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

背景技術(shù)：

根據(jù)《國家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)計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，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及以上電壓等級的變電站，二次設(shè)備按照相對集中、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及以下電壓等級的變電站，當(dāng)一次設(shè)備采用戶外配電裝置時，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地；當(dāng)一次設(shè)備采用戶內(nèi)配電裝置時候，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地。從工程實際情況分析，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)場通常有幾十米至數(shù)百米的距離，這為二次回路測試帶來很大的困擾。

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

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種智能變電站中二次回路現(xiàn)場測試系統(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)場測試系統(tǒng)包括檢修測試中心和至少一臺與檢修測試中心通信連接的測試終端；所述測試終端緊鄰二次回路待測設(shè)備，用于向二次回路待測設(shè)備發(fā)送模擬量或數(shù)字量信號，并采集二次回路待測設(shè)備出口節(jié)點信息；所述檢修測試中心用于配置各個測試終端的測試數(shù)據(jù)，并發(fā)送給各個測試終端，接收二次回路待測設(shè)備的測試反饋數(shù)據(jù)及保護(hù)裝置的MMS(Manufacturing Message Specification，制造報文規(guī)范，簡稱MMS)信息，根據(jù)測試反饋數(shù)據(jù)及MMS信息判斷二次回路待測設(shè)備的正確性。

所述測試終端包括上位機(jī)通信模塊、測試控制模塊及報文處理模塊，所述上位機(jī)通信模塊用于與檢修測試中心通信，監(jiān)視檢修測試中心下達(dá)的命令和參數(shù)，并向檢修測試中心反饋命令執(zhí)行信息；所述測試控制模塊用于觸發(fā)對命令的執(zhí)行、測試進(jìn)程的控制，完成測試數(shù)據(jù)的輸出；所述報文處理模塊用于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。

所述測試終端包括攝像頭，用于采集過程層設(shè)備的圖像和聲音。

該系統(tǒng)還包括對時服務(wù)器，用于向測試終端及過程層設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)時鐘，實現(xiàn)測試終端的同步輸出控制。

所述檢修測試中心緊鄰保護(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。

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

所述二次回路被測設(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)場測試方法包括：

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

2)各個測試終端在設(shè)定時間同時觸發(fā)輸出，向二次回路待測設(shè)備發(fā)送模擬量或數(shù)字量信號，實時采集測試過程中二次回路待測設(shè)備的動作信息，并將動作信息反饋至檢修測試中心；

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

步驟2)中，檢修測試中心向測試終端發(fā)送啟動測試命令，各臺測試終端接收命令后，按照啟動命令中包含的絕對時標(biāo)，同步觸發(fā)輸出。

所述測試數(shù)據(jù)包括保護(hù)裝置采樣值、GOOSE跳閘信號的時刻、智能終端的出口節(jié)點動作時刻及MMS信息中的變位時刻。

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試用的測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括檢修測試中心和測試終端，通過檢修測試中心設(shè)置待測數(shù)據(jù)，并發(fā)送給測試終端，測試終端發(fā)送測試數(shù)據(jù)給待測設(shè)備，并采集待測設(shè)備的反饋信息，將反饋信息發(fā)送至檢修測試中心，由檢修測試中心判斷二次回路動作的正確性。本發(fā)明的測試系統(tǒng)可實現(xiàn)測試人員在變電站的控制室，向分散布置于開關(guān)廠的待測設(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報文監(jiān)測裝置上送站控層信息的正確性，構(gòu)成閉環(huán)測試，實現(xiàn)智能變電站二次回路的完整測試。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法提高了測試效率，降低了測試成本。

附圖說明

圖1是智能變電站二次回路現(xiàn)場測試系統(tǒng)示意圖；

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

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

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(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)場測試系統(tǒng)實施例

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

本實施例中測試系統(tǒng)的檢修測試中心為一臺工控機(jī)，可通過無線路由器和中繼器控制一定距離內(nèi)的一臺或者多臺測試終端設(shè)備，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和命令的傳輸。在具體應(yīng)用時，檢修測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)和被測裝置實現(xiàn)MMS信息交互，進(jìn)行測試結(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。

本實施例中的測試終端的主要功能特點是：支持無線通信技術(shù)，可以和檢修測試中心通過WIFI、3G/4G等無線網(wǎng)絡(luò)建立通信，實現(xiàn)測試終端和檢修測試中心之間的測試命令和數(shù)據(jù)的傳輸。檢修測試中心和測試終端之間可以進(jìn)行“一對多”信息交互。測試終端可向二次設(shè)備提供模擬量、SV、GOOSE、開入開出等測試信號。在具體應(yīng)用時，測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或者FT3信號，采集智能終端設(shè)備的出口節(jié)點。

具體地，測試終端包括三個模塊：上位機(jī)通信模塊、測試控制模塊和報文處理模塊，三個模塊的組成見圖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通道兩個通道與檢修測試中心通信。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)視檢修測試中心下達(dá)的命令，反饋給檢修測試中心DSOE。

命令通道數(shù)據(jù)傳輸模塊接收檢修測試中心的命令和參數(shù)，并向檢修測試中心反饋命令執(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，檢測到DSOE信息后，調(diào)用DSOE報文生成模塊，形成DSOE報文上送給檢修測試中心。DSOE的時標(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。

測試控制模塊是測試系統(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)對命令的執(zhí)行、測試進(jìn)程的控制，完成測試數(shù)據(jù)輸出。測試控制模塊包括命令執(zhí)行模塊、測試進(jìn)程控制模塊及離散值計算模塊。

命令執(zhí)行模塊負(fù)責(zé)執(zhí)行檢修測試中心通信模塊提交的命令結(jié)構(gòu)體，并向檢修測試中心通信模塊提交命令執(zhí)行反饋信息。測試進(jìn)程控制模塊包括測試開始、測試結(jié)束、測試序列切換的處理。離散值計算模塊生成可以直接填報文的值。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文值。如果輸出是非數(shù)字量，報文值指的是實際輸出值，比如DA、硬開出。

報文處理模塊用于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，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)送以單獨任務(wù)執(zhí)行,任務(wù)優(yōu)先級低于測試控制模塊,以免影響到SV的發(fā)送時間間隔。在傳送GOOSE發(fā)送數(shù)據(jù)的前，要調(diào)高任務(wù)等級，避免被測試控制模塊打斷。

3)GOOSE解幀：從收到的GOOSE報文中提取變位信息，把變位的開入形成DSOE送給檢修測試中心通信模塊，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：檢測是否有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。

測試終端可帶有視頻監(jiān)控攝像頭，用來采集現(xiàn)場的圖像和聲音，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。

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

本實施例的待測設(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)場測試方法實施例

本發(fā)明的測試方法包括如下步驟：

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

2)各個測試終端在設(shè)定時間同時觸發(fā)輸出，向二次回路待測設(shè)備發(fā)送模擬量或數(shù)字量信號，實時采集測試過程中二次回路待測設(shè)備的動作信息，并將動作信息反饋至檢修測試中心；

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

下面對上述步驟作進(jìn)一步詳細(xì)闡述：

在進(jìn)行測試前，先部署系統(tǒng)中的多個測試終端設(shè)備，將測試終端放置到過程層設(shè)備附近，并完成和過程層設(shè)備的試驗接線，測試終端通電。然后，搭建測試網(wǎng)絡(luò)：部署無線路由器及中繼器，調(diào)試檢修測試中心和各個測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，開始測試：在檢修測試中心配置各臺測試終端的測試數(shù)據(jù)，并將測試配置分發(fā)至每臺測試終端；在檢修測試中心發(fā)送啟動測試命令，各臺測試終端接收命令后，按照啟動命令中包含的絕對時標(biāo)，同步觸發(fā)輸出，并按命令完整發(fā)送本次測試數(shù)據(jù)，實時采集測試過程中開入開出變化；測試終端停止輸出后，將本次測試反饋數(shù)據(jù)發(fā)送至檢修測試中心；檢修測試中心收到各個測試終端的測試反饋數(shù)據(jù)后，生成測試報告，報告內(nèi)容包括文字圖片形式展示的保護(hù)裝置采樣值、GOOSE跳閘信號的時刻、智能終端的出口節(jié)點動作時刻、MMS信息中的變位時刻等信息，并可根據(jù)系統(tǒng)性能要求判斷二次回路各設(shè)備動作正確性。

本發(fā)明的測試系統(tǒng)可實現(xiàn)測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報文監(jiān)測裝置上送站控層信息的正確性，構(gòu)成閉環(huán)測試，實現(xiàn)智能變電站二次回路的完整測試。