0 引言
我國電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模不斷擴增，其運行復(fù)雜程度隨之越來越高，作為我國電網(wǎng)核心環(huán)節(jié)的智能變電站，對維持電網(wǎng)安全運行起著關(guān)鍵作用。目前，我國智能變電站繼電保護主要由人工進行測試，人工測試不僅考驗測試人員的經(jīng)驗水平，而且需要測試人員具有非常細致的操作技巧。在人工測試過程中，繼電保護裝置對測距要求嚴格，作業(yè)人員無法精準控制光纖連接測試儀與保護裝置之間的距離，極易出現(xiàn)測試錯誤等狀況，同時測試結(jié)束后還需花費很長時間來填寫測試結(jié)果報告，不僅為繼電保護測試人員帶來較大的負擔(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)的人工測試、運檢方法來管理二次設(shè)備，容易出現(xiàn)缺失、遺漏等現(xiàn)象，嚴重影響智能變電站運行的可靠性。因此，研究智能化的繼電保護測試與運檢方案，對保障變電站穩(wěn)定運行具有重要意義。
1 繼電保護自動測試與智能運檢平臺架構(gòu)設(shè)計
我國智能變電站繼電保護的年檢定檢，主要是人工使用光纖將測試儀與保護裝置相連的方式進行，這種方案對測試場地要求較高，同時戶外作業(yè)環(huán)境也為測試人員帶來很多不便之處。在現(xiàn)場工作人員進行保護測試過程中，需要根據(jù)不同的測試項目隨時調(diào)整試驗接線并更換功能測試模板，過程極其煩瑣，而且易出現(xiàn)失誤，為智能變電站的運行效率帶來極大負擔(dān)。因此，本文為提升智能變電站二次檢修效率，設(shè)計一個具備無線通信方式和自動測試功能的平臺，該平臺架構(gòu)如圖1所示。
為了提高二次設(shè)備的運維管理水平，本文在該平臺中開發(fā)了一個數(shù)據(jù)共享互通的智能運檢平臺，主要用于收集二次設(shè)備的基本臺賬信息和狀態(tài)信息，進而在運維大數(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)計平臺可以利用測試端來修改測試方案，做好準備工作后下達測試指令，由網(wǎng)線通過交換機傳輸指令，測試儀利用無線傳輸模塊對繼電保護裝置做出測試指令，裝置會做出相應(yīng)的保護動作，并將數(shù)據(jù)傳輸至平臺測試端，進一步生成測試報告。平臺中開發(fā)了通信轉(zhuǎn)換模塊，可以將被測繼電保護裝置的站控層光纖信號轉(zhuǎn)換為Wi-Fi信號，將IEC61850協(xié)議轉(zhuǎn)換為更輕量的IEC104協(xié)議，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，通過測試系統(tǒng)與被測裝置光口上發(fā)送接收模塊的配置，以及同步調(diào)制模塊中數(shù)據(jù)同步功能的實現(xiàn)，取代常規(guī)智能站數(shù)字化測試儀光纖傳輸?shù)姆绞?，可實現(xiàn)二次校驗中開入開出數(shù)字量傳輸以及動作時間的回收。
2 繼電保護自動測試與智能運檢平臺軟件設(shè)計
2.1繼電保護自動測試功能
平臺繼電保護自動測試功能的軟件部分安裝于測試端，完整的自動測試流程主要包括定制繼電保護測試項目、生成測試方案、控制測試順序、生成測試結(jié)
果以及評估測試結(jié)果這五個重要步驟，如圖2所示。在平臺的繼電保護自動測試[1]功能中，測試模板與測試報告相關(guān)文件均采用了數(shù)據(jù)庫技術(shù)進行存儲與調(diào)用。一般情況下，一個基本單元的繼電保護自動測試模板與報告主要由以下結(jié)構(gòu)定義符構(gòu)成：（1）單元定義：<ProtectionRelayBegin><ProtectionRelayEnd>內(nèi)的全部內(nèi)容。（2）通用參數(shù)定義：<CommonParameterBegin>至<CommonParameterEnd>內(nèi)的通用參數(shù)項，可以空。（3）整定值定義<SettingBegin>至<SettingEnd>內(nèi)的整定值，可以空。（4）開關(guān)量定義：<BinaryBegin>至<BinaryEnd>內(nèi)的開入和開出量，可以空。（5）文本輸入項定義：<TextInputBeginBegin>至<TextInputBeginEnd>內(nèi)的項目檢查結(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）報告參數(shù)定義：<ReportBegin>至<ReportEnd>內(nèi)的需要傳到報告中的參數(shù)，可以空。當本文設(shè)計自動測試與智能運維平臺運行時，平臺的后臺程序會自動從測試模板中獲取到上述所述結(jié)構(gòu)定義符，生成結(jié)果報告，存儲到測試報告數(shù)據(jù)庫中，以便二次設(shè)備檢修人員隨時調(diào)取查看。
2.2 二次設(shè)備風(fēng)險評價功能
平臺智能運檢模塊的二次設(shè)備風(fēng)險評價功能，是在移動終端采集的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上實現(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)以及平臺測試結(jié)果信息的基礎(chǔ)上，引入模糊綜合評價法，對變電站二次設(shè)備的風(fēng)險進行評估，進而制定出相應(yīng)的運維檢修方案，保障二次設(shè)備運行安全。首先需要確定二次設(shè)備風(fēng)險評價指標，本文在遵循**性、代表性原則基礎(chǔ)上，將評價指標體系劃分為三個大類：正向指標B1i、負向指標B2i以及區(qū)間指標B3i，如圖3所示。然后根據(jù)主客觀綜合賦權(quán)模型，為每個指標賦予相應(yīng)的權(quán)重值本文在評價二次設(shè)備風(fēng)險時，引入權(quán)重值，可以提升評價結(jié)果的客觀性。
3 應(yīng)用分析
為了驗證研發(fā)平臺是否可靠，于某變電站內(nèi)搭建一個完整閉環(huán)的實驗環(huán)境，將本文設(shè)計的繼電保護自動測試與智能運檢平臺應(yīng)用于該實驗環(huán)境中，根據(jù)實驗結(jié)果來判斷該平臺的性能。本章主要針對平臺繼電保護自動測試功能的測試效率展開研究，對南自PST641U、南自PST642U、南自PST645UX、南瑞NRT-521、南瑞NRL-512、南瑞PCS-9657這6個常用繼電保護裝置進行測試，為確保實驗結(jié)果的可靠性，選用繼電保護人工測試方案作為實驗對照組，具體實驗內(nèi)容如下所示：（1）差動保護測試：在保護裝置電量采樣基礎(chǔ)上，校驗比率差動的門檻值與特性曲線。（2）距離保護測試：在改變工頻變化量、接地類型等條件下，校驗距離保護的動作值、動作時間與方向。（3）零序保護測試：采集電流電壓幅值、相角，校驗零序保護的動作值、動作時間與方向。按照上述內(nèi)容，分別使用本文設(shè)計平臺與人工測試方法進行6個繼電保護裝置的測試實驗。本文所設(shè)計繼電保護自動測試與智能運檢平臺可以顯著提升繼電保護的測試效率，達到了預(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
本課題主要研究一個繼電保護自動測試平臺，該平臺通過收集被測繼電保護裝置的狀態(tài)、定值、事件、錄波等信息，生成測試用例并存檔管理；協(xié)調(diào)測試儀的自動測試功能模塊，實現(xiàn)自動測試功能實施；調(diào)取試驗動作的報告和故障錄波文件，分析試驗過程、給出試驗參考結(jié)論、自動生成測試報告。同時，開發(fā)一個與智能測試平臺數(shù)據(jù)共享互通的智能運檢平臺，通過運維大數(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。
