0 引言

 我國電網建設規模不斷擴增，其運行復雜程度隨之越來越高，作為我國電網核心環節的智能變電站，對維持電網安全運行起著關鍵作用。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，極易出現測試錯誤等狀況，同時測試結束后還需花費很長時間來填寫測試結果報告，不僅為繼電保護測試人員帶來較大的負擔，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備數量巨大，如果使用傳統的人工測試、運檢方法來管理二次設備，容易出現缺失、遺漏等現象，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設計

 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，同時戶外作業環境也為測試人員帶來很多不便之處。在現場工作人員進行保護測試過程中，需要根據不同的測試項目隨時調整試驗接線并更換功能測試模板，過程極其煩瑣，而且易出現失誤，為智能變電站的運行效率帶來極大負擔。因此，本文為提升智能變電站二次檢修效率，設計一個具備無線通信方式和自動測試功能的平臺，該平臺架構如圖1所示。

 為了提高二次設備的運維管理水平，本文在該平臺中開發了一個數據共享互通的智能運檢平臺，主要用于收集二次設備的基本臺賬信息和狀態信息，進而在運維大數據分析的基礎上制定合理的狀態檢修策略。本文所設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，裝置會做出相應的保護動作，并將數據傳輸至平臺測試端，進一步生成測試報告。平臺中開發了通信轉換模塊，可以將被測繼電保護裝置的站控層光纖信號轉換為Wi-Fi信號，將IEC61850協議轉換為更輕量的IEC104協議，從而實現數據的發送和接收，通過測試系統與被測裝置光口上發送接收模塊的配置，以及同步調制模塊中數據同步功能的實現，取代常規智能站數字化測試儀光纖傳輸的方式，可實現二次校驗中開入開出數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

 果以及評估測試結果這五個重要步驟，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文件均采用了數據庫技術進行存儲與調用。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構定義符構成：（1）單元定義：<ProtectionRelayBegin><ProtectionRelayEnd>內的全部內容。（2）通用參數定義：<CommonParameterBegin>至<CommonParameterEnd>內的通用參數項，可以空。（3）整定值定義<SettingBegin>至<SettingEnd>內的整定值，可以空。（4）開關量定義：<BinaryBegin>至<BinaryEnd>內的開入和開出量，可以空。（5）文本輸入項定義：<TextInputBeginBegin>至<TextInputBeginEnd>內的項目檢查結果，可以空。（6）特性曲線定義：<CharacterBegin>至<CharacterEnd>內的特性曲線，可省略。（7）報告參數定義：<ReportBegin>至<ReportEnd>內的需要傳到報告中的參數，可以空。當本文設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構定義符，生成結果報告，存儲到測試報告數據庫中，以便二次設備檢修人員隨時調取查看。

2.2 二次設備風險評價功能

 平臺智能運檢模塊的二次設備風險評價功能，是在移動終端采集的數據基礎上實現的，包括二次設備的基礎信息、各類故障等。本文在采集的數據以及平臺測試結果信息的基礎上，引入模糊綜合評價法，對變電站二次設備的風險進行評估，進而制定出相應的運維檢修方案，保障二次設備運行安全。首先需要確定二次設備風險評價指標，本文在遵循**性、代表性原則基礎上，將評價指標體系劃分為三個大類：正向指標B1i、負向指標B2i以及區間指標B3i，如圖3所示。然后根據主客觀綜合賦權模型，為每個指標賦予相應的權重值本文在評價二次設備風險時，引入權重值，可以提升評價結果的客觀性。

3 應用分析

 為了驗證研發平臺是否可靠，于某變電站內搭建一個完整閉環的實驗環境，將本文設計的繼電保護自動測試與智能運檢平臺應用于該實驗環境中，根據實驗結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，具體實驗內容如下所示：（1）差動保護測試：在保護裝置電量采樣基礎上，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。按照上述內容，分別使用本文設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，達到了預期提升智能變電站二次設備檢修效率的目的。

4 結語

 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、定值、事件、錄波等信息，生成測試用例并存檔管理；協調測試儀的自動測試功能模塊，實現自動測試功能實施；調取試驗動作的報告和故障錄波文件，分析試驗過程、給出試驗參考結論、自動生成測試報告。同時，開發一個與智能測試平臺數據共享互通的智能運檢平臺，通過運維大數據分析提供二次設備狀態檢修策略，具有較好的推廣應用前景。