本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)變電站測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能變電站中二次回路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

根據(jù)《國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)計(jì)110(66)-750kV智能變電站部分》二次設(shè)備配置方案，在智能變電站現(xiàn)場(chǎng)，過程層設(shè)備和間隔層設(shè)備之間存在較遠(yuǎn)距離的情況比較常見。330kV及以上電壓等級(jí)的變電站，二次設(shè)備按照相對(duì)集中、就地分散的原則設(shè)置有就地繼電保護(hù)小室，用于安裝布置相應(yīng)的間隔層二次設(shè)備，而智能終端、合并單元等過程層設(shè)備則分散布置于配電裝置場(chǎng)地，通常過程層設(shè)備就地布置于匯控柜。220kV及以下電壓等級(jí)的變電站，當(dāng)一次設(shè)備采用戶外配電裝置時(shí)，集中設(shè)置二次設(shè)備室，布置站控層、間隔層二次設(shè)備，而過程層設(shè)備合并單元和智能終端分散布置于配電裝置場(chǎng)地；當(dāng)一次設(shè)備采用戶內(nèi)配電裝置時(shí)候，才有可能間隔層設(shè)備、過程層設(shè)備均分散布置于配電裝置場(chǎng)地。從工程實(shí)際情況分析，大部分變電站采用間隔層設(shè)備和合并單元智能終端分散布置方式，從匯控柜到繼電保護(hù)小室，兩者之間存在一定的距離，現(xiàn)場(chǎng)通常有幾十米至數(shù)百米的距離，這為二次回路測(cè)試帶來很大的困擾。

國(guó)內(nèi)智能變電站過程層裝置、間隔層裝置、站控層系統(tǒng)的測(cè)試處于各自為戰(zhàn)的狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行調(diào)試以單裝置的測(cè)試為主。雖然有了新的依照規(guī)約制造的繼保裝置，但對(duì)它的測(cè)試方法還停留在裝置與回路分開測(cè)試的原始方法。現(xiàn)場(chǎng)檢修測(cè)試二次回路時(shí)，一個(gè)人很難完成測(cè)試，往往需要多人配合并配備一定通信設(shè)備保持語音通話，測(cè)試效率低下。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種智能變電站中二次回路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有變電站的間隔層設(shè)備和過程層設(shè)備之間距離遠(yuǎn)，不利于二次回路測(cè)試的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的智能變電站中二次回路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)包括檢修測(cè)試中心和至少一臺(tái)與檢修測(cè)試中心通信連接的測(cè)試終端；所述測(cè)試終端緊鄰二次回路待測(cè)設(shè)備，用于向二次回路待測(cè)設(shè)備發(fā)送模擬量或數(shù)字量信號(hào)，并采集二次回路待測(cè)設(shè)備出口節(jié)點(diǎn)信息；所述檢修測(cè)試中心用于配置各個(gè)測(cè)試終端的測(cè)試數(shù)據(jù)，并發(fā)送給各個(gè)測(cè)試終端，接收二次回路待測(cè)設(shè)備的測(cè)試反饋數(shù)據(jù)及保護(hù)裝置的MMS(Manufacturing Message Specification，制造報(bào)文規(guī)范，簡(jiǎn)稱MMS)信息，根據(jù)測(cè)試反饋數(shù)據(jù)及MMS信息判斷二次回路待測(cè)設(shè)備的正確性。

所述測(cè)試終端包括上位機(jī)通信模塊、測(cè)試控制模塊及報(bào)文處理模塊，所述上位機(jī)通信模塊用于與檢修測(cè)試中心通信，監(jiān)視檢修測(cè)試中心下達(dá)的命令和參數(shù)，并向檢修測(cè)試中心反饋命令執(zhí)行信息；所述測(cè)試控制模塊用于觸發(fā)對(duì)命令的執(zhí)行、測(cè)試進(jìn)程的控制，完成測(cè)試數(shù)據(jù)的輸出；所述報(bào)文處理模塊用于GOOSE接收解析和發(fā)送、SV發(fā)送、DA發(fā)送、開出和硬開入檢測(cè)。

所述測(cè)試終端包括攝像頭，用于采集過程層設(shè)備的圖像和聲音。

該系統(tǒng)還包括對(duì)時(shí)服務(wù)器，用于向測(cè)試終端及過程層設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)測(cè)試終端的同步輸出控制。

所述檢修測(cè)試中心緊鄰保護(hù)裝置，接入站控層MMS網(wǎng)絡(luò)或直接連接保護(hù)裝置MMS端口，以接收保護(hù)裝置的MMS信息。

所述測(cè)試終端通過無線通信路由器和中繼器與檢修測(cè)試中心進(jìn)行無線通信。

所述二次回路被測(cè)設(shè)備包括智能變電站的合并單元、智能終端、數(shù)字化保護(hù)裝置及二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。

本發(fā)明的智能變電站中二次回路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法包括：

1)在檢修測(cè)試中心配置各個(gè)測(cè)試終端的測(cè)試數(shù)據(jù)，并發(fā)送給各個(gè)測(cè)試終端；

2)各個(gè)測(cè)試終端在設(shè)定時(shí)間同時(shí)觸發(fā)輸出，向二次回路待測(cè)設(shè)備發(fā)送模擬量或數(shù)字量信號(hào)，實(shí)時(shí)采集測(cè)試過程中二次回路待測(cè)設(shè)備的動(dòng)作信息，并將動(dòng)作信息反饋至檢修測(cè)試中心；

3)檢修測(cè)試中心分析接收到的動(dòng)作信息，判斷二次回路各設(shè)備動(dòng)作的正確性。

步驟2)中，檢修測(cè)試中心向測(cè)試終端發(fā)送啟動(dòng)測(cè)試命令，各臺(tái)測(cè)試終端接收命令后，按照啟動(dòng)命令中包含的絕對(duì)時(shí)標(biāo)，同步觸發(fā)輸出。

所述測(cè)試數(shù)據(jù)包括保護(hù)裝置采樣值、GOOSE跳閘信號(hào)的時(shí)刻、智能終端的出口節(jié)點(diǎn)動(dòng)作時(shí)刻及MMS信息中的變位時(shí)刻。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明設(shè)置了一種二次回路測(cè)試用的測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括檢修測(cè)試中心和測(cè)試終端，通過檢修測(cè)試中心設(shè)置待測(cè)數(shù)據(jù)，并發(fā)送給測(cè)試終端，測(cè)試終端發(fā)送測(cè)試數(shù)據(jù)給待測(cè)設(shè)備，并采集待測(cè)設(shè)備的反饋信息，將反饋信息發(fā)送至檢修測(cè)試中心，由檢修測(cè)試中心判斷二次回路動(dòng)作的正確性。本發(fā)明的測(cè)試系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)測(cè)試人員在變電站的控制室，向分散布置于開關(guān)廠的待測(cè)設(shè)備如合并單元加量，從保護(hù)裝置端查看保護(hù)響應(yīng)是否正確，分析MMS報(bào)文監(jiān)測(cè)裝置上送站控層信息的正確性，構(gòu)成閉環(huán)測(cè)試，實(shí)現(xiàn)智能變電站二次回路的完整測(cè)試。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法提高了測(cè)試效率，降低了測(cè)試成本。

附圖說明

圖1是智能變電站二次回路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)示意圖；

圖2是智能變電站二次回路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)軟件功能模塊圖；

圖3是智能變電站二次回路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試控制流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)效果作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明的智能變電站中二次回路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)實(shí)施例

本實(shí)施例的智能變電站中二次回路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)包括檢修測(cè)試中心和至少一臺(tái)與檢修測(cè)試中心通信連接的測(cè)試終端；所述測(cè)試終端緊鄰二次回路待測(cè)設(shè)備，用于向二次回路待測(cè)設(shè)備發(fā)送模擬量或數(shù)字量信號(hào)，并采集二次回路待測(cè)設(shè)備出口節(jié)點(diǎn)信息；所述檢修測(cè)試中心用于設(shè)置各個(gè)測(cè)試終端的測(cè)試數(shù)據(jù)，并發(fā)送給各個(gè)測(cè)試終端，接收二次回路待測(cè)設(shè)備的測(cè)試反饋數(shù)據(jù)及保護(hù)裝置的MMS信息，根據(jù)測(cè)試反饋數(shù)據(jù)及MMS信息判斷二次回路待測(cè)設(shè)備的正確性。

本實(shí)施例中測(cè)試系統(tǒng)的檢修測(cè)試中心為一臺(tái)工控機(jī)，可通過無線路由器和中繼器控制一定距離內(nèi)的一臺(tái)或者多臺(tái)測(cè)試終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和命令的傳輸。在具體應(yīng)用時(shí)，檢修測(cè)試中心可布置在控制室或者保護(hù)小室的繼電保護(hù)裝置附近，可接入變電站MMS網(wǎng)絡(luò)和被測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)MMS信息交互，進(jìn)行測(cè)試結(jié)果判斷，或者直接與連接保護(hù)裝置的MMS端口，接收保護(hù)裝置的MMS信息。

本實(shí)施例中的測(cè)試終端的主要功能特點(diǎn)是：支持無線通信技術(shù)，可以和檢修測(cè)試中心通過WIFI、3G/4G等無線網(wǎng)絡(luò)建立通信，實(shí)現(xiàn)測(cè)試終端和檢修測(cè)試中心之間的測(cè)試命令和數(shù)據(jù)的傳輸。檢修測(cè)試中心和測(cè)試終端之間可以進(jìn)行“一對(duì)多”信息交互。測(cè)試終端可向二次設(shè)備提供模擬量、SV、GOOSE、開入開出等測(cè)試信號(hào)。在具體應(yīng)用時(shí)，測(cè)試終端分散布置于過程層設(shè)備附近，用來向合并單元提供模擬量信號(hào)或者FT3信號(hào)，采集智能終端設(shè)備的出口節(jié)點(diǎn)。

具體地，測(cè)試終端包括三個(gè)模塊：上位機(jī)通信模塊、測(cè)試控制模塊和報(bào)文處理模塊，三個(gè)模塊的組成見圖2。

其中，上位機(jī)通信模塊包括命令通道數(shù)據(jù)傳輸模塊、DSOE通道數(shù)據(jù)上送模塊、DSOE報(bào)文生成模塊、命令解析模塊及配置解析模塊。上位機(jī)通信模塊建立命令通道和DSOE通道兩個(gè)通道與檢修測(cè)試中心通信。上位機(jī)通信模塊在系統(tǒng)初始化完畢后，始終處于待命狀態(tài)，監(jiān)視檢修測(cè)試中心下達(dá)的命令，反饋給檢修測(cè)試中心DSOE。

命令通道數(shù)據(jù)傳輸模塊接收檢修測(cè)試中心的命令和參數(shù)，并向檢修測(cè)試中心反饋命令執(zhí)行信息，配置也按命令參數(shù)的形式傳遞。DSOE通道數(shù)據(jù)上送模塊監(jiān)視其它模塊提交的DSOE信息，檢測(cè)到DSOE信息后，調(diào)用DSOE報(bào)文生成模塊，形成DSOE報(bào)文上送給檢修測(cè)試中心。DSOE的時(shí)標(biāo)精確到毫秒。命令解析模塊把命令字符串解析成命令結(jié)構(gòu)體，此模塊由命令通道傳輸模塊在接收到一條命令時(shí)調(diào)用。配置解析模塊把配置解析成可以直接引用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，判斷數(shù)據(jù)合法性，進(jìn)行使用前的初始化操作。

測(cè)試控制模塊是測(cè)試系統(tǒng)的主體模塊，系統(tǒng)初始化完畢后，利用FPGA產(chǎn)生的中斷,周期觸發(fā)對(duì)命令的執(zhí)行、測(cè)試進(jìn)程的控制，完成測(cè)試數(shù)據(jù)輸出。測(cè)試控制模塊包括命令執(zhí)行模塊、測(cè)試進(jìn)程控制模塊及離散值計(jì)算模塊。

命令執(zhí)行模塊負(fù)責(zé)執(zhí)行檢修測(cè)試中心通信模塊提交的命令結(jié)構(gòu)體，并向檢修測(cè)試中心通信模塊提交命令執(zhí)行反饋信息。測(cè)試進(jìn)程控制模塊包括測(cè)試開始、測(cè)試結(jié)束、測(cè)試序列切換的處理。離散值計(jì)算模塊生成可以直接填報(bào)文的值。把模擬量波形離散化，波形類型有正弦波、諧波、遞變波形；并處理開出變位的報(bào)文值。如果輸出是非數(shù)字量，報(bào)文值指的是實(shí)際輸出值，比如DA、硬開出。

報(bào)文處理模塊用于GOOSE接收解析和發(fā)送、SV發(fā)送、DA數(shù)據(jù)發(fā)送、開出和硬開入檢測(cè)，包括GOOSE組幀發(fā)送模塊、SV組幀發(fā)送模塊、GOOSE解析模塊、硬開出發(fā)送模塊、硬開入變位檢測(cè)模塊及DA數(shù)據(jù)發(fā)送模塊。

1)SV組幀發(fā)送：組成符合9-2LE或者9-1格式的SV報(bào)文，形成可直接傳送給FPGA的數(shù)據(jù),并傳送給FPGA。

2)GOOSE組幀發(fā)送：組成GOOSE報(bào)文，形成可直接傳送給FPGA的數(shù)據(jù),并傳送給FPGA。GOOSE組幀發(fā)送以單獨(dú)任務(wù)執(zhí)行,任務(wù)優(yōu)先級(jí)低于測(cè)試控制模塊,以免影響到SV的發(fā)送時(shí)間間隔。在傳送GOOSE發(fā)送數(shù)據(jù)的前，要調(diào)高任務(wù)等級(jí)，避免被測(cè)試控制模塊打斷。

3)GOOSE解幀：從收到的GOOSE報(bào)文中提取變位信息，把變位的開入形成DSOE送給檢修測(cè)試中心通信模塊，并更新開入狀態(tài)表。

4)硬開出發(fā)送：檢測(cè)硬開出變位標(biāo)志，若標(biāo)志為真，生成可直接傳給FPGA的變位數(shù)據(jù)，并傳送給FPGA。

5)硬開入變位檢測(cè)：檢測(cè)是否有FPGA送來的變位信息，如有變位信息，形成DSOE送給檢修測(cè)試中心通信模塊，并更新開入狀態(tài)表。

6)DA數(shù)據(jù)發(fā)送：DA數(shù)據(jù)送給FPGA。

測(cè)試終端可帶有視頻監(jiān)控?cái)z像頭，用來采集現(xiàn)場(chǎng)的圖像和聲音，例如合并單元、智能終端設(shè)備面板指示燈和開關(guān)跳合閘時(shí)候發(fā)出的聲響等。視頻監(jiān)控的數(shù)據(jù)傳輸采用無線網(wǎng)絡(luò)傳輸或者有線網(wǎng)絡(luò)傳輸。

本實(shí)施例的測(cè)試系統(tǒng)還包括對(duì)時(shí)服務(wù)器和對(duì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)，用來向測(cè)試系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘，每臺(tái)測(cè)試終端設(shè)備可接入對(duì)時(shí)服務(wù)器的時(shí)鐘同步信號(hào)，被測(cè)設(shè)備也可接入對(duì)時(shí)服務(wù)器的時(shí)鐘同步信號(hào)，保證測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備的時(shí)鐘同步。在此基礎(chǔ)上，檢修測(cè)試中心向各測(cè)試終端發(fā)送測(cè)試命令中包含出發(fā)時(shí)間信息，測(cè)試終端設(shè)備在設(shè)定的時(shí)間同步觸發(fā)輸出，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)測(cè)試終端的同步輸出控制。

本實(shí)施例的待測(cè)設(shè)備包括智能變電站的合并單元、智能終端、數(shù)字化保護(hù)裝置、二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)等。

本發(fā)明的智能變電站中二次回路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法實(shí)施例

本發(fā)明的測(cè)試方法包括如下步驟：

1)在檢修測(cè)試中心配置各個(gè)測(cè)試終端的測(cè)試數(shù)據(jù)，并發(fā)送給各個(gè)測(cè)試終端；

2)各個(gè)測(cè)試終端在設(shè)定時(shí)間同時(shí)觸發(fā)輸出，向二次回路待測(cè)設(shè)備發(fā)送模擬量或數(shù)字量信號(hào)，實(shí)時(shí)采集測(cè)試過程中二次回路待測(cè)設(shè)備的動(dòng)作信息，并將動(dòng)作信息反饋至檢修測(cè)試中心；

3)檢修測(cè)試中心分析接收到的動(dòng)作信息，判斷二次回路各設(shè)備動(dòng)作的正確性。

下面對(duì)上述步驟作進(jìn)一步詳細(xì)闡述：

在進(jìn)行測(cè)試前，先部署系統(tǒng)中的多個(gè)測(cè)試終端設(shè)備，將測(cè)試終端放置到過程層設(shè)備附近，并完成和過程層設(shè)備的試驗(yàn)接線，測(cè)試終端通電。然后，搭建測(cè)試網(wǎng)絡(luò)：部署無線路由器及中繼器，調(diào)試檢修測(cè)試中心和各個(gè)測(cè)試終端的無線通信模塊，保證通信可靠。

在上述準(zhǔn)備工作完成后，開始測(cè)試：在檢修測(cè)試中心配置各臺(tái)測(cè)試終端的測(cè)試數(shù)據(jù)，并將測(cè)試配置分發(fā)至每臺(tái)測(cè)試終端；在檢修測(cè)試中心發(fā)送啟動(dòng)測(cè)試命令，各臺(tái)測(cè)試終端接收命令后，按照啟動(dòng)命令中包含的絕對(duì)時(shí)標(biāo)，同步觸發(fā)輸出，并按命令完整發(fā)送本次測(cè)試數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)采集測(cè)試過程中開入開出變化；測(cè)試終端停止輸出后，將本次測(cè)試反饋數(shù)據(jù)發(fā)送至檢修測(cè)試中心；檢修測(cè)試中心收到各個(gè)測(cè)試終端的測(cè)試反饋數(shù)據(jù)后，生成測(cè)試報(bào)告，報(bào)告內(nèi)容包括文字圖片形式展示的保護(hù)裝置采樣值、GOOSE跳閘信號(hào)的時(shí)刻、智能終端的出口節(jié)點(diǎn)動(dòng)作時(shí)刻、MMS信息中的變位時(shí)刻等信息，并可根據(jù)系統(tǒng)性能要求判斷二次回路各設(shè)備動(dòng)作正確性。

本發(fā)明的測(cè)試系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)測(cè)試人員在變電站的控制室，向分散布置于開關(guān)廠的合并單元加量，從保護(hù)裝置端查看保護(hù)響應(yīng)是否正確，分析MMS報(bào)文監(jiān)測(cè)裝置上送站控層信息的正確性，構(gòu)成閉環(huán)測(cè)試，實(shí)現(xiàn)智能變電站二次回路的完整測(cè)試。