一種基于iec61850的數(shù)字化保護全自動測試裝置及其測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及繼電保護測試領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 智能變電站是新一代變電站的技術(shù)發(fā)展趨勢，繼電保護作為自動化系統(tǒng)的重要部 分，受電子式互感器、計算機網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和IEC61850通訊標準的影響，也上升為數(shù)字化 保護。對繼電保護的測試工作也要相應(yīng)的跟上數(shù)字化的步伐。目前，智能變電站調(diào)試工作 量大、工程周期長、重復性工作多，而且要求調(diào)試人員對智能變電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、測試方法 等非常熟悉，由于大量調(diào)試工作是人工手動完成，從而經(jīng)常出現(xiàn)錯檢、漏檢、重復性工作。
[0003] 長期以來，繼電保護的測試工作希望盡可能減少人工干預，甚至是做到測試過程 不需人員的監(jiān)視和操作，也能高效有序且全面的測試，即全自動化的繼保測試。要實現(xiàn)這 點，就需要測試儀與被測設(shè)備之間具有數(shù)據(jù)通信能力，測試儀能獲得設(shè)備的基本信息和定 值，能在測試過程對設(shè)備進行投退保護、切換定值組等操作。數(shù)字式繼電保護裝置采用統(tǒng)一 信息模型，按照統(tǒng)一的通信標準接入變電站通訊網(wǎng)絡(luò)，擁有很好的互操作能力和全自動測 試的潛力。
[0004] 繼電保護的全自動測試，是指測試系統(tǒng)連接設(shè)備后，不需要人工操作，就能夠自動 識別被測設(shè)備的基本信息，根據(jù)設(shè)備的一系列定值參數(shù)自動生成測試計劃、任務(wù)，計算出試 驗數(shù)據(jù)，有序的發(fā)送測試信號，然后捕獲動作情況，分析保護性能，完成所有試驗任務(wù)后，測 試系統(tǒng)根據(jù)所有的試驗數(shù)據(jù)和測試結(jié)果，進行分析，生成一份完整的測試報告。
[0005] 要實現(xiàn)全自動化測試，很重要的一點就是要求測試系統(tǒng)和被測設(shè)備之間，具有數(shù) 據(jù)通訊能力，測試系統(tǒng)能從保護裝置獲取必要數(shù)據(jù)，還能對設(shè)備進行切換保護操作。早期的 繼電器保護沒有數(shù)據(jù)通訊能力，所有的保護參數(shù)都必須通過手工輸入到測試裝置，根據(jù)儀 表的顯示，人工分析測試結(jié)果和整理報告，不可能有什么自動測試。而微機保護具備了數(shù)據(jù) 通訊能力，可將設(shè)備本身的參數(shù)、狀態(tài)傳送給測試儀。但舊的繼保通訊規(guī)約傳輸?shù)膬?nèi)容單 一，存在不合理、數(shù)據(jù)的自描述能力低等問題，再加上各廠家制定的私有通訊連接，使設(shè)備 之間的通訊兼容性差。所以要針對各個廠家生產(chǎn)的繼電保護進行自動測試，會遇到諸多困 難：
[0006] (1)通用性差，自動化測試只能針對某廠家某型號的產(chǎn)品；
[0007] (2)自動化程度低，大量試驗參數(shù)還需要測試人員手工配置、輸入，不能做到真正 的自動測試；
[0008] (3)傳統(tǒng)微機型保護的保護方式投運必須要有硬壓板接線，對應(yīng)在測試過程要更 改保護方式，就要調(diào)整面臨開入插件的接線，在現(xiàn)有的條件下，人工操作是不可避免的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明提出了一種基于IEC61850的數(shù)字化保護全自動測試裝置及其測試方法， 目的在于能夠?qū)崿F(xiàn)全自動繼電保護測試。
[0010] -種基于IEC61850的數(shù)字化保護全自動測試裝置包括數(shù)字式保護裝置、上位機 和下位機，所述下位機與被測設(shè)備的過程層進行連接，數(shù)字式保護裝置、下位機和上位機之 間彼此實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，上位機通過以太網(wǎng)接口與站控總線接口連接。
[0011] -種基于IEC61850的數(shù)字化保護全自動測試方法，它是基于以下裝置實現(xiàn)的，所 述裝置包括數(shù)字式保護裝置、上位機和下位機，所述下位機與被測設(shè)備的過程層進行連接， 數(shù)字式保護裝置、下位機和上位機之間彼此實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，上位機通過以太網(wǎng)接口與站控 總線接口連接，所述測試方法是通過以下步驟實現(xiàn)的：
[0012] 步驟一、上位機請求獲得數(shù)字式保護裝置的信息模型，并讀取關(guān)于保護的基本信 息；
[0013] 步驟二、數(shù)字式保護裝置返回數(shù)據(jù)，上位機對其數(shù)據(jù)進行分析，調(diào)用對應(yīng)的測試模 塊，指定測試計劃，根據(jù)參數(shù)進行暫態(tài)計算，獲得試驗數(shù)據(jù)，并完成SV (Sampled Value，即采 樣值）、G00SE (Generic Ob ject-Oriented Substation Event，是一種面向通用對象的變電 站事件）通信APDU(Application Protocol Data Unit，應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元）的構(gòu)建和編 碼；
[0014] 步驟三、上位機將SV、G00SE報文發(fā)送至下位機，下位機準備進行測試；
[0015] 步驟四、開始測試后，下位機將被測設(shè)備的運行和動作情況通過SV報文和G00SE 報文的方式發(fā)送給上位機；
[0016] 步驟五、上位機接收并解析下位機發(fā)送的G00SE報文；
[0017] 步驟六、當檢測到繼保裝置發(fā)出動作命令后，下位機進行后期處理計算，并將測試 結(jié)果上傳至上位機中；
[0018] 步驟七、將上位機與被測設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，數(shù)字式保護裝置將繼保裝置發(fā)出動 作命令后的動作情況上傳至上位機，上位機將數(shù)字式保護裝置和下位機分別發(fā)送的報告進 行比對，并將對比結(jié)果記錄到測試報告中；
[0019] 步驟八、當對比結(jié)果確認無誤后，上位機對數(shù)字式保護裝置進行復位操作、切換定 值或更改保護方式的指令；
[0020] 步驟九、被測設(shè)備反饋操作成功的指令信息；
[0021] 步驟十、上位機通知下位機準備進行下一組測試。
[0022] 有益效果：本發(fā)明所述的測試裝置是基于IEC61850通訊標準站控層 MMS(Manufacturing Message Specification，即制造報文規(guī)范）標準的發(fā)布，提出的基于 MMS的智能變電站鉆自動閉環(huán)測試裝置，該裝置整合站控層和過程層按照調(diào)試大綱自動識 別保護類型，自動生成試調(diào)方案，自動組合生成最佳測試項目和測試模板，自動生成故障報 告和動作報告，保證測試完整性，大大提高工作效率，減少二測設(shè)備停電檢修時間。
【附圖說明】
[0023] 圖1為【具體實施方式】一所述的一種基于IEC61850的數(shù)字化保護全自動測試裝置 的原理圖；
[0024] 圖2為傳統(tǒng)微機型繼保裝置的保護投入條件；
[0025] 圖3為本實施方式所述的數(shù)字式保護裝置的保護投入條件。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0026] 一、一種基于IEC61850的數(shù)字化保護全自動測試裝置，其特征在 于，它包括數(shù)字式保護裝置、上位機和下位機，所述下位機與被測設(shè)備的過程層進行連接， 數(shù)字式保護裝置、下位機和上位機之間彼此實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，上位機通過以太網(wǎng)接口與站控 總線接口連接。
[0027] 本實施方式所述的測試裝置是基于IEC61850通訊標準站控層麗S標準的發(fā)布， 提出的基于MMS的智能變電站鉆自動閉環(huán)測試裝置，該裝置整合站控層和過程層按照調(diào)試 大綱自動識別保護類型，自動生成試調(diào)方案，自動組合生成最佳測試項目和測試模板，自動 生成故障報告和動作報告，保證測試完整性，大大提高工作效率，減少二測設(shè)備停電檢修時 間。
[0028] IEC61850使繼保設(shè)備的內(nèi)部數(shù)據(jù)具有極強的自描述特性，信息模型是按統(tǒng)一的方 法、數(shù)據(jù)類建立起來的，IEC61850也對信息的訪問方式做了統(tǒng)一規(guī)范，真正實現(xiàn)了設(shè)備間的 互操作。同時新型的數(shù)字式保護裝置取消了物理硬壓板，省去了操作時開入開出插件的接 線，如圖2和圖3所示。測試系統(tǒng)可以按照標準規(guī)定的客戶機/服務(wù)器通訊模式與繼電保 護裝置建立連接，獲取其內(nèi)部信息，對設(shè)備進行遙控操作，不需人工操作。
[0029] 要做到真正的繼保測試全自動化，必須依賴設(shè)備間數(shù)據(jù)通訊。傳統(tǒng)繼保在這方面 存在各樣的不足和瓶頸。而IEC61850通訊標準的實