变电站继电保护设备自动测试系统设计

变电站继电保护设备自动测试系统设计

乔彬蕊

国网山西省电力公司太原供电公司 山西 太原 030012

摘要：智能电网的运行状况一直受到社会各界的关注，因此必须确保智能电网的安全稳定运行。而智能变电站的核心装置是继电保护装置，继电保护装置的安全稳定运行影响到智能电力系统的运行。本文主要对智能变电站继电保护装置的自动测试技术进行概述，并针对自动测试系统技术的实用性，进行自动测试系统的设计探讨。

关键词：变电站；继电保护设备；自动测试

引言

随着科技的进步，计算机技术开始广泛应用于电力系统，在这种情况下，继电保护技术作为电网传统技术，其发展前景越来越好。继电保护技术使用的原理是展示不断变化的趋势。加上目前智能电网建设的声音越来越高，微电子技术和计算机技术为核心的智能继电保护技术发展已被列入议事日程。本文将首先介绍继电保护装置检测的现状和特点，主要涉及到继电保护装置的研发和生产方面的试验特点，并分析了传统的手动试验方法，并提出了相应的解决方案。也就是说，在测试领域去引入自动测试概念和自动测试工具使其能够对于继电保护装置自动化测试系统应具备的基本设计目标给予明显，并应遵守基本原则，并在此基础上提出继电保护具体程序的设备设计测试系统的相关方案。

1传统继电保护装置测试系统的主要流程

当前，我们国家继电保护装置适宜的检测系统在开始研发一直到进行生产的过程通常度需要经历多个阶段的测试其主要有以下的几点。在进行研发的测试阶段，针对继电保护这一环节在电网运行里的重要性和特殊性，继电保护产品在进行研发的时候有着十分严格的要求，一般要求其建立实时得仿真系统和设备自动化以及实时的系统测试。测试的内容主要有：（1）设备整体功能的测试，其中主要有开关的性能与作用原理还有时间参数以及功能测试。（2）电磁兼容测试设备，其中主要有瞬时放电和空气放电还有电磁波干扰等相关的测试项目。（3）设备温度升高以及绝缘还有机械，电力供应以及其他有关的测试。（4）装置软件以及硬件自身稳定性的试验。在生产以及现场进行测试的时候，进行测试的主要任务主要是对于设备相关的硬件与性能还有防护等测试项目去进行测试。测试的内容主要有：设备相关健康设备常规检测;设备同步功能检测;设备通讯协议检测和检测设备，远程信息功能。测试的目标是验证研发中的硬件和软件设计符合继电保护产品的要求。产品造型一般，专用检测设备，检测检测项目长，测试时间长。产品设计无缺陷的情况下，对于具体设备的产品硬件和软件等相关常规测试，确保了工厂产品的质量和正常使用。测试项目相对稳定，测试要求统一。两者之间存在相互关联和相互影响的关系，它们共同构成完整的继电保护装置检测过程。生产过程的测试过程标准化，测试要求统一，测试工作量巨大。因此，生产测试具有引入自动测试系统的基本条件和实际意义。

2新型继电保护自动测试系统的设计

2.1通信模块

这一模块起到的作用主要是进行智能通信。其自身在进行使用的时候主要展现的就是为读操作：（1）在线读保护装置远程监控以及远程数据还有远程的控制操作；（2）在出现异常保护的状况下能够自动去记录并且对于数据的传输进行保存。因为系统一定会面对很多各种各样的保护设备，尽管制造商都会参照统一的标准进去对产品完成设计，可是其自身还是会产生很多的问题，并且还会有一些理解上标准上的差异，同时通信模块还会被系统自动的转换成为一个单独的配置文件，系统中的的数据交换将会按照这一数据文件，从而去对相关的保护器件进行辨别，这样能够预防早期的自动测试软件所需要的各种保护装置去专门进行开发的配置问题。此外，因为很多电流保护器件保护以及监控器件，原本的系统在反应上还有这一定的滞后性，自动测试系统自身还能够非常更充分的对测试的要求给予满足。

2.2模板编辑模块

该模块用于自动测试系统，通过相关文档生成的自动测试具体步骤进行指定，结合报告模块，可以自由定义格式和书签自动填充功能。自动测试系统中的模板编辑被定义为模板中的模板，主要有三个类别。其中最小应用模块的子模板基于配置文件作为站点保护功能;具有特定保护设备描述文件（SCD）的相应子模板，具体的测试模块配置生成;以及用于文件的多个实例化复合模板。在实践中，按照相关设置运行。

2.3自动化测试执行模块

主机模块采用Windows操作系统，提供友好的人机界面。其主要任务是：用户命令界面，自动测试系统配置，导入和管理测试案例，监控和测试过程，测试结果分析和处理以及测试报告生成。在运行时，根据要求选择自动测试程序，运行测试脚本，通过Help2000界面管理模块，通过从站模块实现计算机继电保护测试仪输出，完成保护功能测试。并收集测试结果，按测试程序完成测试结果确定。同时监测测试过程信息的状态，并对整个测试过程和通信进行统一管理。从站模块主要包括Help2000控制模块和从站通信协议接口模块。主机模块不与被测设备直接交互，所有信息都通过从站模块进行转发。当从站模块运行时，测试脚本由系统目标配置进行说明，Help2000用于输出实时仿真信号，并将被测设备的消息信息收集并发送到主机模块。受保护设备的联系动作信息由help2000记录选择，并通过从站模块，以远程邮件的形式转发到主机模块，对主机模块进行实时分析。测试用例模块主要是参照被测产品自身的功能完成分类的，对于具体型号的保护装置，参照相关的测试标准，并且离线生成。进行测试的时候，通过主控程序去对执行进行解释，测试用例主要是使用调用在机的接口函数，去对保护装置完成相关的测试，同时对于保护装置的动作信息进行收集，和事先涉及的动作完成比对，对于保护装置的动作逻辑是不是正确进行判断。

3系统实现的几个重点模块

3.1测试计划模板定义

测试计划包括了所有的待测试项目的状态序列信息，当前计划执行情况，设备定值单等信息，甚至还有包括试验的原始记录数据，信息量极其庞大，因此如何以灵活和易于扩展的方式来定义测试计划模板文件，是一个关系到将来系统的自适应性和灵活扩展性的关键问题，基于此点，我们选择了使用XML这种计算机专用的数据描述语言来存储测试计划，扩展标记语言XML是一种简单的数据存储语言，使用一系列简单的标记描述数据，而这些标记可以用方便的方式建立，和更容易被计算机自身所理解，可以说是一种自描述的元数据语言。

3.2word文件解析和生成

各个保护设备的定值单文件，基本都是以word或excel形式存储的，软件要从中提取出定值、软压板等信息，需要对word文件或者excel文件的内容进行一定的分析，由于微软有提供office系列组件的COM可操作对象接口如_application、_document、_table、_worksheet、_workbook等，因此可以使用任何编程语言来对其进行直接操作，根据事先定义的一系列规则，自动从中提取出所需要的相关信息。类似的，在最后系统生成测试试验报告的时候，也是通过控制这些COM接口对象，来自动填充word文件中的表格，生成最终报告。

3.3多样化的试验方式

对于一般性的试验，例如线路保护的接地距离I段等，仅需要直接输出由测试计划创建的状态序列即可。而对于复杂的试验，例如主变保护中的谐波、比率差动等需要递增或递减电流幅值的试验，本软件定义了一种递变试验的模式，由软件系统自动的隔一定时间增加（或减少）某一相电压（或电流）的幅值，循环输出状态序列，当保护动作时才返回，这样就可以自动寻找到保护动作的精确幅值，这一功能也适用于摇灵敏角的试验（递变值为相角）。

结语

上文所述可知，要使自动测试系统有的功能充分的发挥出来，必须注重开放式自动测试系统的应用，对不同的继电保护装置进行不同的测试用例编辑，对测试用例的合理性和科学性进行保证。就现阶段而言，我国大多数智能变电站继电保护装置已经建成了自动测试系统，在一定程度上实现了几点保护装置的全方位安全运行监测，随着自动测试系统的应用越来越广泛，相应的测试用例也在不断的调整和完善，以后的继电保护装置测试效率将得到很大的提高。

参考文献

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