邢文強(qiáng)

國(guó)網(wǎng)內(nèi)蒙古東部新巴爾虎左旗供電有限公司

電力系統(tǒng)智能裝置自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

邢文強(qiáng)

國(guó)網(wǎng)內(nèi)蒙古東部新巴爾虎左旗供電有限公司

電力系統(tǒng)進(jìn)入了智能變電技術(shù)全面發(fā)展的時(shí)期，而各項(xiàng)智能變電站關(guān)鍵技術(shù)研究的不斷深入，新建智能變電站的規(guī)模和電壓等級(jí)都再創(chuàng)新高，對(duì)智能變電站系統(tǒng)的測(cè)試技術(shù)研究需求也更為迫切。從目前電力系統(tǒng)自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)和測(cè)試手段來(lái)看，對(duì)智能變電站系統(tǒng)級(jí)的網(wǎng)絡(luò)性能、穩(wěn)定性及可靠性等測(cè)試項(xiàng)目涉及較少，還沒(méi)有形成一定測(cè)試方法和標(biāo)準(zhǔn)，因此需要不斷研究探索更有效、更先進(jìn)、更全面的智能變電站系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)和測(cè)試方法，才能滿(mǎn)足智能變電站技術(shù)發(fā)展及國(guó)家電網(wǎng)公司“十三五”電網(wǎng)智能化規(guī)劃中建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的要求。

變電站；過(guò)電保護(hù)；自動(dòng)測(cè)試

隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，變電站中繼電保護(hù)電子化趨勢(shì)越發(fā)明顯。傳統(tǒng)的人工繼電保護(hù)方式不僅占用過(guò)多的勞動(dòng)力，同時(shí)還存在效率低下，故障率較高的缺點(diǎn)。電子信息技術(shù)的發(fā)展為繼電保護(hù)裝置帶來(lái)了新的設(shè)計(jì)思路，因此也需要新的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行輔助。

1 智能變電站系統(tǒng)測(cè)試特點(diǎn)

1.1 系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試地位凸顯

智能變電站作為建設(shè)統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要組成部分，將變革傳統(tǒng)變電站一﹑二次設(shè)備的運(yùn)行方式，每套一次設(shè)備的保護(hù)和測(cè)控裝置均需運(yùn)行于網(wǎng)絡(luò)，二次設(shè)備所需的電流﹑電壓和控制信號(hào)，以及保護(hù)和測(cè)控裝置在運(yùn)行中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)，又都以統(tǒng)一的通信規(guī)約與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交換，形成了一個(gè)不可分割的整體，整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)中的信號(hào)傳輸全部采用數(shù)字方式。例如，在過(guò)程層采用以太網(wǎng)的智能變電站中，G OOSE網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上相當(dāng)于傳統(tǒng)變電站中保護(hù)測(cè)控裝置的跳合閘回路，網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問(wèn)題相當(dāng)于保護(hù)失靈，此時(shí)如果發(fā)生電力系統(tǒng)故障，就會(huì)出現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作但跳閘報(bào)文無(wú)法傳輸，從而導(dǎo)致斷路器無(wú)法及時(shí)跳開(kāi)，造成相當(dāng)于拒動(dòng)的嚴(yán)重后果；如果網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常﹑誤發(fā)動(dòng)作報(bào)文，有可能造成誤動(dòng)出口的問(wèn)題，所以通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)質(zhì)量和性能決定了智能變電站運(yùn)行的可靠性。與傳統(tǒng)變電站相比，智能變電站中的通信網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)﹑功能﹑性能和重要性等方面都存在差異。

1.2 通信規(guī)約及信息建模標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試。

IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用就是使變電站系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化的過(guò)程。這一過(guò)程使智能變電站賦予了新的工作內(nèi)涵，也對(duì)智能變電站系統(tǒng)測(cè)試工作提出了全新的要求和規(guī)范，即不僅需要根據(jù)IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試和驗(yàn)證系統(tǒng)中的硬件﹑軟件，還需對(duì)系統(tǒng)中使用設(shè)備的配置文件﹑系統(tǒng)數(shù)據(jù)和信息模型文件進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。

2 變電站繼電保護(hù)裝置測(cè)試系統(tǒng)的評(píng)價(jià)

2.1 人工測(cè)試系統(tǒng)

變電站的繼電保護(hù)人工測(cè)試系統(tǒng)主要是根據(jù)對(duì)繼電保護(hù)裝置不同功能的測(cè)試數(shù)據(jù)的綜合統(tǒng)計(jì)，給出保護(hù)裝置的最終測(cè)試結(jié)果。每一項(xiàng)性能的具體數(shù)據(jù)有人工手動(dòng)測(cè)量和錄入分析。其測(cè)試過(guò)程包括：輸入國(guó)電保護(hù)電流的模擬量，連接跳閘口和測(cè)試儀，手動(dòng)測(cè)試，連線(xiàn)測(cè)試和結(jié)果分析輸出等，最后，根據(jù)測(cè)出的結(jié)果計(jì)算誤差并計(jì)入測(cè)試報(bào)告。整個(gè)過(guò)程全程需要人工實(shí)現(xiàn)。但是在實(shí)際的操作中，往往出現(xiàn)由于測(cè)試工人沒(méi)有根據(jù)保護(hù)功能調(diào)整測(cè)試方案﹑測(cè)試技術(shù)不合格等問(wèn)題，再加上配合中也存在一定的人工誤差，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果與實(shí)際數(shù)據(jù)存在差距。

2.2 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)

由于當(dāng)前國(guó)家電網(wǎng)一直在實(shí)行供電智能化改革，因此，變電站作為輸變電工程的主要工程點(diǎn)，參與智能化﹑自動(dòng)化技術(shù)改革勢(shì)在必行。而且國(guó)家電網(wǎng)對(duì)于傳統(tǒng)的ICE61850保護(hù)裝置有過(guò)技術(shù)規(guī)約的要求，當(dāng)前我國(guó)大多數(shù)繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)都是基于上述規(guī)約進(jìn)行研發(fā)的，以方便電網(wǎng)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)的假設(shè)和信息的調(diào)取以及傳輸。

此外，由于技術(shù)革新后的電網(wǎng)連接已經(jīng)由電纜升級(jí)成光纜，因此，傳統(tǒng)的人工檢測(cè)系統(tǒng)難以滿(mǎn)足測(cè)試技術(shù)要求。這就需要建立符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的智能化繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。智能化自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)自帶解析軟件，能充分提取并解析出保護(hù)裝置生成的ICD文件(能力描述文件)，測(cè)量出定值﹑壓板﹑保護(hù)行為等具體動(dòng)作，再結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)中的已生成腳本進(jìn)行對(duì)比，得出測(cè)試結(jié)果和分析報(bào)告。自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)不僅是檢測(cè)裝置，同時(shí)還帶有一定的預(yù)警功能。

3 測(cè)控智能裝置在電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的發(fā)展應(yīng)用

綜合看來(lái)，在電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展中，該測(cè)控智力裝置搭配計(jì)量芯片，并采納了帶有高性能表征的新式單片機(jī)，具體運(yùn)用方面，對(duì)于精準(zhǔn)數(shù)值電流﹑電能關(guān)聯(lián)的若干參數(shù)及對(duì)應(yīng)的電壓率，計(jì)量必備芯片都可以進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)控，單片機(jī)范疇的配件保護(hù)，擬定通訊性能，且包含人機(jī)接口，由雙層級(jí)架構(gòu)中的互感器，對(duì)三相電壓信號(hào)﹑配套電流信號(hào)快速予以降幅，從而使其滿(mǎn)足系統(tǒng)運(yùn)行的需求；擬定好的體系保護(hù)精度﹑測(cè)控精度有著一定的差異性，從而通過(guò)對(duì)處理模塊，使得可以變更成許可的電流電壓，促進(jìn)了對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行方面的完善。

對(duì)于傳統(tǒng)架構(gòu)中的測(cè)控疑難，借助智能測(cè)控途徑進(jìn)行了有效化解，從而使其帶有自動(dòng)化范疇的多重優(yōu)勢(shì)，符合系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的趨向。除此之外，該裝置運(yùn)用中，開(kāi)關(guān)量配有的多重路徑端口，形成了對(duì)反相器的有效銜接，對(duì)體系內(nèi)的繼電器進(jìn)行了直接管控。此外，在分配整合成模擬量的必備通道方面，其通過(guò)布設(shè)了六種特有的引腳來(lái)完成，從而將它們?cè)O(shè)定成模擬量關(guān)聯(lián)的輸入路徑，結(jié)合這一方式，搭配為串行架構(gòu)中的這類(lèi)引腳，測(cè)控智能裝置體系供應(yīng)了某一接口來(lái)完成，經(jīng)由成套接口，單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了對(duì)寄存器的便捷訪問(wèn)，借助此操作方式，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)體系頻率參數(shù)﹑電能必備參數(shù)，及帶有精準(zhǔn)特性的功率數(shù)值的準(zhǔn)確獲取，為完善測(cè)控智能裝置于電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展中的運(yùn)用奠定了基礎(chǔ)。

伴隨著智能用電行業(yè)的快速發(fā)展和智能用電產(chǎn)品的快速更新，智能用電采集自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)在對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量把控和提高測(cè)試效率方面必將發(fā)揮自己的獨(dú)特作用。由于市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的交付周期不斷加快和對(duì)產(chǎn)品成本的不斷壓縮，這樣一款可以快速實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試的測(cè)試系統(tǒng)對(duì)于縮短整個(gè)項(xiàng)目周期﹑節(jié)省測(cè)試成本有著直接的效應(yīng)，這也就決定了它必將是測(cè)試市場(chǎng)和業(yè)界所需要的。

[1] 姚成，黃國(guó)方，周劭亮等.軟PLC技術(shù)應(yīng)用于智能保護(hù)測(cè)控裝置的實(shí)現(xiàn)方案[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2010，(23)：115-118.

[2] 李忠安，沈全榮，王言國(guó)等.電力系統(tǒng)智能裝置自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2009，33(8)：77-80.