0 引 言

繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它的任務(wù)是保證電力系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行［1 － 2］。因此，繼電保護(hù)裝置的檢測(cè)是非常重要的［3］。隨著堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)，將大量開(kāi)展智能變電站新建、改造、檢修工作，數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的檢測(cè)任務(wù)也越來(lái)越多。數(shù)字化繼電保護(hù)裝置主要依靠人工測(cè)試，測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)、工作量大，測(cè)試效率受多方面因素影響［4］。自動(dòng)測(cè)試是一種高效的測(cè)試技術(shù)，可以極大地提高繼電保護(hù)裝置測(cè)試效率。因此，研究人員開(kāi)展了繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測(cè)試技術(shù)方面的研究［5 － 12］。

但是，現(xiàn)有的繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測(cè)試技術(shù)未考慮測(cè)試過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的異常情況，當(dāng)測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，不能及時(shí)返回錯(cuò)誤信息，仍舊依靠測(cè)試人員排查問(wèn)題，測(cè)試效率受到影響。下面提出一種數(shù)字化繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測(cè)試方案，對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行**性的測(cè)試。該方案考慮了測(cè)試過(guò)程中可能出現(xiàn)的異常情況，充分利用了 MMS服務(wù)及站控層信息。通過(guò) MMS 服務(wù)可修改定值、控制字，投退軟壓板，實(shí)時(shí)讀取裝置參數(shù)、SV、GOOSE、告警等信息，進(jìn)行自動(dòng)分析診斷，輔助測(cè)試人員排查、解決問(wèn)題。智能變電站采用 IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)，且繼電保護(hù)信息逐漸規(guī)范統(tǒng)一，使得該自動(dòng)測(cè)試方案可適用于不同廠家的保護(hù)裝置。

1 常用測(cè)試方案

目前，數(shù)字化繼電保護(hù)裝置的測(cè)試是由測(cè)試人員操作數(shù)字化繼電保護(hù)測(cè)試儀完成，其測(cè)試流程如如圖 1 所示，測(cè)試流程包含虛端子連線(xiàn)檢查、壓板功能檢查、交流量精度檢查、保護(hù)定值校驗(yàn)［13 － 14］。測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試人員手動(dòng)配置測(cè)試儀，設(shè)置保護(hù)裝置定值、控制字及壓板，且不同測(cè)試項(xiàng)目均需重新操

作，測(cè)試效率不高［15］。

2 典型自動(dòng)測(cè)試流程

典型的自動(dòng)測(cè)試流程如圖 2 所示［16］。

圖 2 所示的典型測(cè)試流程對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行流程化測(cè)試，僅顯示試驗(yàn)結(jié)果，未對(duì)測(cè)試流程中出現(xiàn)的異常情況及時(shí)進(jìn)行分析。若試驗(yàn)結(jié)果不滿(mǎn)足要求，需要靠人工尋找問(wèn)題，然后重新測(cè)試，測(cè)試效率依舊未得到改善。

3 自動(dòng)測(cè)試方案

3． 1 測(cè)試信息

所提出的自動(dòng)測(cè)試方案通過(guò)對(duì) SV、GOOSE、保護(hù)動(dòng)作、告警、裝置狀態(tài)等信息進(jìn)行綜合分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行自動(dòng)分析診斷。測(cè)試方案所利用的測(cè)試信息具體如下:

1) SV。

2) GOOSE 輸出報(bào)文、GOOSE 輸入報(bào)文。

3) 保護(hù)動(dòng)作信息: 保護(hù)動(dòng)作類(lèi)型、保護(hù)動(dòng)作相

別、保護(hù)動(dòng)作時(shí)間、保護(hù)動(dòng)作定值。

4) 告警信息: 裝置自檢、鏈路告警、保護(hù)告警。

5) 裝置狀態(tài)信息: 光口光功率、裝置溫度。

3． 2 測(cè)試方案

所提出的自動(dòng)測(cè)試方案共包含 6 個(gè)部分: 1) 告警分析; 2) 模型初步檢查; 3) SV 精度、SV 接收軟壓板及虛端子連線(xiàn)檢查; 4) GOOSE 接收虛端子連線(xiàn)檢查; 5) GOOSE 輸出虛端子連線(xiàn)及其與軟壓板的邏輯關(guān)系檢查; 6) 保護(hù)定值、控制字、軟壓板檢查。

在測(cè)試開(kāi) 始 之 前，將 SCD 導(dǎo) 入 客 戶(hù) 端，完 成客戶(hù)端配置，并建立與保護(hù)裝置的 MMS 通信，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)讀取裝置信息，并可投退軟壓板，修改定值、控制字［5］。

1) 在測(cè)試過(guò)程中，通過(guò) MMS 服務(wù)實(shí)時(shí)讀取裝置自檢、鏈路告警、保護(hù)告警信息、裝置狀態(tài)信息，及時(shí)提供告警信息及其含義、處理建議，告警信息示例

如表 1 所示。

2) 召喚裝置參數(shù)、定值、遙測(cè)、遙信、壓板，與SCD 文件中的配置進(jìn)行總個(gè)數(shù)、數(shù)據(jù)引用、描述、*大值、*小值等比較，可實(shí)現(xiàn)初步模型檢查。

3) 進(jìn)行 SV 虛端子、SV 接收軟壓板和采樣值精度檢查，檢查過(guò)程如圖 3 所示。

首先，給裝置加入電壓、電流，且電壓、電流各相數(shù)值均不相同，通過(guò)客戶(hù)端取得保護(hù)裝置顯示的電壓、電流值。然后，將客戶(hù)端從保護(hù)裝置取得的采樣

值與所加入的采樣值進(jìn)行對(duì)比分析: 若各相電壓、電流精度滿(mǎn)足要求，則進(jìn)行軟壓板功能測(cè)試; 否則，將進(jìn)一步判斷分析，通過(guò)采樣值比對(duì)、軟壓板功能測(cè)

試，判斷是否存在虛端子連線(xiàn)錯(cuò)誤、軟壓板是否起作用或其他。

4) 進(jìn)行 GOOSE 接收虛端子檢查。GOOSE 接收虛端子通常為斷路器位置、啟失靈、閉鎖重合閘等，將逐一進(jìn)行檢查，檢查過(guò)程如圖 4 所示。

首先，給裝置發(fā)送 GOOSE 信息，通過(guò)客戶(hù)端取得裝置的 GOOSE 信息; 然后，將從裝置返回到客戶(hù)端的 GOOSE 信息與所發(fā)送的 GOOSE 信息進(jìn)行對(duì)比分析，判斷是否存在虛端子連線(xiàn)錯(cuò)誤或其他。

5) 進(jìn)行 GOOSE 輸出虛端子、GOOSE 輸出軟壓板功能檢查，檢查過(guò)程如圖 5 所示。

首先，投入 GOOSE 輸出軟壓板，通過(guò)保護(hù)裝置輸出 GOOSE 信息，由客戶(hù)端獲取該信息; 然后，將客戶(hù)端獲取的 GOOSE 信息與保護(hù)裝置所輸出的GOOSE 信息進(jìn)行對(duì)比分析，判斷虛端子連線(xiàn)是否有誤、軟壓板是否起作用或其他。每個(gè) GOOSE 輸出虛端子分別由相應(yīng)的 GOOSE 輸出軟壓板控制其輸出，每個(gè) GOOSE 虛端子和相應(yīng)的 GOOSE 輸出軟壓板均按照上述測(cè)試進(jìn)行檢查。

6) 進(jìn)行保護(hù)功能檢查。檢查內(nèi)容包括保護(hù)定值、保護(hù)控制字、保護(hù)功能軟壓板，檢查過(guò)程如圖6 所示。首先檢查保護(hù)功能軟壓板，然后檢查保護(hù)控制字，*后檢查保護(hù)定值。保護(hù)功能軟壓板、保護(hù)控制字的檢查過(guò)程與 GOOSE 接收軟壓板的檢查過(guò)程類(lèi)似，圖 6 中不再詳細(xì)描述。

4 自動(dòng)測(cè)試方案中的輔助分析

現(xiàn)有自動(dòng)測(cè)試方案未考慮測(cè)試過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的異常情況，若測(cè)試中遇到問(wèn)題，可能造成測(cè)試終止或測(cè)試結(jié)果無(wú)效，且仍舊依靠人工進(jìn)行故障排查，測(cè)試效率受到影響。

所提出的自動(dòng)測(cè)試方案考慮了虛端子連線(xiàn)有誤、軟壓板無(wú)效、光纖中斷引起的異常情況，在現(xiàn)有自動(dòng)測(cè)試方案中加入輔助分析功能，自動(dòng)對(duì)測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行分析診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并提供分析結(jié)果，輔助測(cè)試人員進(jìn)行故障排查。

測(cè)試方案各部分中的輔助分析如下:

1) 第1 部分中，通過(guò) MMS 服務(wù)實(shí)時(shí)讀取裝置各類(lèi)告警信息，對(duì)其進(jìn)行分析，提供告警含義及處理建議。

2) 第 2 部分中，通過(guò)將 SCD 導(dǎo)入客戶(hù)端，可進(jìn)行裝置配置與 SCD 文件中的配置的比較檢查，實(shí)現(xiàn)初步模型檢查。

3) 第 3 部分中，考慮了 SV 虛端子連線(xiàn)有誤、軟壓板無(wú)效的情況，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。例如，圖 7 中合并單元電流 B 相、B 相、C 相虛端子分別連線(xiàn)保護(hù)裝

置電流 A 相、B 相、C 相虛端子。

如圖 8 所示，通過(guò)測(cè)試儀給保護(hù)裝置發(fā)送 A、B、C 相電流，電流值分別為 1 A、2 A、3 A，而保護(hù)裝置上實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)顯示 A、B、C 相電流分別為 2 A、2A、3 A。該情況下，可通過(guò)將客戶(hù)端獲取保護(hù)裝置的采樣值信息與原始信息進(jìn)行對(duì)比分析，判斷是由虛端子連線(xiàn)錯(cuò)誤引起。

4) 第 4 部分中，將發(fā)送給保護(hù)裝置的 GOOSE信息與客戶(hù)端獲取保護(hù)裝置接收的 GOOSE 信息進(jìn)行對(duì)比，判斷 GOOSE 接收虛端子是否連線(xiàn)正確。

5) 第 5 部分中，通過(guò)將保護(hù)裝置輸出的 GOOSE信息與客戶(hù)端獲取的 GOOSE 信 息 對(duì) 比，判 斷GOOSE 輸出虛端子連線(xiàn)是否正確、GOOSE 輸出軟壓板是否有效。

6) 第 6 部分中，通過(guò)對(duì)保護(hù)動(dòng)作類(lèi)型、保護(hù)動(dòng)作相別、保護(hù)動(dòng)作定值和保護(hù)動(dòng)作時(shí)間等動(dòng)作信息進(jìn)行分析，判斷保護(hù)功能軟壓板、保護(hù)控制字和保護(hù)定值是否正常。

5 測(cè)試方案應(yīng)用分析

采用自動(dòng)測(cè)試儀對(duì)母聯(lián)保護(hù)裝置進(jìn)行兩次測(cè)試。第 1 次測(cè)試為正常測(cè)試; 第 2 次測(cè)試過(guò)程中通過(guò)斷開(kāi) SV 鏈路光纖模擬保護(hù)裝置 SV 鏈路斷鏈。

兩次測(cè)試的測(cè)試結(jié)果如圖 9 所示。

由圖 9 可知: 第 1 次測(cè)試中，母聯(lián)保護(hù)充電過(guò)流Ⅰ段正常動(dòng)作，動(dòng)作時(shí)間符合要求; 第 2 次測(cè)試中，斷開(kāi) SV 鏈路光纖，母聯(lián)保護(hù)充電過(guò)流Ⅰ段不動(dòng)作，測(cè)試結(jié)果無(wú)效。

第 2 次測(cè)試中的告警信息如圖 10 所示。

由圖 10 可知: 第 2 次測(cè)試中，斷開(kāi) SV 鏈路光纖，告警信息為 SV 采樣無(wú)效。

當(dāng)接收到該告警時(shí)，所提出的測(cè)試方案中的輔助分析將結(jié)合測(cè)試信息對(duì)告警進(jìn)行分析，具體為:

1) 通過(guò)采樣無(wú)效初步判斷采樣鏈路異常;

2) 對(duì)當(dāng)前保護(hù)裝置光口光功率進(jìn)行判斷，確定告警是由采樣接收鏈路斷鏈引起。由此，通過(guò)對(duì)告警信息和光口光功率進(jìn)行分析判斷，確定了告警原因。

6 結(jié) 語(yǔ)

智能變電站基于 IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)和繼電保護(hù)規(guī)范統(tǒng)一是所提測(cè)試方案實(shí)現(xiàn)的重要基礎(chǔ)。所提出的自動(dòng)測(cè)試方案可對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行**性檢測(cè)，且包含自動(dòng)輔助分析功能。通過(guò)對(duì)測(cè)試過(guò)程中測(cè)試信息的充分利用，自動(dòng)查找問(wèn)題，幫助測(cè)試人員快速處理問(wèn)題，可提高繼電保護(hù)裝置測(cè)試效率。