CN106405293A - 一种智能变电站中二次回路现场测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能变电站中二次回路现场测试系统及方法，该系统包括检修测试中心和至少一台与检修测试中心通信连接的测试终端；测试终端紧邻待测设备，用于向待测设备发送模拟量或数字量信号，并采集待测设备出口节点信息；检修测试中心用于配置各个测试终端的测试数据，并发送给各个测试终端，根据待测设备的测试反馈数据及MMS信息判断待测设备的正确性。该测试系统可实现测试人员在变电站的控制室，向分散布置于开关厂的待测设备加量，从保护装置端查看保护响应是否正确，分析MMS报文监测装置上送站控层信息的正确性，构成闭环测试，实现智能变电站二次回路的完整测试。本发明的系统和方法提高了测试效率，降低了测试成本。

Description

一种智能变电站中二次回路现场测试系统及方法

技术领域

本发明属于电力系统变电站测试技术领域，具体涉及一种智能变电站中二次回路现场测试系统及方法。

背景技术

根据《国家电网公司输变电工程通用设计110(66)-750kV智能变电站部分》二次设备配置方案，在智能变电站现场，过程层设备和间隔层设备之间存在较远距离的情况比较常见。330kV及以上电压等级的变电站，二次设备按照相对集中、就地分散的原则设置有就地继电保护小室，用于安装布置相应的间隔层二次设备，而智能终端、合并单元等过程层设备则分散布置于配电装置场地，通常过程层设备就地布置于汇控柜。220kV及以下电压等级的变电站，当一次设备采用户外配电装置时，集中设置二次设备室，布置站控层、间隔层二次设备，而过程层设备合并单元和智能终端分散布置于配电装置场地；当一次设备采用户内配电装置时候，才有可能间隔层设备、过程层设备均分散布置于配电装置场地。从工程实际情况分析，大部分变电站采用间隔层设备和合并单元智能终端分散布置方式，从汇控柜到继电保护小室，两者之间存在一定的距离，现场通常有几十米至数百米的距离，这为二次回路测试带来很大的困扰。

国内智能变电站过程层装置、间隔层装置、站控层系统的测试处于各自为战的状态，现场运行调试以单装置的测试为主。虽然有了新的依照规约制造的继保装置，但对它的测试方法还停留在装置与回路分开测试的原始方法。现场检修测试二次回路时，一个人很难完成测试，往往需要多人配合并配备一定通信设备保持语音通话，测试效率低下。

发明内容

本发明提供了一种智能变电站中二次回路现场测试系统及方法，以解决现有变电站的间隔层设备和过程层设备之间距离远，不利于二次回路测试的问题。

为解决上述技术问题，本发明的智能变电站中二次回路现场测试系统包括检修测试中心和至少一台与检修测试中心通信连接的测试终端；所述测试终端紧邻二次回路待测设备，用于向二次回路待测设备发送模拟量或数字量信号，并采集二次回路待测设备出口节点信息；所述检修测试中心用于配置各个测试终端的测试数据，并发送给各个测试终端，接收二次回路待测设备的测试反馈数据及保护装置的MMS(Manufacturing MessageSpecification，制造报文规范，简称MMS)信息，根据测试反馈数据及MMS信息判断二次回路待测设备的正确性。

所述测试终端包括上位机通信模块、测试控制模块及报文处理模块，所述上位机通信模块用于与检修测试中心通信，监视检修测试中心下达的命令和参数，并向检修测试中心反馈命令执行信息；所述测试控制模块用于触发对命令的执行、测试进程的控制，完成测试数据的输出；所述报文处理模块用于GOOSE接收解析和发送、SV发送、DA发送、开出和硬开入检测。

所述测试终端包括摄像头，用于采集过程层设备的图像和声音。

该系统还包括对时服务器，用于向测试终端及过程层设备提供标准时钟，实现测试终端的同步输出控制。

所述检修测试中心紧邻保护装置，接入站控层MMS网络或直接连接保护装置MMS端口，以接收保护装置的MMS信息。

所述测试终端通过无线通信路由器和中继器与检修测试中心进行无线通信。

所述二次回路被测设备包括智能变电站的合并单元、智能终端、数字化保护装置及二次设备网络。

本发明的智能变电站中二次回路现场测试方法包括：

1)在检修测试中心配置各个测试终端的测试数据，并发送给各个测试终端；

2)各个测试终端在设定时间同时触发输出，向二次回路待测设备发送模拟量或数字量信号，实时采集测试过程中二次回路待测设备的动作信息，并将动作信息反馈至检修测试中心；

3)检修测试中心分析接收到的动作信息，判断二次回路各设备动作的正确性。

步骤2)中，检修测试中心向测试终端发送启动测试命令，各台测试终端接收命令后，按照启动命令中包含的绝对时标，同步触发输出。

所述测试数据包括保护装置采样值、GOOSE跳闸信号的时刻、智能终端的出口节点动作时刻及MMS信息中的变位时刻。

本发明的有益效果是：本发明设置了一种二次回路测试用的测试系统，该系统包括检修测试中心和测试终端，通过检修测试中心设置待测数据，并发送给测试终端，测试终端发送测试数据给待测设备，并采集待测设备的反馈信息，将反馈信息发送至检修测试中心，由检修测试中心判断二次回路动作的正确性。本发明的测试系统可实现测试人员在变电站的控制室，向分散布置于开关厂的待测设备如合并单元加量，从保护装置端查看保护响应是否正确，分析MMS报文监测装置上送站控层信息的正确性，构成闭环测试，实现智能变电站二次回路的完整测试。本发明的系统和方法提高了测试效率，降低了测试成本。

附图说明

图1是智能变电站二次回路现场测试系统示意图；

图2是智能变电站二次回路现场测试系统软件功能模块图；

图3是智能变电站二次回路现场测试系统测试控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术效果作进一步详细说明。

本发明的智能变电站中二次回路现场测试系统实施例

本实施例的智能变电站中二次回路现场测试系统包括检修测试中心和至少一台与检修测试中心通信连接的测试终端；所述测试终端紧邻二次回路待测设备，用于向二次回路待测设备发送模拟量或数字量信号，并采集二次回路待测设备出口节点信息；所述检修测试中心用于设置各个测试终端的测试数据，并发送给各个测试终端，接收二次回路待测设备的测试反馈数据及保护装置的MMS信息，根据测试反馈数据及MMS信息判断二次回路待测设备的正确性。

本实施例中测试系统的检修测试中心为一台工控机，可通过无线路由器和中继器控制一定距离内的一台或者多台测试终端设备，实现数据和命令的传输。在具体应用时，检修测试中心可布置在控制室或者保护小室的继电保护装置附近，可接入变电站MMS网络和被测装置实现MMS信息交互，进行测试结果判断，或者直接与连接保护装置的MMS端口，接收保护装置的MMS信息。

本实施例中的测试终端的主要功能特点是：支持无线通信技术，可以和检修测试中心通过WIFI、3G/4G等无线网络建立通信，实现测试终端和检修测试中心之间的测试命令和数据的传输。检修测试中心和测试终端之间可以进行“一对多”信息交互。测试终端可向二次设备提供模拟量、SV、GOOSE、开入开出等测试信号。在具体应用时，测试终端分散布置于过程层设备附近，用来向合并单元提供模拟量信号或者FT3信号，采集智能终端设备的出口节点。

具体地，测试终端包括三个模块：上位机通信模块、测试控制模块和报文处理模块，三个模块的组成见图2。

其中，上位机通信模块包括命令通道数据传输模块、DSOE通道数据上送模块、DSOE报文生成模块、命令解析模块及配置解析模块。上位机通信模块建立命令通道和DSOE通道两个通道与检修测试中心通信。上位机通信模块在系统初始化完毕后，始终处于待命状态，监视检修测试中心下达的命令，反馈给检修测试中心DSOE。

命令通道数据传输模块接收检修测试中心的命令和参数，并向检修测试中心反馈命令执行信息，配置也按命令参数的形式传递。DSOE通道数据上送模块监视其它模块提交的DSOE信息，检测到DSOE信息后，调用DSOE报文生成模块，形成DSOE报文上送给检修测试中心。DSOE的时标精确到毫秒。命令解析模块把命令字符串解析成命令结构体，此模块由命令通道传输模块在接收到一条命令时调用。配置解析模块把配置解析成可以直接引用的数据结构，判断数据合法性，进行使用前的初始化操作。

测试控制模块是测试系统的主体模块，系统初始化完毕后，利用FPGA产生的中断,周期触发对命令的执行、测试进程的控制，完成测试数据输出。测试控制模块包括命令执行模块、测试进程控制模块及离散值计算模块。

命令执行模块负责执行检修测试中心通信模块提交的命令结构体，并向检修测试中心通信模块提交命令执行反馈信息。测试进程控制模块包括测试开始、测试结束、测试序列切换的处理。离散值计算模块生成可以直接填报文的值。把模拟量波形离散化，波形类型有正弦波、谐波、递变波形；并处理开出变位的报文值。如果输出是非数字量，报文值指的是实际输出值，比如DA、硬开出。

报文处理模块用于GOOSE接收解析和发送、SV发送、DA数据发送、开出和硬开入检测，包括GOOSE组帧发送模块、SV组帧发送模块、GOOSE解析模块、硬开出发送模块、硬开入变位检测模块及DA数据发送模块。

1)SV组帧发送：组成符合9-2LE或者9-1格式的SV报文，形成可直接传送给FPGA的数据,并传送给FPGA。

2)GOOSE组帧发送：组成GOOSE报文，形成可直接传送给FPGA的数据,并传送给FPGA。GOOSE组帧发送以单独任务执行,任务优先级低于测试控制模块,以免影响到SV的发送时间间隔。在传送GOOSE发送数据的前，要调高任务等级，避免被测试控制模块打断。

3)GOOSE解帧：从收到的GOOSE报文中提取变位信息，把变位的开入形成DSOE送给检修测试中心通信模块，并更新开入状态表。

4)硬开出发送：检测硬开出变位标志，若标志为真，生成可直接传给FPGA的变位数据，并传送给FPGA。

5)硬开入变位检测：检测是否有FPGA送来的变位信息，如有变位信息，形成DSOE送给检修测试中心通信模块，并更新开入状态表。

6)DA数据发送：DA数据送给FPGA。

测试终端可带有视频监控摄像头，用来采集现场的图像和声音，例如合并单元、智能终端设备面板指示灯和开关跳合闸时候发出的声响等。视频监控的数据传输采用无线网络传输或者有线网络传输。

本实施例的测试系统还包括对时服务器和对时网络，用来向测试系统提供标准时钟，每台测试终端设备可接入对时服务器的时钟同步信号，被测设备也可接入对时服务器的时钟同步信号，保证测试系统内各设备的时钟同步。在此基础上，检修测试中心向各测试终端发送测试命令中包含出发时间信息，测试终端设备在设定的时间同步触发输出，实现多台测试终端的同步输出控制。

本实施例的待测设备包括智能变电站的合并单元、智能终端、数字化保护装置、二次设备网络等。

本发明的智能变电站中二次回路现场测试方法实施例

本发明的测试方法包括如下步骤：

1)在检修测试中心配置各个测试终端的测试数据，并发送给各个测试终端；

2)各个测试终端在设定时间同时触发输出，向二次回路待测设备发送模拟量或数字量信号，实时采集测试过程中二次回路待测设备的动作信息，并将动作信息反馈至检修测试中心；

3)检修测试中心分析接收到的动作信息，判断二次回路各设备动作的正确性。

下面对上述步骤作进一步详细阐述：

在进行测试前，先部署系统中的多个测试终端设备，将测试终端放置到过程层设备附近，并完成和过程层设备的试验接线，测试终端通电。然后，搭建测试网络：部署无线路由器及中继器，调试检修测试中心和各个测试终端的无线通信模块，保证通信可靠。

在上述准备工作完成后，开始测试：在检修测试中心配置各台测试终端的测试数据，并将测试配置分发至每台测试终端；在检修测试中心发送启动测试命令，各台测试终端接收命令后，按照启动命令中包含的绝对时标，同步触发输出，并按命令完整发送本次测试数据，实时采集测试过程中开入开出变化；测试终端停止输出后，将本次测试反馈数据发送至检修测试中心；检修测试中心收到各个测试终端的测试反馈数据后，生成测试报告，报告内容包括文字图片形式展示的保护装置采样值、GOOSE跳闸信号的时刻、智能终端的出口节点动作时刻、MMS信息中的变位时刻等信息，并可根据系统性能要求判断二次回路各设备动作正确性。

本发明的测试系统可实现测试人员在变电站的控制室，向分散布置于开关厂的合并单元加量，从保护装置端查看保护响应是否正确，分析MMS报文监测装置上送站控层信息的正确性，构成闭环测试，实现智能变电站二次回路的完整测试。

Claims (10)

1.一种智能变电站中二次回路现场测试系统，其特征在于，该系统包括检修测试中心和至少一台与检修测试中心通信连接的测试终端；所述测试终端紧邻二次回路待测设备，用于向二次回路待测设备发送模拟量或数字量信号，并采集二次回路待测设备出口节点信息；所述检修测试中心用于配置各个测试终端的测试数据，并发送给各个测试终端，接收二次回路待测设备的测试反馈数据及保护装置的MMS信息，根据测试反馈数据及MMS信息判断二次回路待测设备的正确性。

2.根据权利要求1所述的智能变电站中二次回路现场测试系统，其特征在于，所述测试终端包括上位机通信模块、测试控制模块及报文处理模块，所述上位机通信模块用于与检修测试中心通信，监视检修测试中心下达的命令和参数，并向检修测试中心反馈命令执行信息；所述测试控制模块用于触发对命令的执行、测试进程的控制，完成测试数据的输出；所述报文处理模块用于GOOSE接收解析和发送、SV发送、DA发送、开出和硬开入检测。

3.根据权利要求1所述的智能变电站中二次回路现场测试系统，其特征在于，所述测试终端包括摄像头，用于采集过程层设备的图像和声音。

4.根据权利要求1所述的智能变电站中二次回路现场测试系统，其特征在于，该系统还包括对时服务器，用于向测试终端及过程层设备提供标准时钟，实现测试终端的同步输出控制。

5.根据权利要求1所述的智能变电站中二次回路现场测试系统，其特征在于，所述检修测试中心紧邻保护装置，接入站控层MMS网络或直接连接保护装置MMS端口，以接收保护装置的MMS信息。

6.根据权利要求1所述的智能变电站中二次回路现场测试系统，其特征在于，所述测试终端通过无线通信路由器和中继器与检修测试中心进行无线通信。

7.根据权利要求1-6任一所述智能变电站中二次回路现场测试系统，其特征在于，所述二次回路被测设备包括智能变电站的合并单元、智能终端、数字化保护装置及二次设备网络。

8.一种智能变电站中二次回路现场测试方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

1)在检修测试中心配置各个测试终端的测试数据，并发送给各个测试终端；

2)各个测试终端在设定时间同时触发输出，向二次回路待测设备发送模拟量或数字量信号，实时采集测试过程中二次回路待测设备的动作信息，并将动作信息反馈至检修测试中心；

3)检修测试中心分析接收到的动作信息，判断二次回路各设备动作的正确性。

9.根据权利要求8所述智能变电站中二次回路现场测试方法，其特征在于，步骤2)中，检修测试中心向测试终端发送启动测试命令，各台测试终端接收命令后，按照启动命令中包含的绝对时标，同步触发输出。

10.根据权利要求8-9任一所述智能变电站中二次回路现场测试方法，其特征在于，所述测试数据包括保护装置采样值、GOOSE跳闸信号的时刻、智能终端的出口节点动作时刻及MMS信息中的变位时刻。