0 引言

我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)增，其運(yùn)行復(fù)雜程度隨之越來(lái)越高，作為我國(guó)電網(wǎng)核心環(huán)節(jié)的智能變電站，對(duì)維持電網(wǎng)安全運(yùn)行起著關(guān)鍵作用。目前，我國(guó)智能變電站繼電保護(hù)主要由人工進(jìn)行測(cè)試，人工測(cè)試不僅考驗(yàn)測(cè)試人員的經(jīng)驗(yàn)水平，而且需要測(cè)試人員具有非常細(xì)致的操作技巧。在人工測(cè)試過(guò)程中，繼電保護(hù)裝置對(duì)測(cè)距要求嚴(yán)格，作業(yè)人員無(wú)法精準(zhǔn)控制光纖連接測(cè)試儀與保護(hù)裝置之間的距離，極易出現(xiàn)測(cè)試錯(cuò)誤等狀況，同時(shí)測(cè)試結(jié)束后還需花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間來(lái)填寫(xiě)測(cè)試結(jié)果報(bào)告，不僅為繼電保護(hù)測(cè)試人員帶來(lái)較大的負(fù)擔(dān)，而且降低了智能變電站二次檢修效率。由于智能變電站二次設(shè)備數(shù)量巨大，如果使用傳統(tǒng)的人工測(cè)試、運(yùn)檢方法來(lái)管理二次設(shè)備，容易出現(xiàn)缺失、遺漏等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響智能變電站運(yùn)行的可靠性。因此，研究智能化的繼電保護(hù)測(cè)試與運(yùn)檢方案，對(duì)保障變電站穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

1 繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)試與智能運(yùn)檢平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

我國(guó)智能變電站繼電保護(hù)的年檢定檢，主要是人工使用光纖將測(cè)試儀與保護(hù)裝置相連的方式進(jìn)行，這種方案對(duì)測(cè)試場(chǎng)地要求較高，同時(shí)戶外作業(yè)環(huán)境也為測(cè)試人員帶來(lái)很多不便之處。在現(xiàn)場(chǎng)工作人員進(jìn)行保護(hù)測(cè)試過(guò)程中，需要根據(jù)不同的測(cè)試項(xiàng)目隨時(shí)調(diào)整試驗(yàn)接線并更換功能測(cè)試模板，過(guò)程極其煩瑣，而且易出現(xiàn)失誤，為智能變電站的運(yùn)行效率帶來(lái)極大負(fù)擔(dān)。因此，本文為提升智能變電站二次檢修效率，設(shè)計(jì)一個(gè)具備無(wú)線通信方式和自動(dòng)測(cè)試功能的平臺(tái)，該平臺(tái)架構(gòu)如圖1所示。

為了提高二次設(shè)備的運(yùn)維管理水平，本文在該平臺(tái)中開(kāi)發(fā)了一個(gè)數(shù)據(jù)共享互通的智能運(yùn)檢平臺(tái)，主要用于收集二次設(shè)備的基本臺(tái)賬信息和狀態(tài)信息，進(jìn)而在運(yùn)維大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上制定合理的狀態(tài)檢修策略。本文所設(shè)計(jì)平臺(tái)可以利用測(cè)試端來(lái)修改測(cè)試方案，做好準(zhǔn)備工作后下達(dá)測(cè)試指令，由網(wǎng)線通過(guò)交換機(jī)傳輸指令，測(cè)試儀利用無(wú)線傳輸模塊對(duì)繼電保護(hù)裝置做出測(cè)試指令，裝置會(huì)做出相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作，并將數(shù)據(jù)傳輸至平臺(tái)測(cè)試端，進(jìn)一步生成測(cè)試報(bào)告。平臺(tái)中開(kāi)發(fā)了通信轉(zhuǎn)換模塊，可以將被測(cè)繼電保護(hù)裝置的站控層光纖信號(hào)轉(zhuǎn)換為Wi-Fi信號(hào)，將IEC61850協(xié)議轉(zhuǎn)換為更輕量的IEC104協(xié)議，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，通過(guò)測(cè)試系統(tǒng)與被測(cè)裝置光口上發(fā)送接收模塊的配置，以及同步調(diào)制模塊中數(shù)據(jù)同步功能的實(shí)現(xiàn)，取代常規(guī)智能站數(shù)字化測(cè)試儀光纖傳輸?shù)姆绞?，可?shí)現(xiàn)二次校驗(yàn)中開(kāi)入開(kāi)出數(shù)字量傳輸以及動(dòng)作時(shí)間的回收。

2 繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)試與智能運(yùn)檢平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)

2.1繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)試功能

平臺(tái)繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)試功能的軟件部分安裝于測(cè)試端，完整的自動(dòng)測(cè)試流程主要包括定制繼電保護(hù)測(cè)試項(xiàng)目、生成測(cè)試方案、控制測(cè)試順序、生成測(cè)試結(jié)

果以及評(píng)估測(cè)試結(jié)果這五個(gè)重要步驟，如圖2所示。在平臺(tái)的繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)試[1]功能中，測(cè)試模板與測(cè)試報(bào)告相關(guān)文件均采用了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)與調(diào)用。一般情況下，一個(gè)基本單元的繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)試模板與報(bào)告主要由以下結(jié)構(gòu)定義符構(gòu)成：（1）單元定義：<ProtectionRelayBegin><ProtectionRelayEnd>內(nèi)的全部?jī)?nèi)容。（2）通用參數(shù)定義：<CommonParameterBegin>至<CommonParameterEnd>內(nèi)的通用參數(shù)項(xiàng)，可以空。（3）整定值定義<SettingBegin>至<SettingEnd>內(nèi)的整定值，可以空。（4）開(kāi)關(guān)量定義：<BinaryBegin>至<BinaryEnd>內(nèi)的開(kāi)入和開(kāi)出量，可以空。（5）文本輸入項(xiàng)定義：<TextInputBeginBegin>至<TextInputBeginEnd>內(nèi)的項(xiàng)目檢查結(jié)果，可以空。（6）特性曲線定義：<CharacterBegin>至<CharacterEnd>內(nèi)的特性曲線，可省略。（7）報(bào)告參數(shù)定義：<ReportBegin>至<ReportEnd>內(nèi)的需要傳到報(bào)告中的參數(shù)，可以空。當(dāng)本文設(shè)計(jì)自動(dòng)測(cè)試與智能運(yùn)維平臺(tái)運(yùn)行時(shí)，平臺(tái)的后臺(tái)程序會(huì)自動(dòng)從測(cè)試模板中獲取到上述所述結(jié)構(gòu)定義符，生成結(jié)果報(bào)告，存儲(chǔ)到測(cè)試報(bào)告數(shù)據(jù)庫(kù)中，以便二次設(shè)備檢修人員隨時(shí)調(diào)取查看。

2.2 二次設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)功能

平臺(tái)智能運(yùn)檢模塊的二次設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)功能，是在移動(dòng)終端采集的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，包括二次設(shè)備的基礎(chǔ)信息、各類故障等。本文在采集的數(shù)據(jù)以及平臺(tái)測(cè)試結(jié)果信息的基礎(chǔ)上，引入模糊綜合評(píng)價(jià)法，對(duì)變電站二次設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，進(jìn)而制定出相應(yīng)的運(yùn)維檢修方案，保障二次設(shè)備運(yùn)行安全。首先需要確定二次設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)，本文在遵循**性、代表性原則基礎(chǔ)上，將評(píng)價(jià)指標(biāo)體系劃分為三個(gè)大類：正向指標(biāo)B1i、負(fù)向指標(biāo)B2i以及區(qū)間指標(biāo)B3i，如圖3所示。然后根據(jù)主客觀綜合賦權(quán)模型，為每個(gè)指標(biāo)賦予相應(yīng)的權(quán)重值本文在評(píng)價(jià)二次設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，引入權(quán)重值，可以提升評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性。

3 應(yīng)用分析

為了驗(yàn)證研發(fā)平臺(tái)是否可靠，于某變電站內(nèi)搭建一個(gè)完整閉環(huán)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，將本文設(shè)計(jì)的繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)試與智能運(yùn)檢平臺(tái)應(yīng)用于該實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)判斷該平臺(tái)的性能。本章主要針對(duì)平臺(tái)繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)試功能的測(cè)試效率展開(kāi)研究，對(duì)南自PST641U、南自PST642U、南自PST645UX、南瑞NRT-521、南瑞NRL-512、南瑞PCS-9657這6個(gè)常用繼電保護(hù)裝置進(jìn)行測(cè)試，為確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性，選用繼電保護(hù)人工測(cè)試方案作為實(shí)驗(yàn)對(duì)照組，具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下所示：（1）差動(dòng)保護(hù)測(cè)試：在保護(hù)裝置電量采樣基礎(chǔ)上，校驗(yàn)比率差動(dòng)的門檻值與特性曲線。（2）距離保護(hù)測(cè)試：在改變工頻變化量、接地類型等條件下，校驗(yàn)距離保護(hù)的動(dòng)作值、動(dòng)作時(shí)間與方向。（3）零序保護(hù)測(cè)試：采集電流電壓幅值、相角，校驗(yàn)零序保護(hù)的動(dòng)作值、動(dòng)作時(shí)間與方向。按照上述內(nèi)容，分別使用本文設(shè)計(jì)平臺(tái)與人工測(cè)試方法進(jìn)行6個(gè)繼電保護(hù)裝置的測(cè)試實(shí)驗(yàn)。本文所設(shè)計(jì)繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)試與智能運(yùn)檢平臺(tái)可以顯著提升繼電保護(hù)的測(cè)試效率，達(dá)到了預(yù)期提升智能變電站二次設(shè)備檢修效率的目的。

4 結(jié)語(yǔ)

本課題主要研究一個(gè)繼電保護(hù)自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)，該平臺(tái)通過(guò)收集被測(cè)繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)、定值、事件、錄波等信息，生成測(cè)試用例并存檔管理；協(xié)調(diào)測(cè)試儀的自動(dòng)測(cè)試功能模塊，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試功能實(shí)施；調(diào)取試驗(yàn)動(dòng)作的報(bào)告和故障錄波文件，分析試驗(yàn)過(guò)程、給出試驗(yàn)參考結(jié)論、自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告。同時(shí)，開(kāi)發(fā)一個(gè)與智能測(cè)試平臺(tái)數(shù)據(jù)共享互通的智能運(yùn)檢平臺(tái)，通過(guò)運(yùn)維大數(shù)據(jù)分析提供二次設(shè)備狀態(tài)檢修策略，具有較好的推廣應(yīng)用前景。