CN107132442A - 智能化变电站的继电保护测试装置 - Google Patents

智能化变电站的继电保护测试装置 Download PDF

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黄洪康
徐强超
邹三红
沈石兰
邝国安
邓星星
牛俊涛
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere

Abstract

本发明提出一种智能化变电站的继电保护测试装置,其中继电保护测试装置包括二维码处理模块,用于扫描二维码,获取二维码中包含的待测智能变电站设备的标识信息;配置模块,用于根据标识信息,从智能化变电站配置文件中获取待测智能变电站设备的测试模型,并根据测试模型对待测智能变电站设备的测试参数进行配置;测试模块,用于根据配置的测试参数对待测智能变电站设备进行继电保护测试。采用上述智能化变电站的继电保护测试装置,无需人工设置测试参数,也无需外接多余的设备进行加量,即可进行继电保护测试,能节省大量人力物力。上述智能化变电站的继电保护测试装置结构简单,可制成手持装置,便于携带,能够方便快捷地对智能化变电站的保护功能进行测试。

Description

智能化变电站的继电保护测试装置
技术领域
[0001] 本发明涉及电力领域,尤其涉及一种智能化变电站的继电保护测试装置。
背景技术
[0002] 在电力系统中,继电保护装置发挥着重要作用,继电保护装置能够在电力系统中 的发电机、变压器、线路等电力元件或者电力系统本身发生故障时,保护电力系统及其元件 免遭损害,
[0003] 目前智能变电站中多使用继电保护测试仪来实现保护功能的测试,继电保护测试 仪需要外接一些加量设备来加入电流量、电压量等参数,导致整个测试系统体积较大、不利 于携带,导致难以方便、快捷地对智能变电站的保护功能进行测试。此外,通过继电保护测 试仪对IED (Intelligent Electronic Device,智能变电站设备)进行测试时,需要人工设 置测试参数,对被测装置输入电流、电压来进行性能测试,重复性的人工操作占据大部分的 测试内容,导致测试过程占用大量的人力物力。
发明内容
[0004] 有鉴于此,有必要提供一种智能化变电站的继电保护测试装置,能够自动设置测 试参数,而且便于携带,能够方便快捷地对智能化变电站的保护功能进行测试。
[0005] 本发明公开了一种智能化变电站的继电保护测试装置,其包括:
[0006] 二维码处理模块,用于扫描二维码,获取所述二维码中包含的待测智能变电站设 备的标识信息;
[0007] 配置模块,用于根据所述标识信息,从智能化变电站配置文件中获取所述待测智 能变电站设备的测试模型,并根据所述测试模型对所述待测智能变电站设备的测试参数进 行配置;
[0008] 测试模块,用于根据配置的所述测试参数对所述待测智能变电站设备进行继电保 护测试。
[0009] 在其中一个实施例中,所述智能化变电站的继电保护测试装置还包括:
[0010]无线通信模块,用于下载所述智能化变电站配置文件。
[0011] 在其中一个实施例中,所述智能化变电站的继电保护测试装置还包括:
[0012]网络接口,连接所述测试模块,所述网络接口用于连接智能化变电站的制造报文 系统网络,通过所述制造报文系统网络与所述待测智能变电站设备进行报文交互。
[0013]在其中一个实施例中,所述网络接口,还用于通过所述制造报文系统网络获取所 述待测智能变电站设备的继电保护装置动作信息、告警信息、保护定值信息、保护遥信量及 遥测量信息中的至少一种。
[0014]在其中一个实施例中,所述智能化变电站的继电保护测试装置还包括:
[0015]光收发模块,连接所述测试模块,所述光收发模块用于接收和/或发送预设格式的 串行报文。
[0016] 在其中一个实施例中,所述光收发模块还用于接收光串行时间码;
[0017] 所述智能化变电站的继电保护测试装置还包括:
[0018]同步授时模块,用于根据所述光串行时间码对所述智能化变电站的继电保护测试 装置进行时间同步及授时。
[0019]在其中一个实施例中,所述光收发模块包括若千光以太网接口。
[0020]在其中一个实施例中,所述光收发模块包括四路光以太网接口,所述光以太网接 口包括小封装可插拔光模块及物理层电路。
[0021]在其中一个实施例中,所述智能化变电站的继电保护测试装置还包括拍摄装置, 所述拍摄装置与所述二维码处理模块连接。
[0022]在其中一个实施例中,所述智能化变电站的继电保护测试装置为手持装置。
[0023]本发明通过扫描二维码图像获取待测装置的标识信息,通过3G网络或WIFI通信网 络从外部管理系统下载配置文件,依据待测装置的标识信息,在配置文件中搜索待测智能 变电站设备的测试模型,实现测试参数的设置,无需人工设置测试参数,也无需外接多余的 设备进行加量,即可对智能化变电站中的智能变电站设备进行继电保护测试,能节省大量 人力物力。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以 根据这些附图获得其他实施例的附图。
[0025]图1为本发明一实施例的智能化变电站的继电保护测试装置的结构示意图;
[0026]图2为本发明另一实施例的智能化变电站的继电保护测试装置的结构示意图; [0027]图3为本发明又一实施例的智能化变电站的继电保护测试装置的结构示意图; [0028]图4为本发明又一实施例的智能化变电站的继电保护测试装置的结构示意图。
具体实施方式
[0029]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对 本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并 不用于限定本发明。
[0030]在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能 理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第 一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个” 的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
[0031]下面结合附图描述根据本发明实施例的智能化变电站的继电保护测试装置。
[0032] 例如,本发明一实施例的智能化变电站的继电保护测试装置包括:二维码处理模 块、无线通信模块、配置模块及测试模块,其中二维码处理模块用于扫描二维码,获取所述 二维码中包含的待测智能变电站设备的标识信息;配置模块用于根据所述标识信息,从智 能化变电站配置文件中获取所述待测智能变电站设备的测试模型,并根据所述测试模型对 所述待测智能变电站设备的测试参数进行配置;测试模块用于根据配置的所述测试参数对 所述待测智能变电站设备进行继电保护测试。又如,所述智能化变电站的继电保护测试装 置为手持测试装置。
[0033] 为了进一步说明上述智能化变电站的继电保护测试装置,例如,如图1所示,该智 能化变电站的继电保护测试装置10包括二维码处理模块110、配置模块120及测试模块130。
[0034] 其中,二维码处理模块110用于扫描二维码,获取所述二维码中包含的待测IED的 标识信息。
[0035] 作为一种实施方式,该智能化变电站的继电保护测试装置还设置有拍摄装置,该 拍摄装置与二维码处理模块U0连接;或者,该智能化变电站的继电保护测试装置与外部拍 摄装置连接,二维码处理模块110通过调用拍摄装置扫描二维码。例如,二维码处理模块110 调用拍摄装置对待测IED上的二维码图像进行扫描,从而获取二维码中包含的待测IED的标 识信息。
[0036] 其中,该标识信息用于唯一标识该待测IED,例如该标识信息包括待测IED的编号。 [0037] 配置模块120根据所述标识信息,从智能化变电站配置文件中获取所述待测智能 变电站设备的测试模型,并根据所述测试模型对所述待测智能变电站设备的测试参数进行 配置。
[0038]其中,智能化变电站配置(Substation Configuration Description,SCD)文件用 于描述智能化变电站的结构及智能化变电站中各设备的信息,包括全站所有IED的实例配 置信息和通信参数信息、不同IH)之间的联系信息以及智能化变电站的一次系统结构等。 [0039]具体地,SCD文件不仅包含智能化变电站的功能结构、主元件和电气连接以及相应 的功能节点;还定义了通信子网中IED接入点的相关通信信息,包括设备的网络地址和各层 物理地址;还描述了 IED的配置情况,包括逻辑设备、逻辑节点、数据对象、数据属性实例和 所具备的通信服务能力,例如通信服务包括MMS (Manufacturing Message Specification, 制造报文规范)服务、GOOSE (Generic Object-Oriented Substation Event,面向通用对象 的变电站事件)服务、采样值SV (Sampled Value,采样值)服务等。此外,SCD文件还包含各 IED的测试模型,该测试模型描述了 IED需要接收的SV、G00SE控制块及通道参数,该测试模 型还描述了 KD所发送的SV、G00SE控制块及通道参数。
[0040] 根据待测IK)的标识信息,配置模块120从SCD文件中获取待测IED的测试模型,进 而根据该测试模型对待测IED所需接收的SV、G00SE控制块及通道参数进行配置。又如,还对 待测IED所发送的SV、G00SE控制块及通道参数进行配置。
[0041]作为一种实施方式,继电保护测试装置10通过无线通信方式从外部管理系统下载 该SCD文件。例如,如图2所示,继电保护测试装置1 〇还包括无线通信模块丨40,用于下载所述 智能化变电站的配置文件。又如,通过该无线通信模块140还可下载继电保护测试的作业指 导书。
[0042]具体地,无线通信模块140以无线方式与外部管理系统进行通信连接,从而从外部 管理系统下载智能化变电站的配置文件。例如,无线通信模块140通过2G、3G、4G等移动数据 网络或WiFi网络与外部管理系统进行通信连接。又如,外部管理系统为电力管理系统。
[0043]在一实际应用中,无线通信模块140还用于在智能化变电站的继电保护功能测试 完成之后,将测试结果上传至外部管理系统。
[0044] 测试模块130用于根据配置的所述测试参数对所述待测IED进行继电保护测试。 [0045]具体地,测试模块130根据配置的测试参数,获取待测IED的继电保护动作信息、告 警信息、保护定值信息、保护遥信量、遥测量信息等至少一种待测信息,从而对待测IED进行 测试。
[0046] 在一实际应用中,通过扫描现场待测IED的二维码图像,生成二维码信息,获取待 测试装置编号,通过3G网络或WIFI通信网络从外部管理系统下载智能化变电站的配置文件 (SCD文件),依据二维码信息,与下载的SCD文件进行匹配,搜索相关联的IED的测试模型,实 现测试参数的设置,无需人工设置测试参数,也无需外接多余的设备进行加量,即可对智能 化变电站中的设备进行继电保护测试,能节省大量人力物力。
[0047]与目前使用的继电保护测试仪相比,上述智能化变电站的继电保护测试装置结构 简单、无需连接多余外设,可制成手持装置,便于携带,能够方便快捷地对智能变电站设备 的保护功能进行测试。进一步地,为了加强便携性,上述智能化变电站的继电保护测试装置 可通过内置电池供电,例如通过内置锂电池供电,这样测试时无需外接电源,更加方便。通 过上述智能化变电站的继电保护测试装置进行测试,操作快捷方便、测试不需人工干预,能 够降低测试条件及测试人员素质要求。
[0048]作为一种实施方式,如图3所示,继电保护测试装置10还包括网络接口 150,例如该 网络接口为RJ45接口。网络接口 150连接测试模块130,用于连接智能化变电站的制造报文 规范(Manufacturing Message Specification,MMS)网络,通过该MMS网络与待测IED进行 报文交互。例如,网络接口 150用于通过所述MMS网络实时获取待测IED的继电保护动作信 息、告警信息、保护定值信息、保护遥信量、遥测量信息等至少一种待测信息。测试模块130 与该网络接口连接,从而根据上述至少一种待测信息对待测IH)进行测试。
[0049]作为一种实施方式,如图4所示,继电保护测试装置10还包括光收发模块160,所述 光收发模块ie〇连接测试模块130,用于接收和/或发送预设格式的串行报文。
[ooso]其中,预设格式的串行报文用于传输电压采样值及/或电流采样值,例如预设格式 的串行报文包括IEC6〇044_8串行报文及IEC61850-9-2光数字报文中的至少一种。例如,光 收发模块ie〇包括ST光纤接口,用于接收或发送IEC60044-8串行报文。又如,光收发模块160 还包括光以太网口,用于接收或发送IEC61850-9-2光数字报文。
[0051]以IEC60044-8串行报文为例,其应用在智能化变电站时,通过固定长度的帧格式, 点对点地传输单相互感器、三相电流互感器、三相电压互感器、三相电流电压互感器的采样 值数据。
[0052]在一实际应用中,测试模块130控制光收发模块160向待测IED发送至少一路 IEC60044-S串行报文或IEC6lS50-9-2光数字报文,从而给待测IED加量,使得无需外接加量 设备。测试模块13〇还获取光收发模块160所接收的IEC60044-8串行报文或IEC61850-9-2光 数字报文,以及获取网络接口 140所接收的待测IED的继电保护装置动作信息、告警信息、保 护定值信息、保护遥信量及遥测量信息等,据此对待测IED进行继电保护测试。其中,光收发 模块160所接收的IEC6〇044-8串行报文或IEC61850_9_2光数字报文主要由智能化变电站合 并单元装置发出。
[0053]作为一种实施方式,光收发模块160还用于接收光串行时间码,可选地,如图4所 示,继电保护测试装置10还包括同步授时模块170,同步授时模块170与光收发模块160连 接,用于根据所述光串行时间码对所述智能化变电站的继电保护测试装置进行时间同步及 授时。
[0054]例如,光收发模块160还用于接收智能化变电站的时间同步装置发出的光串行时 间码,该光串行时间码为基于IRIG (Inter-Range Instrumentation Group,美国场仪器 组)时间标准的串行时间码,例如IRIG-A、IRIG-B、IRIG-D、IRIG-E、IRIG-G或IRIG-H格式的 串行时间码。以光IRIG-B时间码为例,光IRIG-B码为时间同步报文,能够将时间同步信号和 秒、分、时、天等时间码信息加载到频率为1kHz的信号载体中进行传输。上述智能化变电站 的继电保护测试装置通过ST光纤接口接收并解析光IRIG-B码的精确时间信号来实现自身 的时间同步,还能通过光收发模块给其他装置发送精确的光IRIG-B码,实现给其他装置授 时的功能。
[0055]作为一种实施方式,所述光收发模块包括若干光以太网接口。例如,所述光收发模 块包括四路光以太网接口,每一所述光以太网接口包括小封装可插拔(Smal 1 Form-factor Pluggable,SFP)光模块及物理层(Physical Layer,PHY)电路。
[0056]在一实际应用中,测试模块采用FPGA (Field—Programmable Gate Array,现场可 编程门阵列)芯片,通过FPGA芯片连接四路PHY电路及SFP光模块,接收/发送四路光数字报 文,实现智能化变电站设备的继电保护功能测试。
[0057]下面以IECei850-9-2光数字报文为例,对常见的几种IED的测试过程进行举例说 明。
[0058] 例如,当待测IED为线路保护装置时,测试时需要1路IEC61850-9-2格式的SV报文 或GOOSE报文即可,通过光收发模块160发送IEC61850-9-2格式的SV报文或GOOSE报文。 IEC61850-9-2格式的光数字报文包含线路的电压采样值及电流采样值。测试时通过改变光 数字报文中电压值、电流值来模拟线路的正常状态及故障状态,测试线路保护装置是否在 线路正常时不误动、是否在线路故障时不拒动,以及测试线路保护装置动作时的动作时间 等特性。
[0059] 例如,当待测IED为变压器保护装置时,根据变压器分支数,需要2-4路IEC61850-9-2格式的SV报文或G00SE报文,以模拟变压器不同分支的电压数据及电流数据,对变压器 保护装置的动作行为和特性进行测试。
[0060]例如,当待测IED为母线保护装置时,根据母线所接分支数不同,需要多路 IEC61850-9-2格式的SV报文或G00SE报文,优选地,考虑光收发模块的功耗和继电保护测试 装置的有效工作时间,根据至多4路IEC61850-9-2格式的SV报文或G00SE报文进行测试。又 如,接入1路母线电压及2路支路电流,通过改变发给母线保护装置的SV报文中的电压值和 电流值,模拟母线的正常状态及故障状态,从而对母线保护装置的动作行为及特性进行测 试。
[0061] 与目前使用的继电保护测试仪相比,上述智能化变电站的继电保护测试装置结构 简单、无需连接多余外设,可制成手持装置,便于携带,能够方便快捷地对智能化变电站的 保护功能进行测试。而且操作快捷方便、测试不需人工干预,能够降低测试条件及测试人员 素质要求。
[0062] 应该说明的是,上述装置实施例中,所包括的各个模块只是按照功能逻辑进行划 分的,但并不局限于上述的划分,只要能够实现相应的功能即可;另外,各功能模块的具体 名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本发明的保护范围。
[0063]另外,本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤 是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,相应的程序可以存储于可读取存储介质中,所 述存储介质,如R0M/RAM、磁盘、光盘等。
[0064]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实 施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存 在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
[0065]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并 不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来 说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护 范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1. 一种智能化变电站的继电保护测试装置,其特征在于,包括: 二维码处理模块,用于扫描二维码,获取所述二维码中包含的待测智能化变电站装置 的标识信息; 配置模块,用于根据所述标识信息,从智能化变电站的配置文件中获取所述待测智能 变电站设备的测试模型,并根据所述测试模型对所述待测智能变电站设备的测试参数进行 配置; 测试模块,用于根据配置的所述测试参数对所述待测智能变电站设备进行继电保护测 试。
2. 根据权利要求1所述的智能化变电站的继电保护测试装置,其特征在于,所述智能化 变电站的继电保护测试装置还包括: 无线通信模块,用于下载所述智能化变电站配置文件。
3. 根据权利要求1所述的智能化变电站的继电保护测试装置,其特征在于,还包括: 网络接口,连接所述测试模块,所述网络接口用于连接智能化变电站的制造报文系统 网络,通过所述制造报文系统网络与所述待测智能变电站设备进行报文交互。
4. 根据权利要求1所述的智能化变电站的继电保护测试装置,其特征在于, 所述网络接口,还用于通过所述制造报文系统网络获取所述待测智能变电站设备的继 电保护装置动作信息、告警信息、保护定值信息、保护遥信量及遥测量信息中的至少一种。
5. 根据权利要求1所述的智能化变电站的继电保护测试装置,其特征在于,还包括: 光收发模块,连接所述测试模块,所述光收发模块用于接收和/或发送预设格式的串行 报文。
6. 根据权利要求5所述的智能化变电站的继电保护测试装置,其特征在于,所述光收发 模块还用于接收光串行时间码; 所述智能化变电站的继电保护测试装置还包括: 同步授时模块,用于根据所述光串行时间码对所述智能化变电站的继电保护测试装置 进行时间同步及授时。
7. 根据权利要求5或6所述的智能化变电站的继电保护测试装置,其特征在于,所述光 收发模块包括若干光以太网接口。
8. 根据权利要求7所述的智能化变电站的继电保护测试装置,其特征在于,所述光收发 模块包括四路光以太网接口,所述光以太网接口包括小封装可插拔光模块及物理层电路。
9. 根据权利要求1所述的智能化变电站的继电保护测试装置,其特征在于,所述智能化 变电站的继电保护测试装置还包括拍摄装置,所述拍摄装置与所述二维码处理模块连接。
10. 根据权利要求1所述的智能化变电站的继电保护测试装置,其特征在于,所述智能 化变电站的继电保护测试装置为手持装置。
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