智能变电站二次系统通讯测试研究

王高飞　范子文

摘要：文章依据IEC61850、技术导则等智能变电站相关标准规范，描述了智能变电站通讯系统中模型数据测试、网络系统测试、过程层测试等测试项目及方法，为变电二次运维人员验收调试提供基础，具有一定的推广意义。

关键词：智能变电站；二次系统；通讯测试；模型数据测试；网络系统测试；过程层测试 文献标识码：A

中图分类号：TM76 文章编号：1009-2374（2015）32-0008-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.005

1 概述

随着智能变电站大量投入运行，急需对其站内设备的验收调试项目及测试方法进行研究，由于智能变电站均为数字信号传输且全部依赖网络通讯，因此其通讯测试对智能变电站运行具有重大作用。

2 通讯测试

2.1 模型数据测试

智能变电站的全站配置文件也就是SCD文件，是用来描述站内功能的，是联调和测试的基础，需要根据设计单位的要求，由装置厂家和集成商共同完成。因此，其最终版本的正确性和有效性必须进行验证。

2.1.1 文档检测。文档检测项目包含模型实现一致性声明、协议实现一致性声明、协议实现额外信息三部分。

文件版本检查包括：MICS文件（模型实现一致性陈述文件）：MICS是系统或装置所支持的标准数据对象模型的详细内容，表示了装置建模的能力；PICS文件（协议实现一致性陈述文件）：PICS是装置或系统完成功能的能力描述，检查其是否实现工程应用的能力；PIXIT文件（协议实现外的测试描述文件）：PIXIT包含系统特定的信息，包括标准可选参数的具体实现。

2.1.2 装置ICD文件的合法性静态检测。此项中应进行模型合法化检查、SCL内部合法性检查、SCL应用检查，要求ICD模型必须符合《变电站通信网络和系统》（DL/T 860-6）。

2.1.3 报告模型。测试根据数据集的配置产生报告，并采取缓存和非缓存方式上送报告的功能。

2.1.4 通用变电站事件模型。测试变电站内快速报文的传输功能。

2.2 网络系统测试

这里用于智能变电站的网络系统进行功能和性能测试，检验智能变电站的网络节点（工业以太网交换机）的功能性能是否满足需求，验证整站运行后的网络流量是否正常，同时保证网络系统为今后的变电站升级做好性能和功能冗余。按照智能变电站网络拓扑结构图，建立网络系统测试环境，组网后对智能变电站过程层、间隔层、站控层等网络（SV网、GOOSE网、MMS网）经过采样数据流、分析数据流、构造数据流，搭建更加真实的、复杂的智能变电站网络环境，分别发送极限流量和常规流量，测试出整站系统级的网络数据交换性能和功能，以确保智能变电站关键组网设备的功能和性能满足要求，并适应今后一段时间的发展需求。需要测试交换机802.3q具有优先级处理功能；检查VLAN能够正确隔离不同的VLAN数据。

2.3 过程层调试

过程层调试包括智能操作箱和合并单元的调试，调试的主要依据为各设备的调试大纲，调试前各厂家需要提供设备的模型文件，系统集成商完成模型文件合法性的检测。合并单元调试时如果互感器输入的型式为非传统测试接口，合并单元厂家需要提供接口转换装置模拟一次互感器输出。

2.3.1 合并单元测试：母线电压合并单元电压并列方法：模拟现场实际并列条件（由操作箱发相关信号到MU）进行测试；间隔合并单元电压切换方法：合并单元根据采集到的线路实际运行方式进行电压切换。

2.3.2 操作箱测试：固有动作时间：用数字化测试仪模拟跳闸令，将操作箱跳闸报文接回测试仪，从测试仪可以看到操作箱的固有动作时间；soe测试：利用网络记录仪或者用第三方软件抓包测试；跳闸确认报文：利用网络记录仪或者用第三方软件抓包测试。

2.3.3 关联测试：（1）后台与装置建立关联，然后释放关联，测试连接是否能够正确建立和释放；（2）运行多个客户端同时与装置建立关联，测试装置最大能够建立的关联数；（3）后台与装置建立关联，然后重启后台，检查后台与装置是否能够恢复连接，记录恢复所需时间；（4）后台与装置建立关联，然后重启装置，检查后台与装置是否能够恢复连接，记录恢复所需时间；（5）后台与装置建立关联，然后断开网络线，检查后台与装置是否能够检出通讯故障，记录检出故障的时间；（6）检查后台与装置是否能够恢复连接，记录恢复所需时间；（7）后台与装置建立关联，然后断开网络线，当后台或装置检出通讯故障后插上网络线，检查后台与装置是否能够恢复连接，记录恢复所需时间；（8）后台与装置建立关联，然后断开网络线，当后台与装置均检出通讯故障后插上网络线，检查后台与装置是否能够恢复连接，记录恢复所需时间。

2.4 间隔层调试

间隔层调试对象为保护测控装置，调试的主要依据为各设备的调试大纲，调试前各厂家需要提供设备的模型文件，系统集成商完成模型文件合法性的检测。对单装置调试时带MU测试。在进行间隔层设备调试时，可以使用过程层设备作整组试验，同时检测交换机的配置情况，其中包含测控功能检验、常规四遥功能测试、同期功能测试、保护功能检查、采样精度测试。

2.5 其他功能测试

任选一台测控装置进行如下功能测试试验，包括开关量防抖动功能、通讯监测功能、SOE分辨率测试等。每种操作箱任选一台，将SOE分辨率测试仪发出的相隔1ms的空接点脉冲信号输出接入到不同装置或同一装置的两个开入回路（注意开入电源的匹配），通过检查这些开入的SOE时间记录相差值来检查SOE分辨率。

2.6 间隔层防误闭锁功能测试

间隔层防误闭锁功能检查以五防闭锁逻辑图为依据，测试正反逻辑。一方面，需要任选一测控装置，在满足五防闭锁条件下进行相关操作，验收相关操作是否只能成功；另一方面，需要任选一测控装置，在违反五防闭锁条件下进行相关操作，验收相关操作是否被闭锁。另外，当间隔装置检修，其他间隔装置通讯中断时能否正常工作。

2.7 站控层调试内容

在进行间隔层设备调试的同时开展站控层设备的调试，SNTP对时，一体化五防、顺控功能。要求：定值排序及描述符合《IEC61850国际标准工程化实施技术规范》（送审稿）要求，支持定值召唤、编辑及定值区切换。录波文件命名及头文件格式应符合《IEC61850国际标准工程化实施技术规范》（送审稿）要求。监控系统必须支持双网工作模式，能正确判断网络通讯情况并告警。装置能正确解析和处理年、月、日、时、分、秒信息。

3 结语

本文针对智能变电站二次系统通讯测试项目及方法进行了详细研究，按照分层分级的原理进行描述，这也为智能变电站投运前验收及运维过程中的测试项目及要求提供了理论支撑。

参考文献

[1] 智能变电站技术导则（Q/GDW383-2009）[S].

[2] 樊陈，等.智能变电站信息模型讨论[J].电力系统自动化，2012，36（13）.

[3] 朱炳泉，等.基于IEC61850GOOSE技术的继电保护工程应用[J].电力系统自动化，2009，33（8）.

作者简介：王高飞（1981-），男，供职于西电三菱电机开关设备有限公司，研究方向：电力系统一、二次设备的调试；范子文（1985-），男，供职于西电三菱电机开关设备有限公司，研究方向：电力系统一、二次设备的调试。

（责任编辑：周 琼）