我國數字化繼電保護測試儀現狀及擴展趨勢

我國數字化繼電保護測試儀現狀及擴展趨勢

摘要：數字化保護裝置與傳統保護裝置相比，在輸入、輸出信號的傳輸方式和傳輸介質等方面均發生了根本變化，本文結合數字化繼電保護測試儀的測試及工程應用，展現了數字化繼電保護測試儀的現狀及其擴展趨勢。

數字化變電站三個主要的特征就是“一次設備智能化，二次設備網絡化，符合IEC61850標準”，即數字化變電站內的信息全部做到數字化，信息傳遞達成網絡化，通信模型達到標準化，使各種設備和性能共享統一的信息平臺。這使得數字化變電站在系統可靠性、經濟性、維持簡便性方面均比常規變電站有大幅度提升。是未來電力系統的擴展方向。

數字化保護裝置與傳統保護裝置相比，與外部的接口發生了巨大變化，保護裝置的A/D變換、隔離器件均作為智能一次設備的一部分，達成數字化保護裝置的所謂“近過程化”，這種數字化保護裝置與過程層的連接介質全由光纖取代，電壓電流通過采樣值SV傳輸。

隨着數字化變電站在我國電力系統的推廣和應用，采用SV采樣值報文傳輸電壓/電流信號、GOOSE傳輸開關量信號的數字化保護裝置已經研制出來，需要研究新的測試儀和測試環境，達成對數字化保護裝置及數字化變電站的測試。

數字化繼電保護測試儀的特點

結合數字化保護裝置及數字化變電站的測試應用，數字化測試儀與傳統測試儀相比具有如下特點：

輸入輸出變化。數字化測試儀輸出SV采樣值和GOOSE報文，輸入接收為GOOSE報文，傳統測試儀輸出為模擬量和開關量。

連接介質變化。數字化測試儀與被測設備連接介質為光纖，通過光纖以太網與被測設備交互數據，傳統測試儀與被測設備的連接介質為硬接線。

硬件達成更加簡單。隨着輸入輸出和連接介質的變化，數字化測試儀的硬件達成也發生了根本變化，輸出SV的值可完全由軟件計算得到，不再需要D/A回路、功率放大器的幫助，開入開出回路也簡化甚至取消。

軟件達成更加復雜。數字化測試儀很多以前由硬件達成的性能現在均可有軟件達成，軟件處理的復雜性增大。

可靠性的提高。數字化測試儀與傳統測試儀相比，硬件數量有了大幅度的下降，降低了硬件出錯的概率。

成本的減少。由於硬件達成發生了根本變化，測試儀的成本有了大幅度下降的空間。軟件開發的成本雖然會上升，但軟件的可重復拷貝性也降低了軟件的成本，並且隨着測試儀可靠性的提高，維持成本也會相應下降。

數字化繼電保護測試儀現狀

國內數字化測試儀的推出也有將近2年時間，數字化測試儀在性能、性能方面也在不斷完善和提高，下面結合目前國內外常見的數字化測試儀，就數字化測試儀的現狀做一個簡單的分析：

數字化測試儀在目前數字化變電站測試中發揮了重要作用。以鄭州吳河工程為例，利用數字化測試儀所進行的測試項目有：

輸出格式不斷完善。數字化測試儀輸出的SV格式最初為61850-9-1，目前基本能同時幫助9-1和9-2LE格式的選擇。輸出的GOOSE格式最初為DA個數，目前基本能同時幫助DA和DO格式。

性能還不完善。數字化測試儀作為一種繼電保護測試儀，需要能夠滿足繼電保護性能測試的需要，但目前各個廠家達成的性能均還不完善，如狀態序列菜單、整組菜單、遞變菜單等常用菜單等都還有性能缺失。

配置性能還有待完善，目前數字化測試儀的配置性能，從方便性、性能完備性上都還有很大的提升空間。

規約一致性得到了很大提升。目前國內各繼電保護生产廠家開發的數字化保護裝置，在符合61850規約上均還有待完善的地方，SV、GOOSE達成的細節還有不一致的地方，數字化測試儀需要幫助各個廠家SV和GOOSE，需要在兼容性上不斷改進。隨着幾大繼電保護生产廠家的一致性測試和聯調，規約一致性得到了很大提升，目前數字化測試儀基本能夠兼容各個廠家的保護裝置測試。

軟件可靠性還需要提高。SV采樣值報文采用光纖以太網傳輸，以每周波采樣點數80點為例，每秒發送數據包速率達到4000包/秒，對軟件和硬件處理性能有了相應的要求，目前還有部分數字化測試儀出現發送SV丟點的情況。

間隔層數字化保護裝置的邏輯、定值、動作時間測試。

間隔層數字化電表、低電平信號輸入電表等的精度測試。

過程層設備的SV性能、GOOSE性能、動作時間測試。

過程層就地化保護的邏輯、定值、動作時間測試。

站控層SOE、開入雪崩等項目的測試。

通過實際應用，數字化測試儀對數字化保護裝置、部分過程層設備、站控層測試項目均可進行測試，基本能完成數字化變電站70%~80%的測試項目。

數字化繼電保護測試儀擴展趨勢

數字化繼電保護測試儀經過近2年的應用擴展，目前已基本可用於數字化保護裝置的測試，但目前不同的數字化測試儀均還存在部分缺陷，還有很大的提升空間。通過對數字化測試的特點、現狀進行分析，預測出數字化繼電保護測試儀的擴展趨勢如下：

結語

隨着IEC61850標準在我國電力系統的推廣和應用，目前國內各繼電保護廠家基於IEC61850標準的數字化裝置已基本開發出來，配套的數字化繼電保護測試儀也在緊密锣鼓開發、完善中。本文展現了數字化繼電保護測試儀的特點，通過分析數字化繼電保護測試儀和目前數字化變電站的現狀，提出了數字化測試儀的擴展趨勢，期望對數字化測試儀的研制和完善供應一些參考。