[发明专利]一种基于IEC61850的数字化保护全自动测试装置及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及继电保护测试领域。

背景技术

智能变电站是新一代变电站的技术发展趋势，继电保护作为自动化系统的重要部分，受电子式互感器、计算机网络通讯技术和IEC61850通讯标准的影响，也上升为数字化保护。对继电保护的测试工作也要相应的跟上数字化的步伐。目前，智能变电站调试工作量大、工程周期长、重复性工作多，而且要求调试人员对智能变电站的系统结构、测试方法等非常熟悉，由于大量调试工作是人工手动完成，从而经常出现错检、漏检、重复性工作。

长期以来，继电保护的测试工作希望尽可能减少人工干预，甚至是做到测试过程不需人员的监视和操作，也能高效有序且全面的测试，即全自动化的继保测试。要实现这点，就需要测试仪与被测设备之间具有数据通信能力，测试仪能获得设备的基本信息和定值，能在测试过程对设备进行投退保护、切换定值组等操作。数字式继电保护装置采用统一信息模型，按照统一的通信标准接入变电站通讯网络，拥有很好的互操作能力和全自动测试的潜力。

继电保护的全自动测试，是指测试系统连接设备后，不需要人工操作，就能够自动识别被测设备的基本信息，根据设备的一系列定值参数自动生成测试计划、任务，计算出试验数据，有序的发送测试信号，然后捕获动作情况，分析保护性能，完成所有试验任务后，测试系统根据所有的试验数据和测试结果，进行分析，生成一份完整的测试报告。

要实现全自动化测试，很重要的一点就是要求测试系统和被测设备之间，具有数据通讯能力，测试系统能从保护装置获取必要数据，还能对设备进行切换保护操作。早期的继电器保护没有数据通讯能力，所有的保护参数都必须通过手工输入到测试装置，根据仪表的显示，人工分析测试结果和整理报告，不可能有什么自动测试。而微机保护具备了数据通讯能力，可将设备本身的参数、状态传送给测试仪。但旧的继保通讯规约传输的内容单一，存在不合理、数据的自描述能力低等问题，再加上各厂家制定的私有通讯连接，使设备之间的通讯兼容性差。所以要针对各个厂家生产的继电保护进行自动测试，会遇到诸多困难：

(1)通用性差，自动化测试只能针对某厂家某型号的产品；

(2)自动化程度低，大量试验参数还需要测试人员手工配置、输入，不能做到真正的自动测试；

(3)传统微机型保护的保护方式投运必须要有硬压板接线，对应在测试过程要更改保护方式，就要调整面临开入插件的接线，在现有的条件下，人工操作是不可避免的。

发明内容

本发明提出了一种基于IEC61850的数字化保护全自动测试装置及其测试方法，目的在于能够实现全自动继电保护测试。

一种基于IEC61850的数字化保护全自动测试装置包括数字式保护装置、上位机和下位机，所述下位机与被测设备的过程层进行连接，数字式保护装置、下位机和上位机之间彼此实现数据交互，上位机通过以太网接口与站控总线接口连接。

一种基于IEC61850的数字化保护全自动测试方法，它是基于以下装置实现的，所述装置包括数字式保护装置、上位机和下位机，所述下位机与被测设备的过程层进行连接，数字式保护装置、下位机和上位机之间彼此实现数据交互，上位机通过以太网接口与站控总线接口连接，所述测试方法是通过以下步骤实现的：

步骤一、上位机请求获得数字式保护装置的信息模型，并读取关于保护的基本信息；

步骤二、数字式保护装置返回数据，上位机对其数据进行分析，调用对应的测试模块，指定测试计划，根据参数进行暂态计算，获得试验数据，并完成SV(SampledValue，即采样值)、GOOSE(GenericObject-OrientedSubstationEvent，是一种面向通用对象的变电站事件)通信APDU(ApplicationProtocolDataUnit，应用协议数据单元)的构建和编码；

步骤三、上位机将SV、GOOSE报文发送至下位机，下位机准备进行测试；

步骤四、开始测试后，下位机将被测设备的运行和动作情况通过SV报文和GOOSE报文的方式发送给上位机；

步骤五、上位机接收并解析下位机发送的GOOSE报文；

步骤六、当检测到继保装置发出动作命令后，下位机进行后期处理计算，并将测试结果上传至上位机中；

步骤七、将上位机与被测设备实现数据通讯，数字式保护装置将继保装置发出动作命令后的动作情况上传至上位机，上位机将数字式保护装置和下位机分别发送的报告进行比对，并将对比结果记录到测试报告中；