０ 引言
在變電站運(yùn)維工作中，維護(hù)繼電保護(hù)的穩(wěn)定性一直是其核心問題。目前的變電站繼電保護(hù)檢驗(yàn)工作中依舊存在著部分問題，導(dǎo)致在運(yùn)維過程中工作人員的
工作效率低，風(fēng)險(xiǎn)性大。同時(shí)，當(dāng)前的變電站監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入了系統(tǒng)化和智能化階段。在變電站中，繼電保護(hù)檢驗(yàn)工作結(jié)合監(jiān)控系統(tǒng)，通過一系列硬件和軟件系統(tǒng)的搭建，能實(shí)現(xiàn)變電站監(jiān)控系統(tǒng)繼電保護(hù)的自動(dòng)檢驗(yàn)，對變電站的穩(wěn)定性和安全性有著極其重要的意義。
１ 變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的檢驗(yàn)要求
目前大多數(shù)變電站的繼電保護(hù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了信息化和數(shù)字化。對于運(yùn)維工作人員來講，當(dāng)前的變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)的邏輯關(guān)聯(lián)性強(qiáng)、各個(gè)信息之間的
交互和分配場景復(fù)雜，在檢驗(yàn)過程中，必須耗費(fèi)大量的精力和時(shí)間才能有效理清其中的特點(diǎn)和原則，嚴(yán)重影響運(yùn)維工作的效率和質(zhì)量。一般來講，變電站的繼電保護(hù)檢驗(yàn)工作需要遵守以下原則［１］： （１）繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)和現(xiàn)場的檢驗(yàn)對象一致，即保證變電站的配置、接線等施工環(huán)節(jié)和現(xiàn)場測試對象一致； （２）設(shè)備與實(shí)際運(yùn)行環(huán)節(jié)的一致，即檢驗(yàn)方法設(shè)備和實(shí)際的系統(tǒng)覆蓋范圍一致； （３）繼電保護(hù)接線和變電站設(shè)計(jì)一致，保障繼電保護(hù)的多層次保護(hù)功能。
２ 設(shè)計(jì)背景
傳統(tǒng)的變電站繼電保護(hù)檢驗(yàn)方式中，維修人員通過對單一的設(shè)備節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排除，檢驗(yàn)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性。這種檢驗(yàn)方式主要使用繼電保護(hù)測試儀
進(jìn)行操作，運(yùn)維人員在繼電保護(hù)裝置中接入電壓電流測試線，隨后對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行測試，讓繼電保護(hù)裝置處在模擬的工作環(huán)境中，進(jìn)而對變電站繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行情況進(jìn)行檢測。這種檢測方式雖然能檢測出變電站繼電保護(hù)裝置的各個(gè)技術(shù)性能以及相關(guān)二次回路邏輯的完整性，但在一定程度上并不能**反映出變電站繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行狀況，同時(shí)人工檢驗(yàn)方式還會(huì)為加重運(yùn)維工作人員的工作任務(wù)，降低檢驗(yàn)效率。
基于此，相關(guān)研究者研究了繼電保護(hù)檢驗(yàn)裝置，如 ＲＴＤＳ仿真平臺(tái)自動(dòng)檢驗(yàn)裝置，但由于對運(yùn)行條件和運(yùn)行環(huán)境的要求較高，因此并不能有效適用于變電站的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境；同時(shí)還有基于數(shù)字化測試儀提出的智能站單裝置功能自動(dòng)檢驗(yàn)，但該檢驗(yàn)方式由于系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)裝置之間的配合性還有待加強(qiáng)，因此并不能在變電站中獲得推廣和普及。
通過對變電站繼電保護(hù)裝置進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的繼電保護(hù)自動(dòng)檢驗(yàn)裝置的運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性強(qiáng)、組網(wǎng)十分復(fù)雜，同時(shí)并不能有效檢驗(yàn)整個(gè)繼電
保護(hù)自動(dòng)檢驗(yàn)裝置的運(yùn)行狀況，降低了繼電保護(hù)自動(dòng)檢驗(yàn)裝置的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。本文研究了當(dāng)前變電站的監(jiān)控系統(tǒng)，通過分析可以得出當(dāng)前變電站的二次設(shè)備能利用站控層的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)各個(gè)設(shè)備信息的互通互聯(lián)、實(shí)現(xiàn)對整個(gè)變電站中設(shè)備的集中檢測，為實(shí)現(xiàn)變電站繼電保護(hù)的自動(dòng)檢驗(yàn)功能提供了實(shí)現(xiàn)依據(jù)?；诖?，本文分別設(shè)計(jì)架構(gòu)了變電站繼電保護(hù)裝置自動(dòng)檢驗(yàn)的硬件和軟件，提出了基于變電站監(jiān)控系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置自動(dòng)檢驗(yàn)方法［２］。
３ 設(shè)計(jì)內(nèi)容
３.１ 硬件設(shè)計(jì)
繼電保護(hù)裝置自動(dòng)檢驗(yàn)系統(tǒng)的硬件主要有 ＧＰＳ／ＢＤＳ同步時(shí)鐘裝置、監(jiān)控主機(jī)、檢驗(yàn)控制中心、智能終端、網(wǎng)絡(luò)傳輸儀以及繼電保護(hù)測試儀等，并借助站控層實(shí)現(xiàn)信息集中以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互通等功能。在變電站繼電保護(hù)工作中，該設(shè)備能有效實(shí)現(xiàn)單裝置以及多裝置的自動(dòng)檢驗(yàn)功能，同時(shí)檢驗(yàn)繼電保護(hù)中的各項(xiàng)保護(hù)動(dòng)作等信息的準(zhǔn)確性，減少了變電站繼電保護(hù)故障的發(fā)生。
在具體檢驗(yàn)操作中，首先利用監(jiān)控主機(jī)將線路、終端等一系列繼電保護(hù)信息鏡像至檢驗(yàn)控制中心，隨后在檢驗(yàn)控制中心中嵌入自動(dòng)檢驗(yàn)流程，讓檢驗(yàn)控制
中心能有效控制以及讀寫線路保護(hù)、母線保護(hù)、主變保護(hù)等，實(shí)現(xiàn)對各個(gè)自動(dòng)檢驗(yàn)流程的有效控制，*終利用檢驗(yàn)控制中心對整個(gè)變電站的信息進(jìn)行監(jiān)視，并驗(yàn)證通過繼電保護(hù)反饋的變電站運(yùn)行信息的正確性。
在這**程中，監(jiān)控主機(jī)、檢驗(yàn)控制中心、待檢保護(hù)裝置、測控裝置、測試儀等硬件裝置利用站控層的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的交互與統(tǒng)一。同時(shí)在該硬件系統(tǒng)中安裝北斗衛(wèi)星對時(shí)系統(tǒng)，統(tǒng)一整個(gè)參與檢驗(yàn)工作的硬件設(shè)備時(shí)間，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備在運(yùn)行過程中的同步工作，保證設(shè)備運(yùn)行的科學(xué)性。*后，再利用硬件設(shè)備中的測試儀，按照檢驗(yàn)流程檢驗(yàn)，在相關(guān)電流、電壓等出現(xiàn)故障時(shí)，及時(shí)為保護(hù)裝置提供故障參數(shù)，同時(shí)將保護(hù)裝置的出口信息反饋至檢驗(yàn)控制中心，自動(dòng)檢驗(yàn)系統(tǒng)如圖 １所示。
３.２ 軟件設(shè)計(jì)
變電站監(jiān)控系統(tǒng)的繼電保護(hù)自動(dòng)檢驗(yàn)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)原則為模塊化分層設(shè)計(jì)，能有效提高檢驗(yàn)系統(tǒng)的拓展性，為后期軟件的維護(hù)和檢驗(yàn)等提供了極大的便
利性，軟件架構(gòu)見表 １。變電站繼電保護(hù)的檢驗(yàn)工作主要通過對各個(gè)管理平臺(tái)進(jìn)行操作來實(shí)現(xiàn)［３］，具體如下： （１）利用檢驗(yàn)管理平臺(tái)，能有效檢驗(yàn)和維護(hù)檢驗(yàn)任務(wù)和檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對檢驗(yàn)、報(bào)告、規(guī)約等模塊進(jìn)行管理；（２）利用任務(wù)管理模塊，能將繼電保護(hù)系統(tǒng)中的各相關(guān)任務(wù)進(jìn)行檢驗(yàn)并下發(fā)，此外，如果任務(wù)出現(xiàn)變動(dòng)，還能撤銷下發(fā)任務(wù)，在任務(wù)完成后，對任務(wù)進(jìn)行審核，并將任務(wù)記錄在歷史當(dāng)中； （３）利用模板管理模塊，上傳和下載相關(guān)的檢驗(yàn)?zāi)０?，如?bào)告模板、規(guī)約模板、裝置模型文件等；（４）在變電站繼電保護(hù)檢驗(yàn)工作中，數(shù)據(jù)管理模塊主要是用于保存相關(guān)的操作記錄，例如檢驗(yàn)歷史記錄、系統(tǒng)檢驗(yàn)記錄，同時(shí)，還能利用大數(shù)據(jù)及時(shí)生成相應(yīng)的管理標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告和管理記錄； （５）檢驗(yàn)方案編輯模塊主要用于編寫和檢驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)的檢驗(yàn)?zāi)０搴蛨?bào)告模板，并且還可以根據(jù)變電站繼電保護(hù)檢驗(yàn)要求新增或刪減相關(guān)模板； （６）規(guī)約模板和編輯模板主要用于對系統(tǒng)中不同的規(guī)約進(jìn)行編輯，利用腳本等信息技術(shù)文字語言，實(shí)現(xiàn)相關(guān)模板或信息的搜索引擎；（７）規(guī)約引擎模塊在系統(tǒng)中主要結(jié)合規(guī)約模塊進(jìn)行操作，能有效實(shí)現(xiàn)不同模塊之間信息的有效交互，如自動(dòng)檢驗(yàn)?zāi)K和保護(hù)裝置之間的交互等，從而實(shí)現(xiàn)對相關(guān)裝置與模型等文件的召喚功能，對參數(shù)進(jìn)行定制，實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)系統(tǒng)的讀寫功能以及對相關(guān)的動(dòng)作報(bào)文進(jìn)行讀取等功能； （８）自動(dòng)檢驗(yàn)?zāi)K中的測試儀接口模塊，主要是用來實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)測試儀的通信功能，通過與測試儀進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)對相關(guān)的故障進(jìn)行分析并轉(zhuǎn)化為故障參數(shù)，并將故障參數(shù)反饋到測試儀，能為測試儀開關(guān)量提供信息； （９）自動(dòng)檢驗(yàn)?zāi)K通過搭建系統(tǒng)檢驗(yàn)環(huán)境和制定系統(tǒng)檢驗(yàn)方案，實(shí)現(xiàn)對相關(guān)方案的執(zhí)行，并展示系統(tǒng)檢驗(yàn)的過程，*后根據(jù)檢驗(yàn)工作的開展按照規(guī)約生成相應(yīng)的檢驗(yàn)報(bào)告。
４ 自動(dòng)檢驗(yàn)方法研究
基于變電站監(jiān)控系統(tǒng)的繼電保護(hù)自動(dòng)檢驗(yàn)方法主要的檢驗(yàn)內(nèi)容有零漂檢查、模擬量精度檢驗(yàn)、保護(hù)功能邏輯及保護(hù)定值驗(yàn)證等，不同檢驗(yàn)內(nèi)容檢驗(yàn)的原則
也不一致，見表 ２。（１）在檢驗(yàn)零漂時(shí)，要求電壓的零漂值在 ０.０５Ｖ以內(nèi)，即保護(hù)裝置采樣電壓應(yīng)該小于０.０５Ｖ；同時(shí)要求電流的零漂值在 ０.０１Ｉｎ 以內(nèi)，即外部施加電流應(yīng)該小于 ０.０１Ｉｎ。（２）在檢驗(yàn)?zāi)M量精度檢驗(yàn)時(shí)，要求液晶顯示幅值與外部加量的誤差應(yīng)小于±５％，即保護(hù)裝置采樣電壓和外部施加電壓之間的誤差率應(yīng)該在 ５％以內(nèi)，并且保護(hù)裝置采樣電流與外部施加電流之間的誤差率應(yīng)該在 ５％以內(nèi)；同時(shí)模擬量精度檢驗(yàn)要求液晶顯示角度與外部加量的誤差應(yīng)不大于 ±３°，即保護(hù)裝置采樣電壓和外部施加電壓之間的差距應(yīng)該３°以內(nèi)，同時(shí)保護(hù)裝置采樣電流和外部施加電流也應(yīng)該在 ３°以內(nèi)。 （３）在檢查保護(hù)功能邏輯與保護(hù)定值驗(yàn)證時(shí)，要求過量保護(hù)時(shí)，０.９５倍可靠不動(dòng)作，１.０５倍可靠動(dòng)作，相反在欠量保護(hù)時(shí)，要求 １.０５倍可靠不動(dòng)作，０.９５倍可靠動(dòng)作。對此當(dāng)可靠動(dòng)作時(shí)，裝置報(bào)文和出口信息應(yīng)該和預(yù)置內(nèi)容一致，當(dāng)不動(dòng)作時(shí)，沒有預(yù)定裝置報(bào)文和出口信息。
當(dāng)前大多檢驗(yàn)系統(tǒng)中，要想實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判斷檢驗(yàn)結(jié)果，需要相關(guān)運(yùn)維人員手動(dòng)編寫判斷腳本，這要求該檢驗(yàn)方法的開發(fā)人員和變電站檢修人員具備相關(guān)的編
程知識(shí)，不利于后期相關(guān)檢修人員運(yùn)維工作的開展。對此，本研究通過對大量腳本文件的解讀，總結(jié)出其中的變量腳本語言和固定腳本語言，并將固定的腳本語言進(jìn)行封存和定義，形成了相關(guān)的腳本函數(shù)集，如圖 ２所示，檢驗(yàn)人員在進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，可以直接調(diào)用相關(guān)的函數(shù)，降低了運(yùn)維工作人員的工作難度，提高了工作效率［４］。
例如系統(tǒng)在檢驗(yàn)保護(hù)裝置 Ａ相電壓時(shí)，使用的是腳本 函 數(shù) 集 中 的 ＣａＬＡｉｎＥｒｒｏｒ，取 用 相 關(guān) 的 參 數(shù) 值ＭＭＸＵ５ ＭＸ ＰｈＶ ｐｈｓＡ ｃＶａｌ ｍａｇ ｆ、基 準(zhǔn) 值ｖ＿Ｕａ、目標(biāo)參數(shù) ｖｇ＿ＵＥｒｒＡｂｓ和 ｖｇ＿ＵＥｒｒＲｅｌ，自動(dòng)生成判斷腳本，對 Ａ相電壓進(jìn)行**檢驗(yàn)，具體如下。
ｌｏｃａｌｖ＿Ｕａ＝ＧｅｔＰａｒａ（＂．＼＼＂，＂＿Ｕａ＂）；
ｌｏｃａｌｖｇ＿ＵＥｒｒＡｂｓ＝ＧｅｔＴｅｓｔＰａｒａ（＂ｇ＿ＵＥｒｒＡｂｓ＂）；
ｌｏｃａｌｖｇ＿ＵＥｒｒＲｅｌ＝ＧｅｔＴｅｓｔＰａｒａ（＂ｇ＿ＵＥｒｒＲｅｌ＂）；
ｌｏｃａｌｎＲｓｌｔＪｄｇ＝０；
ｎＲｓｌｔＪｄｇ＝ｎＲｓｌｔＪｄｇ＋ＣａｌＡｉｎＥｒｒｏｒ（＂ＭＭＸＵ５ ＭＸ
ＰｈＶ ｐｈｓＡ ｃＶａｌｍａｇ ｆ＂，ｖ＿Ｕａ，ｖｇ＿ＵＥｒｒＡｂｓ，ｖｇ＿
ＵＥｒｒＲｅｌ）；
ｉｆ（ｎＲｓｌｔＪｄｇ＝＝１）ｔｈｅｎ
ＳｅｔＲｓｌｔＪｄｇ（＂＂，１）；
ｅｌｓｅ
ＳｅｔＲｓｌｔＪｄｇ（＂＂，０）；
ｅｎｄ；
５ 結(jié)束語
隨著人們對用電的需求越來越大，當(dāng)前的變電站工作任務(wù)也越來越重。傳統(tǒng)的繼電保護(hù)檢驗(yàn)方式單一、檢驗(yàn)內(nèi)容不**，不能滿足當(dāng)前的變電站維護(hù)工作需要。基于變電站監(jiān)控系統(tǒng)的繼電保護(hù)自動(dòng)檢驗(yàn)方法，通過建立變電站硬件設(shè)施和軟件設(shè)施，并按照檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)制定相應(yīng)的檢驗(yàn)方法，極大地減輕了變電站運(yùn)維人員的工作負(fù)擔(dān)，同時(shí)提高了變電站檢驗(yàn)工作的效率。將本方法在變電站中進(jìn)行測試，驗(yàn)證出該方法能有效提高繼電保護(hù)裝置檢驗(yàn)的科學(xué)性，同時(shí)繼電保護(hù)的工作效率提升了 ８５％。
