两个部分, 故障施加量则包含装置参数和故障参数设置, 其中装置参数设置是指在测试前对装置的定制修改及压板投退等, 而故障参数设置则是对故障类型进行定制, 即对保护装置的故障量和故障持续时间进行设置。

3 智能变电站继电保护装置自动测试系统设计3.1 设计思路
在智能变电站系统中，可采电流继电自动测试法。

该测试法主要是通过系统软件和客户端软件的端口进行连接，然后由测试仪对结果进行测试。

测试结束后，测试人员可以通过计算机网络系统向客户发送测试结果。

因此，可通过对变电站的及时检测反馈自动测试法的使用效果。

3.1.1 功能设计
采用自动测试系统的目的是为了确保继电保护器的正常运行，并提高继电器的工作效率。

研究人员为智能变电站的第一个继电器安全测试系统创建了标准化的模型，因为它既可以对变电站的保护效果进行测试，还能对已经开发出来的智能技术进行评估。

与此同时，还能对继电器智能保护装置的固定值进行检查。

在继电自动测试系统中主要包括了执行控制，通信，用户处理，用户管理，日志记录和生成等功能。

3.1.2 架构设计
智能变电站在线监测系统的技术水平可分为间隔状态和终端控制状态，在整体配置中，变电站智能继电保护装置的自动测试系统可分为以下三个部分。

第一：基于传统技术进行测试；第二：基于硬件和软件软件结构；第三：用于高科技设备和现场调试方法。

在安装过程中常用的防护方法包括了距离保护，电压保护，电流保护以及开关保护等等。

由于电流的测试模式和相关参数都能在自动测试系统中进行自定义并进行数据测试。

因此，采用还测试系统能有效的减少工作流程。

3.2 设计流程
对智能变电站的自动化测试系统过程，主要包括两个部分：初步测试准备和测试过程。

只有在测试条件准备充分的情况下，测试过程才会变得更加顺利。

同时要根据设备的ICD文件创建SCD文件，并连接每个设备的虚拟终端。

如果要使用IED配置工具，首先要导出SCD文件对配置文件的信息进行处理，然后再从SCD文件中导出测试仪的客户端，并对软件进行检测。

在测试工作完成之后，首先要对场景进行测试，当使用场景通过测试时，就要适当调整相关的测试参数，如果相关参数被修改后，自动测试系统就会通过输出信息的反馈得出测试结果。

最后，要完成整个测试过程中所需的测试日志。

使用自动测试系统能够进一步提高资源利用率。

在测试继电保护装置时，可以使用计算机网络技术对控制器进行密切的监视和控制。

并且还可通过在控制器上安装测试软件，来实现自动获取测试结果的目的。

同时，要准确对测试结果进行记录，以便更快的推算出实际数据，并通过计算机向客户发送测试结果
4 继电保护装置自动测试系统的具体应用
将自动测试系统应用于差动保护装置中，主要针对其差动保护作用、零序保护作用和重合闸功能进行测试。

结合以往的故障发生规律，在编制测试用例时，主要针对PT断线异常，CT断线异常和GOOSE报文异常等现象作为测试用例。

经过多方验证后汇总信息，建立起测试用例库。

在实际进行测试时，系统会直接提取测试用例库中的信息进行加载和自动测试。

实践证明，自动测试系统的应用实现了继电保护装置的自动测试目标，测试过程更为简化，测试效率也有了进一步的提升。

同时，自动测试的闭环也可对继电保护装置进行多次重复测试，可以使一些小概率发生的故障问题得以有效检出，能够提升测试结果的可靠性，为继电保护装置的维护和维修工作提供依据。

同时，也能够降低一些人为不确定因素对测试结果的影响。

5 结语
围绕自动测试系统的组成和测试流程进行了分析，并且针对自动测试系统的具体应用和效果作出研究。

其中显示，自动测试系统的应用可以提高变电站继电保护装置的运行可靠性，且相对来说测试效率更高，系统应用更为稳定和快捷。

在现阶段的很多智能变电站中，自动测试系统却发挥了突出的作用，在维护电力系统稳定运行方面的作用也十分明显。

可以认为，此类自动测试系统具有十分广阔的应用前景。

在今后的发展中，随着各类技术水平的提升，其在智能变电站中的作用和功能也会更为完善，使电力系统的安全稳定运行得到保障。

参考文献
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