我國數(shù)字化繼電保護(hù)測試儀現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

摘要：數(shù)字化保護(hù)裝置與傳統(tǒng)保護(hù)裝置相比，在輸入、輸出信號的傳輸方式和傳輸介質(zhì)等方面均發(fā)生了根本變化，本文結(jié)合數(shù)字化繼電保護(hù)測試儀的測試及工程應(yīng)用，介紹了數(shù)字化繼電保護(hù)測試儀的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢。

數(shù)字化變電站三個(gè)主要的特征就是“一次設(shè)備智能化，二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)”，即數(shù)字化變電站內(nèi)的信息全部做到數(shù)字化，信息傳遞實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，通信模型達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化，使各種設(shè)備和功能共享統(tǒng)一的信息平臺。這使得數(shù)字化變電站在系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟(jì)性、維護(hù)簡便性方面均比常規(guī)變電站有大幅度提升。是未來電力系統(tǒng)的發(fā)展方向。

數(shù)字化保護(hù)裝置與傳統(tǒng)保護(hù)裝置相比，與外部的接口發(fā)生了巨大變化，保護(hù)裝置的A/D變換、隔離器件均作為智能一次設(shè)備的一部分，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化保護(hù)裝置的所謂“近過程化”，這種數(shù)字化保護(hù)裝置與過程層的連接介質(zhì)全由光纖取代，電壓電流通過采樣值SV傳輸。

隨著數(shù)字化變電站在我國電力系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用，采用SV采樣值報(bào)文傳輸電壓/電流信號、GOOSE傳輸開關(guān)量信號的數(shù)字化保護(hù)裝置已經(jīng)研發(fā)出來，需要研究新的測試儀和測試環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對數(shù)字化保護(hù)裝置及數(shù)字化變電站的測試。

數(shù)字化繼電保護(hù)測試儀的特點(diǎn)

結(jié)合數(shù)字化保護(hù)裝置及數(shù)字化變電站的測試應(yīng)用，數(shù)字化測試儀與傳統(tǒng)測試儀相比具有如下特點(diǎn)：

輸入輸出變化。數(shù)字化測試儀輸出SV采樣值和GOOSE報(bào)文，輸入接收為GOOSE報(bào)文，傳統(tǒng)測試儀輸出為模擬量和開關(guān)量。

連接介質(zhì)變化。數(shù)字化測試儀與被測設(shè)備連接介質(zhì)為光纖，通過光纖以太網(wǎng)與被測設(shè)備交互數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)測試儀與被測設(shè)備的連接介質(zhì)為硬接線。

硬件實(shí)現(xiàn)更加簡單。隨著輸入輸出和連接介質(zhì)的變化，數(shù)字化測試儀的硬件實(shí)現(xiàn)也發(fā)生了根本變化，輸出SV的值可完全由軟件計(jì)算得到，不再需要D/A回路、功率放大器的支持，開入開出回路也簡化甚至取消。

軟件實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜。數(shù)字化測試儀很多以前由硬件實(shí)現(xiàn)的功能現(xiàn)在均可有軟件實(shí)現(xiàn)，軟件處理的復(fù)雜性增大。

可靠性的提高。數(shù)字化測試儀與傳統(tǒng)測試儀相比，硬件數(shù)量有了大幅度的下降，降低了硬件出錯(cuò)的概率。

成本的減少。由于硬件實(shí)現(xiàn)發(fā)生了根本變化，測試儀的成本有了大幅度下降的空間。軟件開發(fā)的成本雖然會上升，但軟件的可重復(fù)拷貝性也降低了軟件的成本，并且隨著測試儀可靠性的提高，維護(hù)成本也會相應(yīng)下降。

數(shù)字化繼電保護(hù)測試儀現(xiàn)狀

國內(nèi)數(shù)字化測試儀的推出也有將近2年時(shí)間，數(shù)字化測試儀在功能、性能方面也在不斷完善和提高，下面結(jié)合目前國內(nèi)外常見的數(shù)字化測試儀，就數(shù)字化測試儀的現(xiàn)狀做一個(gè)簡單的分析：

數(shù)字化測試儀在目前數(shù)字化變電站測試中發(fā)揮了重要作用。以鄭州吳河工程為例，利用數(shù)字化測試儀所進(jìn)行的測試項(xiàng)目有：

輸出格式不斷完善。數(shù)字化測試儀輸出的SV格式最初為61850-9-1，目前基本能同時(shí)支持9-1和9-2LE格式的選擇。輸出的GOOSE格式最初為DA個(gè)數(shù)，目前基本能同時(shí)支持DA和DO格式。

功能還不完善。數(shù)字化測試儀作為一種繼電保護(hù)測試儀，需要能夠滿足繼電保護(hù)功能測試的需要，但目前各個(gè)廠家實(shí)現(xiàn)的功能均還不完善，如狀態(tài)序列菜單、整組菜單、遞變菜單等常用菜單等都還有功能缺失。

配置功能還有待完善，目前數(shù)字化測試儀的配置功能，從方便性、功能完備性上都還有很大的提升空間。

規(guī)約一致性得到了很大提升。目前國內(nèi)各繼電保護(hù)生產(chǎn)廠家開發(fā)的數(shù)字化保護(hù)裝置，在符合61850規(guī)約上均還有待完善的地方，SV、GOOSE實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)還有不一致的地方，數(shù)字化測試儀需要支持各個(gè)廠家SV和GOOSE，需要在兼容性上不斷改進(jìn)。隨著幾大繼電保護(hù)生產(chǎn)廠家的一致性測試和聯(lián)調(diào)，規(guī)約一致性得到了很大提升，目前數(shù)字化測試儀基本能夠兼容各個(gè)廠家的保護(hù)裝置測試。

軟件可靠性還需要提高。SV采樣值報(bào)文采用光纖以太網(wǎng)傳輸，以每周波采樣點(diǎn)數(shù)80點(diǎn)為例，每秒發(fā)送數(shù)據(jù)包速率達(dá)到4000包/秒，對軟件和硬件處理性能有了相應(yīng)的要求，目前還有部分?jǐn)?shù)字化測試儀出現(xiàn)發(fā)送SV丟點(diǎn)的情況。

間隔層數(shù)字化保護(hù)裝置的邏輯、定值、動(dòng)作時(shí)間測試。

間隔層數(shù)字化電表、低電平信號輸入電表等的精度測試。

過程層設(shè)備的SV功能、GOOSE功能、動(dòng)作時(shí)間測試。

過程層就地化保護(hù)的邏輯、定值、動(dòng)作時(shí)間測試。

站控層SOE、開入雪崩等項(xiàng)目的測試。

通過實(shí)際應(yīng)用，數(shù)字化測試儀對數(shù)字化保護(hù)裝置、部分過程層設(shè)備、站控層測試項(xiàng)目均可進(jìn)行測試，基本能完成數(shù)字化變電站70%~80%的測試項(xiàng)目。

數(shù)字化繼電保護(hù)測試儀發(fā)展趨勢

數(shù)字化繼電保護(hù)測試儀經(jīng)過近2年的應(yīng)用發(fā)展，目前已基本可用于數(shù)字化保護(hù)裝置的測試，但目前不同的數(shù)字化測試儀均還存在部分缺陷，還有很大的提升空間。通過對數(shù)字化測試的特點(diǎn)、現(xiàn)狀進(jìn)行分析，預(yù)測出數(shù)字化繼電保護(hù)測試儀的發(fā)展趨勢如下：

結(jié)語

隨著IEC61850標(biāo)準(zhǔn)在我國電力系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用，目前國內(nèi)各繼電保護(hù)廠家基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化裝置已基本開發(fā)出來，配套的數(shù)字化繼電保護(hù)測試儀也在緊密鑼鼓開發(fā)、完善中。本文介紹了數(shù)字化繼電保護(hù)測試儀的特點(diǎn)，通過分析數(shù)字化繼電保護(hù)測試儀和目前數(shù)字化變電站的現(xiàn)狀，提出了數(shù)字化測試儀的發(fā)展趨勢，期望對數(shù)字化測試儀的研發(fā)和完善提供一些參考。