CN207020264U - 适用于继电保护装置的检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了适用于继电保护装置的检测系统，包括人机交互模块、I/O控制模块、测试工装、通信检测模块、静态检测模块及动态仿真检测模块；这些模块均连接在以太网通讯总线上，人机交互模块向I/O控制模块、通信检测模块、动态仿真检测模块及静态检测模块下发继电保护测试用例、配置文件，I/O控制模块向待测保护装置发送模拟量和/或开关量，对待测继电保护装置进行动态和静态检测，然后再把保护变位信息发送给通信检测模块，进行规约一致性检测；将检测结果发送给人机交互模块。本实用新型满足继电保护装置的检测要求，提升了继电保护装置的运行水平，提高了检测结果的可靠性，实现了继电保护装置的全信息覆盖的多角度自动检测。

Description

适用于继电保护装置的检测系统

技术领域

本实用新型属于电力系统变电站继电保护领域，特别涉及一种适用于继电保护装置的检测系统。

背景技术

近年来，电力系统的发展，对微机继电保护装置硬件系统的可靠性要求越来越高，如何保证硬件系统的质量是我们急需解决的问题，继电保护装置是电力系统的主要组成部分，继电保护装置能否正常运行直接影响到电力系统运行的可靠性和安全性，因此，保证继电保护装置能否正常运行是非常关键的，那么，在继电保护装置运行前对继电保护装置的各项功能进行检测就显得尤为重要。

目前，国内、外，微机保护装置在研发测试、生产联调、运行维护等不同阶段的检测手段及角度均以人工检测、单装置、单功能检测为主，这种检测方法受人为因素影响极大，判断标准波动性较大，并且，这种检测方法仅靠检测人员人工操作，无标准化检测机制保证；由于通信规约不同或者保护装置的用途(常规站或智能站)不同导致检测系统不统一、检测用例不能公用或复用，从而使检测系统和检测用例的维护工作量增加，极大地降低了检测效率，同时，也降低了检测的可靠性；随着技术的发展，出现了智能化的检测系统，但是，目前的智能化检测系统不能够从整个系统的角度全面的检测和考核保护装置的性能，导致装置在实际运行过程中，会出现较多问题，甚至出现拒跳或误跳等严重事故，而且继电保护装置在研发检测、型式检测、入网检测等不同阶段的接线效率低、检测标准化水平较低，检测角度单一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于继电保护装置的检测系统，用于解决现有技术中对继电保护装置的各项性能检测不准确及检测项目单一的问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种适用于继电保护装置的检测系统，包括编辑检测项目和配置文件的人机交互模块、提供模拟量和/或开关量的I/O控制模块、用于安装待测保护装置的测试工装、检测通信规约是否一致的通信检测模块、检测保护功能的静态检测模块及模拟电力系统各种工况下的故障对待测装置进行动态仿真测试的动态仿真检测模块；所述人机交互模块、I/O控制模块、测试工装、通信检测模块、静态检测模块及动态仿真检测模块均连接在以太网通讯总线上，所述I/O控制模块通过电缆与所述测试工装连接。

进一步地，还包括SV/GOOSE智能转换模块，所述SV/GOOSE智能转换模块也连接在以太网总线上，所述SV/GOOSE智能转换模块与所述I/O控制模块连接；所述SV/GOOSE智能转换模块还用于通过光纤与所述待测继电保护装置连接。

进一步地，还包括数据交换机，所述人机交互模块通过所述数据交换机连接在所述以太网总线上，所述数据交换机用于与待测继电保护装置连接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的继电保护装置检测系统包括I/O控制模块、通信检测模块，I/O控制模块用于向继电保护装置输入相应的模拟量或开关量；通信检测模块用于对待测继电保护装置接收到模拟量或开关量后，对待测继电保护装置的通信及规约一致性进行检测。本实用新型满足继电保护装置性能指标的检测要求，提升了继电保护装置的运行水平，提高检测结果的可靠性；还包括静态检测模块和动态仿真检测模块，分别用于对继电保护装置的保护功能和数模仿真功能进行了检测。本实用新型检测覆盖面广，实现了继电保护装置的全信息覆盖的多角度自动检测，检测过程自动化程度较高，减少了人工因素对检测结果的干扰，减小了检测项目漏检、错检的概率；提高了检测工作效率，缩小了研发周期，提高了继电保护装置适应整个系统运行的能力，为继电保护装置的研发、检测、电力用户运维等提供高效的技术支撑，进一步提升继电保护研发、运行、管理水平。

附图说明

图1为本实用新型的适用于继电保护装置的检测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明：

本实用新型的适用于继电保护装置的检测系统的实施例：

一种适用于继电保护装置的检测系统，如图1所示，包括包含标准化接线工装、人机交互模块、I/O控制模块、SV/GOOSE智能转换模块、通信检测模块，该检测系统适用于不同类型继电保护装置的功能和性能的准确性及可靠性、多角度的系统级别闭环检测，该检测系统适用于数字化继电保护装置和常规保护装置。

为了适应继电保护装置的检测需求，对继电保护装置的功能检测的更为全面，该检测系统还包括静态检测模块、动态仿真检测模块，该检测系统中通信检测模块、静态检测模块、动态检测模块和SV/GOOSE智能转换模块与待测继电保护装置和人机交互模块闭环组网及信息交互，人机交互模块、I/O控制模块、测试工装、通信检测模块、静态检测模块及动态仿真检测模块均连接在以太网通讯总线上，测试工装通过电缆与检测系统中的I/O控制模块连接，通过以太网线与系统中的数据交换机进行信息交互；I/O控制模块通过电缆与测试工装连接，SV/GOOSE智能转换模块也连接在以太网总线上，SV/GOOSE智能转换模块与I/O控制模块连接；SV/GOOSE智能转换模块还用于通过光纤与所述待测继电保护装置连接；人机交互模块通过数据交换机连接在以太网总线上，数据交换机用于与待测继电保护装置连接。其中，通信检测模块用于自动检测受检装置的通信及规约一致性；静态检测模块用于检测受检装置的保护功能(保护逻辑、出口时间、保护定值范围及精度等)；动态检测模块用于模拟变电站系统中各种复杂运行工况及故障，对受检装置进行动态模拟仿真检测。

下面对该检测系统的各个模块的功能做具体介绍：

1、标准化接线工装：将同一型号硬件的保护装置端子根据不同定义及用途(开入、开出、模拟量输入等)分别接线以带有接线端子的航空插头形式引出至相应可执行操作机构，智能板卡通过内置驱动程序识别信号识别不同的端子。实际应用时，对不同类型的待测继电保护装置，只需将待测继电保护装置放入标准化接线工装中，通过带有端子排的航头插头将待测继电保护装置与标准化接线工装互联，无须进行其它的接线操作，并通过开关控制相应输入或输出端子的节点来控制其相应功能。

2、人机交互模块：人机交互模块直观、易懂、易操作，该人机交互模块用于测试用例规范化编制、模块自动调用与协调、故障录波自动获取与分析、检测报告智能化管理。根据检测系统的需要，按照人体工程学原理设计出人机交互模块，该模块属于嵌入式软件，安装在PC机中，通过PC机界面进行检测用例的编制、特征字库编辑与管理、检测项目及检测用例库的创建和管理等一些列标准化、规范性脚本的处理。这些脚本是检测系统的根本，构成检测系统的数据库。另外，人机交互模块通过以太网线与装置进行信息交互，获取故障录波进行分析，同时与其它检测模块进行数据交换，对检测报告进行管理。

3、SV/GOOSE智能转换模块：针对数字化装置的系统运行环境需求，即需要专门光纤和电缆之间的转换模块。SV/GOOSE智能转换模块具有合并单元和智能终端的功能，能够实现DL/T 860.92(91)-2006与IEC61850-9-2的规约转换、数字化保护装置运行环境。与继电保护测试仪器(相当于一次设备)采用电缆连接，与保护装置采用光纤连接。可以输出标准的SV和GOOSE报文。对于常规测试保护装置则不需要通过SV和GOOSE报文转换，直接将I/O控制模块输出的模拟量和/或开关量发送给待测保护装置；对于智能保护装置将I/O控制模块输出的模拟量和/或开关量，经过SV/GOOSE智能转换模块转换成标准的SV和GOOSE报文，目的是真正模拟数字化装置在智能变电站中的运行环境，同时，实现常规装置与数字化装置检测用例通用，从而提高检测效率。

4、I/O控制模块：实现模拟量的自动注入和开关量的自动控制，根据通讯协议，编辑I/O控制模块与其它检测模块的接口程序，使其根据检测用例输出相应的模拟量和开关量，经过SV/GOOSE智能转换模块，转换形成标准的SV/GOOSE报文，然后通过光纤传输给待测保护装置。

5、通信及规约一致性检测：严格依据IEC61850标准，设计和开发配置工具和通信检测模块，该配置工具对ICD模型进行规范性、标准化自动检测，通过通信检测模块，对保护装置的遥信、遥测、遥控以及报告等进行实时信息检测，实现对保护装置规约与一致性检测。

6、保护功能标准化检测：设计和开发一静态检测模块，根据相关协议，编辑该模块与人机交互模块的接口程序，系统通过人机交互模块根据检测项目自动加载检测系统数据库，同时调用I/O控制模块和智能检测组件，与人机交互模块进行信息交互，加载保护功能(保护逻辑、出口时间、保护定值范围及精度等)的自动测试用例配置文件对装置进行智能化、标准化进行检测。

7、动态仿真检测模块：系统对保护装置的保护功能测试完成后，调用动态仿真检测模块，使动态仿真检测模块与装置进行报文交互，旨在模拟变电站系统中各种复杂运行工况及故障，是对受测保护装置进行数模仿真检测，达到系统级多角度检测的目的，提高保护装置适应系统的稳定性。

8、故障录波分析与检测报告管理：系统在调用各个模块对保护装置进行检测完成后，系统调用人机交互模块与装置进行信息交互，获取故障录波并进行自动分析，另外，将故障条件、检测过程、判断标准与结果以PDF文本形式保存在人机交互模块的安装路径下，方便用户分析、查阅与打印。

利用本实用新型的检测系统对待测继电保护装置进行通信规约一致性检测、静态检测和动态仿真检测，其中，通信规约一致性检测、静态检测和动态仿真检测都属于现有技术，下面简单对检测的过程作出说明：

1)搭建智能检测系统，将待测继电保护装置放入标准化接线工装中，选择已连接好开入、开出、模拟量的端子板卡和相应的航空插头连接，检测过程中通过控制节点的闭合来控制模拟量或开关量的输入与输出，并对待测继电保护装置及各个模块进行IP地址分配。

同时，通过人机交互模块编辑标准化检测用例和配置文件，配置检测用SCD数据库，根据SCD数据库，进行虚端子连线，配置SV/GOOSE智能转换模块配置，并下载到智能转换模块和保护装置中；调用人机交互模块，用配置工具导出icd模型，并对icd模型进行配置形成配置文件，下载到通信检测模块以及I/O控制模块，动态仿真检测模块和静态检测模块加载检测脚本。

2)系统自动调用静态检测模块，自动加载检测用例，对受检装置进行保护功能检测。具体的，根据保护功能的测试要求，由I/O控制模块根据人机交互模块下发的检测用例自动注入相应的模拟量或开关量，然后I/O控制模块向待测继电保护装置输入模拟量或开关量，由待测继电保护装置输出的信号再次经过I/O控制模块传输给静态检测模块，由静态检测模块对待测继电保护装置的保护逻辑、出口时间、保护定值范围及精度进行实时信息检测，同时调用通信检测模块，再次校验通信规约一致性。

3)当保护功能检测完成后，系统将自动停止调用静态检测模块，同时调用动态仿真检测模块，然后按照不同故障类型在线自动对装置进行动态仿真检测。具体的为，根据模拟仿真功能的测试要求，由I/O控制模块根据人机交互模块下发的检测用例自动注入相应的模拟量或开关量，对于常规继电保护装置，由I/O控制模块向待测继电保护装置输入模拟量或开关量，常规继电保护装置输出的信号再次经过I/O控制模块传输给动态仿真检测模块，由动态仿真检测模块对常规继电保护装置的各种复杂运行工况及故障的模拟进行动态模拟仿真检测；对于智能保护装置，由I/O控制模块向待测继电保护装置输入模拟量或开关量，经过SV/GOOSE智能转换模块转换成SV/GOOSE报文，发送给智能继电保护装置输出的信号再次经过I/O控制模块传输给动态仿真检测模块，由动态仿真检测模块对智能继电保护装置的各种复杂运行工况及故障的模拟进行动态模拟仿真检测。

4)待测继电保护装置把保护变位信息、和/或开关量通过以太网发送给通信检测模块，其中，保护变位信息指待测继电保护装置收到I/O控制模块发送的故障量值和开关量后，装置发生保护动作信号、跳闸信号或告警信号行为均为保护变位信息。通过电缆传输给I/O控制模块，进行规约一致性检测，依次调用SV/GOOSE智能转换模块(只在所测试继电保护测试装置为智能装置时使用)、通信检测模块，自动加载待测装置模型文件，启动保护装置自动对点功能，对待测继电保护检装置进行通信及规约一致性检测。具体的，根据通信及规约的测试要求，由I/O控制模块根据人机交互模块下发的检测用例自动注入相应的模拟量或开关量，然后I/O控制模块向待测继电保护装置输入模拟量或开关量，由待测继电保护装置输出的信号再次经过I/O控制模块传输给通信检测模块，由通信检测模块对待测继电保护装置的遥信、遥测、遥控以及报告等进行实时信息检测(分常规和数字化两种情况)。

5)待所有项目完成检测后，系统将调用人机交互模块自动获取故障录波以及各类检测数据，形成最终的检测报告，供查询和打印。检测记录自动存储，历史记录可获取与分析，通过调用人机交互模块，与装置进行信息交互，调取装置内部日志以及故障录波，并自动进行分析；通过人机模块，调出检测日志界面对检测记录进行查询与分析，在测试日志模块可按测试类别、详细类型及装置地址，测试结果，测试时间进行过滤。双击表格中的文件名即可查看测试报告。报告以时间命名、PDF文本格式保存在人机交互模块安装目录report文件夹下。

其中，检测项目制定、测试用例制作与下装：根据测试需求将装置测试项目分为16种类型检测用例：定值初始化测试、各种保护功能测试、模拟量测试、模拟量门槛递增测试、模拟量门槛递减测试、0死区测试、周期遥测测试、遥测品质测试、主站遥控测试、主站遥信测试、主站定值测试、压力测试、积分电度测试、3U0及I0检测、装置失电测试。通过编辑脚本进行编辑，编辑好的用例存放在安装包atomic文件夹下；

在检测过程中可对保护定值进行修改，启动智能测试组件模块，通过远动主站读取测试用例中保护定值数据部分，远方自动控制修改保护装置的定值，远动主站为电力系统变电站中远动通信主站，为嵌入式软件，该软件镶嵌在检测系统中的人机交互模块中，人机交互模块通过远动主站对待测装置的保护定值进行读取、修改、下装等操作。

本实用新型的适用于继电保护装置的检测系统，与人工检测系统相比，具有突出的优点：该检测系统检测覆盖面广，检测过程自动化程度较高，检测用例标准化及复用性较高、系统级的闭环测试。检测的保护装置种类广泛，不仅适用于常规站保护装置，而且还适用于智能站保护装置，提高了检测工作效率，缩小了研发周期；实现了检测用例的标准化和复用性；通过检测系统中的实时仿真系统模拟系统各种故障对装置进行数模动态仿真分析，提高保护装置适应系统运行能力。

以上给出了具体的实施方式，但本实用新型不局限于以上所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种适用于继电保护装置的检测系统，其特征在于，包括编辑检测项目和配置文件的人机交互模块、提供模拟量和/或开关量的I/O控制模块、用于安装待测保护装置的测试工装、检测通信规约是否一致的通信检测模块、检测保护功能的静态检测模块及模拟电力系统各种工况下的故障对待测装置进行动态仿真测试的动态仿真检测模块；所述人机交互模块、I/O控制模块、测试工装、通信检测模块、静态检测模块及动态仿真检测模块均连接在以太网通讯总线上，所述I/O控制模块通过电缆与所述测试工装连接。

2.根据权利要求1所述的适用于继电保护装置的检测系统，其特征在于，还包括SV/GOOSE智能转换模块，所述SV/GOOSE智能转换模块也连接在以太网总线上，所述SV/GOOSE智能转换模块与所述I/O控制模块连接；所述SV/GOOSE智能转换模块还用于通过光纤与所述待测继电保护装置连接。

3.根据权利要求1所述的适用于继电保护装置的检测系统，其特征在于，还包括数据交换机，所述人机交互模块通过所述数据交换机连接在所述以太网总线上，所述数据交换机用于与待测继电保护装置连接。