浅谈智能变电站继电保护自动化检测方法

浅谈智能变电站继电保护自动化检测方法

文章分析了智能变电站继电保护测试系统的技术背景，针对性的介绍了一种智能变电站继电保护测试仪自动化检测系统及检测方法，实现了针对智能变电站继电保护测试仪的检测系统及该系统的检测方法，解决了现有技术验证继电保护测试仪不同功能时需要构建不同的测试环境，实现复杂、繁琐，更无法实现对继电保护测试仪自动检测的问题。

标签：智能变电站；继电保护；自动化检测

1 概述

随着IEC 61850标准体系的推广应用，电子式互感器、模拟量输入合并单元、智能终端等智能设备的逐步实用化，智能变电站中设备之间的信息交互方式由大量的电缆传输被以太网通信所代替。继电保护测试仪作为电力系统中检测二次设备功能和性能的重要设备，其实现方式以及输入、输出方式也势必顺应智能变电站需求的发展，满足智能设备的测试要求。

智能变电站继电保护测试仪可以模拟合并单元（MU）按照 IEC61850-9-2或IEC60044-7/8（即FT3）帧格式发送采样值，通过订阅、发布GOOSE报文，对继电保护、测控、电度表等智能设备进行闭环测试。测试仪将电压、电流量和开关量按照IEC61850协议打包并实时发送至被测设备，而被测设备的动作信号反馈回测试仪，测试仪按照一定试验方式改变输出量的幅值、相位或状态，并监测反馈量的正确性，实现相应功能和性能的闭环测试。

智能变电站继电保护测试仪功能的正确和性能的可靠，是保证试验结果准确的必要条件，也是保证智能变电站系统可靠运行的基本条件。但是，目前国内还没有针对智能变电站继电保护测试仪的专用测试设备或测试系统。验证继电保护测试仪功能和性能只能通过其它间接的方法进行，这使得验证不同的功能需要构建不同的测试环境，实现复杂、繁琐，更无法实现对继电保护测试仪的自动检测。

2 智能变电站继电保护检测技术方案

智能变电站继电保护测试仪自动化检测系统，包括控制管理机和检测执行装置；控制管理机用以制定检测任务，为检测执行装置分配检测任务，控制继电保护测试仪的输出，监视检测过程，接收并存储检测执行装置的检测结果，根据检测结果自动生成检测报告，控制管理机包括计划制定模块、过程监视模块、报告生成模块和存储模块；检测执行装置接收控制管理机分配的检测任务，接收并存储继电保护测试仪输出的所有报文，根据分配的检测任务处理分析报文，完成检测任务并将检测结果发送给控制管理机；检测执行装置包括FPGA、CPU、时钟模块、电源模块、第一以太网接口、第二以太网接口、光以太网接口、光串口和光B码对时接口；电源模块为检测执行装置供电FPGA和CPU相连，FPGA和CPU均连接有存储设备，时钟模块分别与FPGA和CPU连接，CPU、第一以太

网接口和第二以太网接口依次连接，光以太网接口、光串口和光B码对时接口均与FPGA连接，所述第二以太网接口、光以太网接口、光串口和光B码对时接口作为检测执行装置与继电保护测试仪的连接端口，分别与继电保护测试仪相连接；第一以太网接口还作为检测执行装置与控制管理机连接端口，与控制管理机的以太网接口连接。

3 智能变电站继电保护检测步骤

智能变电站继电保护测试仪自动化检测系统的检测方法，其特征在于：包括自动检测模式和手动检测模式；自动检测模式的过程包括以下步骤：

步骤（A1），制定检测任务：选择检测项目，建立检测任务列表；步骤（B1），控制管理机调用动态链接库中的控制接口函数和与检测项目对应的预先统一定义的XML格式参数文件，实现对继电保护测试仪的输出控制；步骤（C1），检测执行装置接收继电保护测试仪输出的所有报文；步骤（D1），检测执行装置根据检测项目处理分析接收到的报文，获取检测结果，并将检测结果发送给控制管理机；步骤（E1），查看检测任务列表是否有未完成检测项目，如果有则重复步骤（B1）至步骤（D1），对下一项检测项目进行检测，如果没有则转至步骤（F1）；步骤（F1），控制管理机保存接收的所有检测结果，并生成检测报告。

手动检测模式的过程包括以下步骤：步骤（A2），制定检测任务：选择检测项目；步骤（B2），选定一项检测项目，手动配置与选定的检测项目对应的XML格式参数文件；步骤（C2），手动控制继电保护测试仪按照对应的XML格式参数文件中的参数进行输出；步骤（D2），检测执行装置接收继电保护测试仪输出的所有报文；步骤（E2），检测执行装置根据检测项目处理分析接收到的报文，获取检测结果，并将检测结果发送给控制管理机；步骤（F2），检测是否已结束，如果未结束，则重复步骤（D2）至步骤（E2），如果已结束，则转至步骤（G2）；步骤（G2），控制管理机保存接收的所有检测结果，并生成检测报告。

4 智能变电站继电保护测试仪输出控制方法

A）控制管理机自动加载动态链接库，调用动态链接库中的联机函数，若联机失败直接进入检测异常处理流程，结束检测，卸载动态链接库；若联机成功，则进入后续步骤；B）检查与检测项目对应的XML格式参数文件中的参数；C）调用动态链接库中的控制接口函数，将与检测项目对应的XML格式参数文件传递给继电保护测试仪，控制继电保护测试仪的输出；D）若继电保护测试仪未能成功输出，则直接进入检测异常处理流程，结束检测，卸载动态链接库；若继电保护测试仪成功输出，进入后续步骤；E）若检测项目对于继电保护测试仪无需外部触发就开始试验，控制管理机直接调用动态链接库中的结果查询接口函数，检查继电保护测试仪是否产生试验结果；若检测项目对于继电保护测试仪需要外部触发才能进行试验，控制管理机调用动态链接库中的触发接口函数，触发继电保护测试仪进行试验，然后控制管理机再调用动态链接库中的结果查询接口函数，检查继电保护测试仪是否产生试验结果；F）若继电保护测试仪未产生试验结果，检查继电保护测试仪是否已停止试验，若未停止试验，继续调用动态链接

库中的结果查询接口函数，对继电保护测试仪的试验结果进行查询；若继电保护测试仪已停止试验，停止检测；G）若继电保护测试仪已有试验结果，则控制管理机对继电保护测试仪的试验结果进行分析、处理，判断继电保护测试仪试验结果的正确性，然后检查是否需要对继电保护测试仪继续进行检测，若需要，重复步骤B）至步骤D）；若不需要，停止检测；H）释放检测，卸载被测装置的动态链接库。

5 结束语

文章介绍通过连接的控制管理机和检测执行装置实现了智能变电站继电保护测试仪自动化检测系统，提高了继电保护测试仪测试结果的可信度，保证了智能变电站可靠运行；实现自动、闭环、标准化检测；自动检测模式只需要制定检测任务，不需要其他干预，自动形成检测报告；手动检测模式，可灵活配置与选定的检测项目对应的XML格式参数文件，并可以针对某一检测项目进行重读排查检测。

参考文献

[1]卜强生，向前，袁宇波，等.智能变电站继电保护测试仪自动化检测系统及检测方法[P].北京：CN103823199A，2014-05-28.

[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.

作者简介：张旗（1978-），男，汉族，辽宁省营口市人，高级工程师，研究方向：电力系统及其自动化。主要从事继电保护自动化工作。