摘要：目前现场调试采用的人工调试方法存在盲区，从理论上分析，基于信息规范“六统一”的标准化智能站保护装置采用自动测试的方式进行现场校验是可行的，自动测试系统的总体要求是适应现场复杂的调试环境、解放繁琐的试验工作，其基本设计思路是基于主从构架、灵活配置。
关键词：智能变电站；继电保护；现场调试；自动测试
0 引言
目前，基于信息规范“六统一”的标准化智能站保护装置是最新的发展方向[1]，但是针对继电保护装置现场调试仍采用人工调试的方法，还未与时俱进。在现场调试方法方面，目前的智能变电站继电保护装置的单体调试存在盲区（MMS报文未测试），且调试报告的编制、整理耗时、费力、不规范，会导致现场调试质量下滑和工作效率低；测试的结果与测试人员的水平直接相关，还会存在人员疲劳、缺项漏项的风险。对于标准化的继电保护装置来说，解决上述问题的最好方法就是自动测试，这是一种进行大批量快速作业的最有效方法，也是能够提高现场调试效率的有效方法。
1 智能站保护装置现场调试自动测试可行性分析
要实现智能站继电保护装置自动测试，其中核心研究内容是自动测试系统及基于该系统的测试方案编制。从可行性分析，首先，相比于传统站，智能变电站站控层规约从“RS485/以太网IEC1870-5-103”转变为“以太网IEC61850 MMS”，且实现了信息规范统一，对于测试软件来说，一个规约程序即可实现和所有的智能保护装置通讯；其次，现在各测试仪厂家的测试软件，都开放了外部控制接口程序，为试验系统与测试仪的互联控制铺平了道路；最后，信息规范“六统一”的智能站保护装置，对于定值、压板、保护动作信息等做了规范，因此装置的自动测试方案的编制有了参考的标准[2-4]。以上因素使得智能站继电保护自动测试系统的研发和自动测试方法的推广变得可行。
2 自动测试系统总体要求及设计思路
为了克服智能站继电保护装置现场调试环境复杂、试验工作繁琐的问题，同时考虑到保护功能统一、接口定义固定、周期性检修等特点，为了达到智能站继电保护装置在现场试验时保证试验项目完整及试验过程便捷等要求，提出智能站继电保护装置的自动测试系统总体设计思路：基于主从架构，从机可灵活配置且配置可裁剪，既可以满足智能站继电保护装置测试的覆盖率要求，又可以轻量配置满足特定场景的简易测试需求；主机是运行于PC机的控制软件，提供智能站继电保护装置、保护测试仪和其他测试设备的通信接口，支持脚本和界面两种方式的自动测试用例编辑、管理和执行；从机模块为各类继电保护测试仪、可控直流源、温度监视设备和其他表计等，可以根据不同场景的需要灵活搭配，满足不同阶段对测试的要求。主机的控制软件主要包括测试环境和用例的编辑管理、各类通信模块、自动测试过程管理三大组成部分，为了适应不同应用场景下从机模块的灵活搭配，不同功能模块的接口定义采取短地址的方案，保存为XML文件，增强可读性；从机主要包括主流厂家的继电保护测试仪、可控直流电源流、温度监视仪等，对以上设备分别开发了通信模块控制和监视从机设备，控制模块提供接口供主机测试用例灵活调用。
3 自动测试系统软硬件结构及工作流程
如第2节所述，针对自动测试系统的总体要求是：现场试验可行、试验项目完整及试验过程便捷，因此试验平台至少应具备“硬件接口层”、“自动测试层”和“模板开发平台层”三部分结构。
首先，“硬件接口层”——满足现场试验可行性。由于测试系统与被试设备之间的联系需通过一个中间媒介，该媒介就是继电保护测试仪。本系统需通过继电保护测试仪与被试设备连接，平台主机应有相应测试仪的驱动程序用于控制测试仪、下达试验数据、根据试验要求驱动测试仪输出对应的模拟量以完成真正的测试，上述测试仪和驱动程序两部分可称为“硬件接口层”；
其次，“自动测试层”——保证试验过程的便捷性。首先，计算机编程技术的应用使得“自动测试”成为可能；其次，智能站继电保护装置有着标准的回路接口端子排、统一的保护功能及相同的信息规范，这意味着不论何厂家的保护装置，只要整定了相同的定值，在输入相同的故障量之后，其所产生的动作行为、动作信号均相同，因此测试仪可以在实现对智能站继电保护装置的闭环测试。以上两点是智能站保护可以实现自动测试的根本原因。“自动测试层”应至少包含两方面的内容：1、自动测试主控程序；2、保护通讯规约引擎程序（实现保护的闭环测试）；
最后，“测试模板开发平台层”——保证试验项目的完整性和试验方法的正确性。目前继电保护装置单体调试的基本流程是：调试人员按照调试报告模板、作业指导书或者相关设备调试规范人工选择调试项目将故障量输入保护装置识别动作行为是否正确记录测试数据并判断结果是否正确。由于是人工选择调试项目并输入故障量，这就与调试人员的知识水平、调试经验、责任心、注意力集中程度等有密切关系，从而可能造成试验项目缺项、试验方法错误等人为因素导致的错误。因此，为保证试验项目完整及试验方法正确，测试平台中应有“测试模板开发平台”及相应的“模板库”，专门用来事先根据规程规范要求编制测试模板并保存已备后续使用。“测试模板开发平台层”主要包括两个方面内容：1、保护测试方案编辑平台程序：生成标准的保护测试模板，供自动测试主控程序使用；2、保护通讯规约模板编辑平台程序：生成标准的保护通讯模板，供规约引擎程序使用。
整个测试系统的工作流程如图1所示，图中①代表硬件接口层，②代表自动测试层，③代表测试模板开发平台层。
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图1 测试系统的工作流程示意图
4 结束语
本文研究的针对智能站保护现场调试的自动测试系统，是按照智能站保护现场调试环境及调试目的，尽量考虑方便现场试验开展的。该系统试验实施便捷、测试项目完整、试验界面友好、试验过程高效，具有极强的现场实用性。
参考文献：
[1]国家电网公司.继电保护信息规范: Q/GDW 11010-2015[S].
[2] 裘愉涛, 胡雪平, 凌光, 等. 国网公司智能变电站继电保护标准体系研究[J]. 电力系统保护与控制, 2017(20):13-19.
[3]国家电网公司. 智能变电站继电保护技术规范:Q/GDW 441-2010[S]. 北京: 中国电力出版社, 2011.
[4]国家电网公司. 智能变电站继电保护工程文件技术规范: Q/GDW 11471-2015[S].
论文作者:王俊康,朱小燕,吴继顺,赵建永
论文发表刊物:《电力设备》2019年第20期
论文发表时间:2020/3/3
标签：测试论文; 智能论文; 保护装置论文; 测试仪论文; 现场论文; 系统论文; 继电论文; 《电力设备》2019年第20期论文;