智能变电站继电保护设备自动测试系统分析与研究

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1、智能变电站继电保护设备自动测试系统分析与研究（国电南瑞科技股份有限公司江苏南京210000）摘要：木文基于闭环测试原理对智能变电站继电保护设备自动测试系统进行分析与研宄，内容包括测试系统的原理、结构、特点、关键技术的分析以及扩展应用分析。经实践，该系统可完成常见的线性度测试、开入测试、开出测试、定值校验测试、保护逻辑测试等功能，相对于传统测试系统其有工作效率高、可操作性强、人为错误少等显著优点。关键词：智能变电站；继电保护；系统设计；自动测试；测试方法0引言电力系统的可靠性一直以来是业界的重点研究课题［1］，继电保护设备是电力系统最重要

2、的组成部分之一，对电力系统运行的稳定性和可靠性起着举足轻重的作用。随着电网的快速建设，继电保护设备得到了广泛应用，而对此类设备的测试检验却已成为一项越来越繁重的工作任务。虽然，目前各种测试仪及相关的配套软件己达到实用化的水平，但是，由于常规变电站各个厂家的继电保护设备，甚至同一厂家不同型号的设备，在通讯规约、功能配置、定值清单、报文格式等方面不统一，严重制约了自动测试的应用和发展，大多数继电保护设备的测试工作仍然采用人工手动完成，测试效率低，且人为错误多。随着智能电网的推广普及，继电保护设备的规范、标准不断统一［2-3］，对保护设备的通

3、讯规约、功能、定值、接口等方面都进行了严格规定，实现了设备的规范化、标准化和统一化，为自动测试的应用和发展奠定了基础。木文主要对智能变电站继电保护测试系统自动化进行分析与研究。1测试系统原理1.1传统测试系统原理传统的继电保护测试系统一般采用的是图1所示两层工作方式：上层一般由一台电脑控制，通过各种通讯接U与下层的测试仪进行通讯，传送命令和文件的同吋接受测试仪的反馈信息。下层由测试仪进行数模信号转换，向保护设备输出模拟的电压电流量，同吋检测设备的各种状态和动作时间，通过测试仪与保护设备的互动来完成设备功能的模拟测试。2自动测试系统框架自

4、动测试系统是一个复杂的系统，从数据传递的逻辑上，将其划分为应用层、逻辑层、数据层、通讯层及物理层5个层次，同时按各自功能的不同，又将每层分为不同的模块组件［6】。系统构架如图3所示。1）应用层注重人性化设计，在功能的划分和界面显示上应合理布局，给用户提供一个简洁、美观、实用、便捷的操作平台。2）逻辑层中包含了本系统的核心模块，每个模块都是按面向对象的程序设计思想对艿功能进行封装，被应用层的操作来调用，其结果返冋给应用层或是存入数据层中。3）数据层用于数据存储，可使用系统自带的单机型数据库，如果数据不是很多可以不用数据库。4）通讯层包含测

5、试仪通讯接U和保护设备通讯接U。5）物理层包含自动化测试过程中所用到的所有物理部件和设备，B前主要包括测试仪、电脑和保护设备。3关键技术分析3.1标准化接口自动测试系统采用平台化的设计思想，利用面向对象的抽象分析方法，为继电保护测试引入了全新的测试理念和软件技术。系统由测试仪硬件接口层、自动测试层、二次开发平台程序层三个层次，每个层次都有标准的数据接U和程序控制接U。系统建立了多个与测试相关的标准，包括数据接U标准和程序接U标准。在数据接口方面，系统采用XML技术格式，便于各种系统访问，在程序接UI方面，采用COM软件方式实现，开放标准

6、的控制软件接U,从而实现程序接U的标准化。3.2规约引擎技术该技术规定了命令和数据的交互规则，通过执行规约模板，实现各种规约的模拟。B前，虽然智能站的标准和规范越来越统一，但各保护生产厂家的非智能站设备的规约都各不相同，都有各自的特点。因此，需要采用规约引擎技术，将通讯模块独立出来，以开放的COM标准接U形式，供客户端程序调用，从而解决不同通讯规约的交互问题，真正实现闭环自动测试。规约引擎技术分析规约内在的共性，根据这些共性提炼出相应的软件接口，从而实现规约通讯的交互配置、规约的监听与控制、规约报文的解析等。3.3广义自动测试可以将保护

7、设备改为测控设备，只需要更换相关的接U部分，就能够使用本系统进行自动测试。该测试平台通过规约引擎配置通讯规约的相关内容可以和多种被测设备进行通讯。而开放标准的测试仪接口又可以和其它测试仪通讯。故该平台还可以测试保护以外的设备，而且还可以在测试仪器这方面进行扩展，如将开入开出装置和模拟断路器装置也加入闭环中。4扩展应用分析该系统采用统一的规约通讯模板开发平台、测试方案模板开发平台、自动测试程序、通讯规约引擎程序和智能测试报告生成程序。该系统是一个针对测试的通用平台，只要开发不同类型的测试仪器接口程序和不同规约的通讯接口,就能够利用该系统进

8、行自动测试；只要为不同的现场设备编写规约模板，就能够实现闭环测试。之后该系统可向以下几方面扩展：1）基于测试逻辑和通讯方式之间的相对独立性。故只要编写不同的通讯模板（如103或61850的通讯模板）就可以实