智能變電站二次設備系統級調試方法分析

趙慶磊 姚原

摘要：隨著社會經濟的發展，用電量的增多，對我國的變電站提出了更高的要求，相比于傳統的變電站之間獨立信息不通的情況，智能變電站明顯改變了這一情況，將各種設備融為一個整體，設備間的聯系更加緊密，信息交流更加順暢，實現了在站內信息的數字化、通信平臺的網絡化、信息共享的標準化，智能變電站主要完成二次系統信息的采集、測量、控制、保護以及計量等功能。二次設備系統作為智能電網的重要環節，二次設備系統調試方法直接影響到智能變電站的正常運行，所以采用合適的調試方法可以縮短電網建設周期，降低建設成本，達到經濟效益和環境效益的統一。

關鍵詞：智能變電站;二次設備;系統調試方法

1智能變電站二次設備系統結構分析

智能變電站二次設備系統主要分為過程層、站控層、間隔層。過程層由一次設備及其智能終端、合并單元以及在線監測裝置構成，主要負責變電站的電力分配、變換、計量、測量、控制和保護等功能;間隔層由繼電保護裝置、測量控制裝置、故障錄播等二次設備構成，主要負責過程層和站控層的網絡通信，確保整個系統的網絡通信安全、穩定，并具有閉鎖功能，一旦電力系統出現故障，可以對一次設備進行保護，防止一次設備帶病運行，提高一次設備運行穩定性和安全性;站控層由電力自動化系統、通信系統、站域控制系統以及對時子系統構成，主要負責全站或者一次設備的測量和控制，并自動對一次設備數據采集和監控、操作閉鎖以及數據相量、電量數據信息的采集。二次系統昀主要的特點就是高度的集成化，所有設備作為一個整體，信息在其中相互傳遞并進行處理，效率非常高。在保護方面二次系統是與變電站的控制中心通過無縫技術連接的，昀大程度上保證了變電站的安全。另外一個特點就是自動化程度高，能實現智能的目的。

2智能變電站二次設備系統調試內容

第一，智能變電站二次設備系統運行過程中，需要對測量控制裝置、繼電保護裝置、合并單元進行檢查，還要根據合并器與跨間隔保護進行同步檢查設備系統運行工況。在調試的時候，還要重點檢查電壓合并器的切換效率和并列功能。第二，二次設備系統開關量聯調檢查。在測試開關量聯調時，主要檢查二次設備系統的響應速度、延時情況以及智能終端顯示值是否正常顯示;智能終端設備和間隔層互相測量控制裝置和保護裝置的功能是否正常，兩者之間是否可以實現網絡通信和設備閉鎖功能。第三，檢查監控系統與間隔層設備的聯調試驗，兩者是否可以實現通信正常。第四，二次設備遠動通信系統是否正常，發送報文信息是否符合電力系統運行要求，二次設備系統具備遙信量、遙測量以及報文信息相互連通，并清晰顯示出來。

3智能變電站二次設備系統調試方法分析

3.1一致性測試

一致性測試主要是檢驗智能電力監測通信接口是否與智能變電站通信標準一致，否則影響到整個二次設備系統的網絡通信功能。一致性監測主要通過通信鏈路上的數據流和訪問組織、幀格式、時鐘同步、定時、電平以及位順序等有關標準是否一致，一致性測試是互操測試的前提和基礎，可以提高各個站層網絡通信協議之間的互操性的概率。一次性測試主要采取黑盒測試，檢測網絡系統軟件的每一個功能是否能夠正常使用。在測試過程中，將程序看成不能打開的黑盒子，在不考慮程序內部結構和特性的前提下，連接網絡程序接口進行測試，檢查二次設備系統程序功能是否按照變電站系統設計需求以及說明書規定的方式正常打開。通過黑盒測試，可以及時發現系統功能是否正常，設計內容、界面措施、輸入和輸出措施、數據訪問錯誤等錯誤內容，而且這個過程不需要人工去完成檢測，中需要運行程序直到程序崩潰，找到程序崩潰的原因就可以了。但是黑盒測試結果取決于測試用例的設計，而測試用例的設計主要來源于程序員的經驗，沒有狀態轉換的概念，大部分成功的測試用例主要針對PDU，無法根據被測試程序進行狀態轉換，所以確定程序崩潰的原因比較麻煩。

3.2全場景測試法

全場景測試法是將智能變電站二次系統作為一個整體，對整個智能變電站的二次設備系統的通信網絡、合并單元、繼電保護裝置、智能控制柜等內容進行測試。在檢驗智能變電站二次設備系統各項性能的時候，需要確保各個接線的完整性和輸入信息的完整性。其具體操作方法如下：將開關模擬器、采集模擬器、測量模擬器等設備，模擬開關設備模擬智能操作箱的開關命令，模擬變電站開關系統以后將其發送到無線控制主機，無線控制主機則通過采集模擬器和開關模擬器的時間校正完成系統測試和時鐘同步對時。通過計算機仿真軟件，模擬變電站的運行狀態，并將仿真結果輸出顯示達到控制整個變電站調試過程，然后通過開關模擬器的發布開合操作命令。昀后將仿真模擬結果發送到采集模擬器，然后通過光纖通信系統將結果輸出各個合并單元，根據合并單元的數據，判斷二次設備系統存在的問題。

3.3集成測試

智能變電站的二次設備系統為了完成對整個智能變電站的統一調度和控制，將各個子系統集成到一起，從而實現統一的控制管理。集成測試也稱之為組裝測試或者聯合測試，指在單元測試的基礎上，將所有的模塊按照設計要求組裝成子系統或者系統進行集成測試。一些模塊可以獨立完成工作的，但是連接系統以后，無法正常運行，從而可以發現模塊存在的問題，確保整個二次設備系統有效運行。集成測試必須按照《軟件概要設計規則說明》進行，集成測試可以確保二次系統各個單元組合在一起后可以按照既定設計的意圖進行運行，確保增量行為的正確性，測試內容包括單元間接口、集成后的功能實現。

3.4網絡通信的測試

在智能變電站的二次設備的檢測中，由于網絡是傳遞信息的載體，所以也有必要對網絡通信情況進行考察。在這方面主要對網絡的延時情況、網絡的通信接口和通信功能進行檢測，前兩項對于傳遞信息的可靠性和實時性有著巨大的影響，第三項的通信功能的測試主要通過中斷網絡連接和通信來執行，觀察設備是否會出現網絡中斷等信息。在進行的設備檢測中要有兩點需要特別注意，即采樣的同步性測試和裝置的時鐘的準確度校驗，這兩項對與精度和準確度來說都有很高的要求，而這兩項的精度對于變電站起到的保護作用也是很大的。對于前者來說，主要通過對電流和電壓進行采用同步性測試;對于后者來說，由信號源提供時鐘信號，由采集裝置進行信號的采集來與標準的時鐘進行對比。

4結語

智能變電站二次設備系統是實現智能變電站各個系統單元通信安全性和穩定性的關鍵。因此，必須做好智能變電站二次設備系統調試工作，根據系統的情況，采用合適的測試方法，只有這樣才能對智能變電站的可靠性、實時性、有效性等進行正確的評估。

參考文獻

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作者簡介：趙慶磊（1988.11）;男;天津;漢;本科;中級工程師;研究方向：變電檢修、試驗。

姚原（1990.03）;男;安徽;漢;本科;中級工程師;研究方向：變電檢修、試驗。