摘要：智能继电保护装置是智能化系统中的核心部分。本文在传统继电保护装置测试的基础上介绍基于IEC61850通信的智能变电站测试方法。此种测试方法可以将装置中数据对象和装置设置为标准化测试单元，能够应用到各种继电保护装置测试中，实现了互相操作和信息共享，提升了产品性能。本文主要从智能继电保护装置自动测试方法进行分析，希望可以给相关研究人员提供参考。
关键词：智能变电站；继电保护；自动测试
在经济发展的影响下，数字化变电站成为人们关注的热点问题。智能变电站试点工程的设计生产和建设等工作已经趋于完善。随着变电站的不断发展，变电站发展规模越来越大。自动化技术是研发生产、变电站投运以及全面测试的基础。但是由于自动化程度较落后，导致设备测试不充分，所以必须及时对当前测试方法进行研究。
一、智能继电保护的发展现状和特点
现阶段机电保护测试依然进行保护原理单一功能测试，装置测试很难实现。以距离保护为例。通常利用以下方式操作：首先，将测试仪电压、电流输出接入到保护电压电流输入端；保护装置跳闸和合闸连接到开关量输入端；其次，根据不同测试项目设置参数；再次，选择合适的软件测试组件并设置试验参数；最后，测试人员对当前项目测试结果进行评估，完成后进入下一步工作。之后再重复操作。由此可见整个测试过程都必须人工参与，工作效率较低下，而且对参与测试的人员要求较高，一旦测试人员在测试中出现细微失误，就会影响试验数据，导致最后整理试验报告过程中，经常出现各种人为错误。
智能变电站是利用一次设备和网络化二次设施分层构建，在IEC61850通信标准上实现变电站内部智能和电气信息共享、操作的现代化变电站。
与传统继电保护装置相比，智能继电保护采用采样值报文传输和开关量信号，借助面向通用对象的变电站事件报文传输，不需要与电压、电流测试仪连接，可以满足智能保护测试需求。采样值报文传输（SV）与变电站事件报文船速（GOOSE）需要全新的测试系统，可以实现抽象信息具体化。智能继电保护基于IEC61850标准，统一面向对象模型并进行自我描述，满足互相操作和信息共享要求，可以满足不同厂家要求。
二、IEC61850智能变电站继电保护测试
测试平台程序和通信控制程序组成了传统继电保护测试。通信控制程序和测试平台程序测试主要进行上传、保护动作信息、保护定值、投退功能压板等信息功能。测试频段不仅要进行自动测试，还要生成文本报告，提供与通信程序的规约。只有在通信控制程序和测试平台程序的配合下，才能实现继电自动测试。自动测试系统流程如图1所示。
图1传统自动测试系统机构.png)
五部分分别为：第一，测试平台可以根据此方案设置测试项目，同时可作为测试项目执行单位输出开出量和模拟量；第二，自动控制测试中心平台连接测试仪和保护装置；第三，控制中心可以完成自动测试，还可以控制保护装置并反馈信息；第四，控制中心平台完成保护装置后可以自动生成测试报告；第五，控制中心平台可以根据测试项目和装置接受信息反馈。
传统测试方法的核心部分是设计测试模板，主要进行以下测试：第一，设置保护装置功能和定值。第二，配置与测试仪联系输出输入设备。每个继电保护都需要对应的测试模板，例如保护距离需要测试精度、范围、时间继电器、和范围边界。所以建立测试，模板库是保证保护测试文件正确的基础。形成模板库后还要进行测试，不断调整软件变动情况。
三、智能变电站继电保护自动测试方法
智能变电站保护装置利用GOOSE和SV两种报文传输，所以实现程序控制时，只要实现ICD文件对以上两种报文的解析。测试仪既要输出与IEC60044-7/8规范的SV，还要支持IEC61850-9-1和IEC61850-9-2帧格式发送并接受GOOSE信息，进而实现智能操作箱和保护装置测试。具体过程如下图2所示。
图2智能化自动测试系统结构.png)
传统方法完成了对指定装置的自动化测试，但还需要进行人工维护测试模板测试。该模板作用是可以在指定的装置中重复使用，但对于软件版本不兼容和保护功能存在差异的装置，必须重新编写或修改模块，如果测试模块库较多，测试模块维护工作量也会随之增加。基于IEC61850通信标准，各个厂家的保护装置都可以实现信息共享和互相操作，方便了ICD文件读取，可以根据文件保护逻辑节点相对的数据对象生成测试模板，适用于各种功能的保护装置，优化了自动测试适应性，提高了工作效率。
（一）控制通信的程序
通信程序可以与自动保护装置连接，根据不同命令进行：读取保护装置ICD文件；整定值、投退压板；保护装置动作事件、录波保存和读取保护装置等ICD文件。还可以在自动测试中心平台的基础上，接受测试平台所反馈的信息：第一，装置异常告警时，返回装置告警，停止测试，记录装置告警事件和日志；第二，对接受控制中心平台的信息进行判断，成功的继续进行测试，不成功表示通信失败，结束测试；第三，根据测试内容记录保护装置和录波数据。
（二）自动生成测试模块
在通信控制程序下可以完成ICD文件解析，同时还要根据ICD文件中LN种类测试模块。然后利用LN中的DO进行压板和定值功能测试。例如，可以使用调用阻抗测试模板解析LN距离，完成阻抗测试模板测试，然后根据“Phstr”相间距离I段定值和“Rislod”负荷限制电阻定值和“LinAng”线路正序灵敏度等参数，阻抗定值用“setMag”表示，“units”表示单位，“maxVal”和“minVal”表示定值上下限， 此次生成比较详细的测试用例，自动实现段动作时间和相间距离I段阻抗边界精度测试。
（三）测试平台程序
自动测试中心可以使用通信接口和控制测试项目交替实现启动并停止
切换操作，详细记录测试数据。测试平台接受测试仪反馈信息后，必须对测试接受获得信息的正确与否进行判断，测试结果如果不能达到预期状况，则表示测试失败。测试平台可以根据反馈的信号完成测试，实现控制中心和自动控制中心通信。
（四）解析MMS和GOOSE 报文
MMS报文主要进行映射分析、各种信息和应用数据关联分析、报文异常分析、报文异常告警等操作，主要检测报文是否符合服务中定义的报文格式，按照顺序记录报文。GOOSE报文解析主要进行APDU报文检查、ASDU格式检查，分析通信过程等操作，进行判断报文帧不连续、丢失、错序是否发布等判断。
（五）生成测试报告
根据测试所得结果，自动测试控制中心可以在中心平台程序的作用下，利用文本格式完成测试报告输出。有预报文的测试兼容性和可读性较强，所以给后续整理和归纳工作带来的便利。
结束语
基于IEC 61850的机电保护装置完成了信息互相操作和共享等功能，方便了测试平台对不同设备的读取，同时还对ICD文件的标准和合法性进行了验证，可以根据工程实际情况自行选取测试项目，完成了机电保护装置自动测试。与传统方法相比较，此种测试较完善，可以应用到不同保护装置中，减少了人工手动操纵过程，而且还可以应用到设计和生产中，提高了产品制作质量，缩短了变电站调试工期。
参考文献：
[1]刘巍，赵勇，石光.智能变电站继电保护装置一键式测试方法及系统[J].电力自动化设备,2013，(02).
[2]栾茜.智能变电站继电保护装置自动测试系统研究和应用[J].科技创新与应用,2015,(12).
论文作者:苏华源
论文发表刊物:《基层建设》2016年13期
论文发表时间:2016/10/24
标签：测试论文; 报文论文; 变电站论文; 保护装置论文; 智能论文; 通信论文; 平台论文; 《基层建设》2016年13期论文;