智能变电站二次设备系统级调试方法分析

赵庆磊 姚原

摘要：随着社会经济的发展，用电量的增多，对我国的变电站提出了更高的要求，相比于传统的变电站之间独立信息不通的情况，智能变电站明显改变了这一情况，将各种设备融为一个整体，设备间的联系更加紧密，信息交流更加顺畅，实现了在站内信息的数字化、通信平台的网络化、信息共享的标准化，智能变电站主要完成二次系统信息的采集、测量、控制、保护以及计量等功能。二次设备系统作为智能电网的重要环节，二次设备系统调试方法直接影响到智能变电站的正常运行，所以采用合适的调试方法可以缩短电网建设周期，降低建设成本，达到经济效益和环境效益的统一。

关键词：智能变电站;二次设备;系统调试方法

1智能变电站二次设备系统结构分析

智能变电站二次设备系统主要分为过程层、站控层、间隔层。过程层由一次设备及其智能终端、合并单元以及在线监测装置构成，主要负责变电站的电力分配、变换、计量、测量、控制和保护等功能;间隔层由继电保护装置、测量控制装置、故障录播等二次设备构成，主要负责过程层和站控层的网络通信，确保整个系统的网络通信安全、稳定，并具有闭锁功能，一旦电力系统出现故障，可以对一次设备进行保护，防止一次设备带病运行，提高一次设备运行稳定性和安全性;站控层由电力自动化系统、通信系统、站域控制系统以及对时子系统构成，主要负责全站或者一次设备的测量和控制，并自动对一次设备数据采集和监控、操作闭锁以及数据相量、电量数据信息的采集。二次系统昀主要的特点就是高度的集成化，所有设备作为一个整体，信息在其中相互传递并进行处理，效率非常高。在保护方面二次系统是与变电站的控制中心通过无缝技术连接的，昀大程度上保证了变电站的安全。另外一个特点就是自动化程度高，能实现智能的目的。

2智能变电站二次设备系统调试内容

第一，智能变电站二次设备系统运行过程中，需要对测量控制装置、继电保护装置、合并单元进行检查，还要根据合并器与跨间隔保护进行同步检查设备系统运行工况。在调试的时候，还要重点检查电压合并器的切换效率和并列功能。第二，二次设备系统开关量联调检查。在测试开关量联调时，主要检查二次设备系统的响应速度、延时情况以及智能终端显示值是否正常显示;智能终端设备和间隔层互相测量控制装置和保护装置的功能是否正常，两者之间是否可以实现网络通信和设备闭锁功能。第三，检查监控系统与间隔层设备的联调试验，两者是否可以实现通信正常。第四，二次设备远动通信系统是否正常，发送报文信息是否符合电力系统运行要求，二次设备系统具备遥信量、遥测量以及报文信息相互连通，并清晰显示出来。

3智能变电站二次设备系统调试方法分析

3.1一致性测试

一致性测试主要是检验智能电力监测通信接口是否与智能变电站通信标准一致，否则影响到整个二次设备系统的网络通信功能。一致性监测主要通过通信链路上的数据流和访问组织、帧格式、时钟同步、定时、电平以及位顺序等有关标准是否一致，一致性测试是互操测试的前提和基础，可以提高各个站层网络通信协议之间的互操性的概率。一次性测试主要采取黑盒测试，检测网络系统软件的每一个功能是否能够正常使用。在测试过程中，将程序看成不能打开的黑盒子，在不考虑程序内部结构和特性的前提下，连接网络程序接口进行测试，检查二次设备系统程序功能是否按照变电站系统设计需求以及说明书规定的方式正常打开。通过黑盒测试，可以及时发现系统功能是否正常，设计内容、界面措施、输入和输出措施、数据访问错误等错误内容，而且这个过程不需要人工去完成检测，中需要运行程序直到程序崩溃，找到程序崩溃的原因就可以了。但是黑盒测试结果取决于测试用例的设计，而测试用例的设计主要来源于程序员的经验，没有状态转换的概念，大部分成功的测试用例主要针对PDU，无法根据被测试程序进行状态转换，所以确定程序崩溃的原因比较麻烦。

3.2全场景测试法

全场景测试法是将智能变电站二次系统作为一个整体，对整个智能变电站的二次设备系统的通信网络、合并单元、继电保护装置、智能控制柜等内容进行测试。在检验智能变电站二次设备系统各项性能的时候，需要确保各个接线的完整性和输入信息的完整性。其具体操作方法如下：将开关模拟器、采集模拟器、测量模拟器等设备，模拟开关设备模拟智能操作箱的开关命令，模拟变电站开关系统以后将其发送到无线控制主機，无线控制主机则通过采集模拟器和开关模拟器的时间校正完成系统测试和时钟同步对时。通过计算机仿真软件，模拟变电站的运行状态，并将仿真结果输出显示达到控制整个变电站调试过程，然后通过开关模拟器的发布开合操作命令。昀后将仿真模拟结果发送到采集模拟器，然后通过光纤通信系统将结果输出各个合并单元，根据合并单元的数据，判断二次设备系统存在的问题。

3.3集成测试

智能变电站的二次设备系统为了完成对整个智能变电站的统一调度和控制，将各个子系统集成到一起，从而实现统一的控制管理。集成测试也称之为组装测试或者联合测试，指在单元测试的基础上，将所有的模块按照设计要求组装成子系统或者系统进行集成测试。一些模块可以独立完成工作的，但是连接系统以后，无法正常运行，从而可以发现模块存在的问题，确保整个二次设备系统有效运行。集成测试必须按照《软件概要设计规则说明》进行，集成测试可以确保二次系统各个单元组合在一起后可以按照既定设计的意图进行运行，确保增量行为的正确性，测试内容包括单元间接口、集成后的功能实现。

3.4网络通信的测试

在智能变电站的二次设备的检测中，由于网络是传递信息的载体，所以也有必要对网络通信情况进行考察。在这方面主要对网络的延时情况、网络的通信接口和通信功能进行检测，前两项对于传递信息的可靠性和实时性有着巨大的影响，第三项的通信功能的测试主要通过中断网络连接和通信来执行，观察设备是否会出现网络中断等信息。在进行的设备检测中要有两点需要特别注意，即采样的同步性测试和装置的时钟的准确度校验，这两项对与精度和准确度来说都有很高的要求，而这两项的精度对于变电站起到的保护作用也是很大的。对于前者来说，主要通过对电流和电压进行采用同步性测试;对于后者来说，由信号源提供时钟信号，由采集装置进行信号的采集来与标准的时钟进行对比。

4结语

智能变电站二次设备系统是实现智能变电站各个系统单元通信安全性和稳定性的关键。因此，必须做好智能变电站二次设备系统调试工作，根据系统的情况，采用合适的测试方法，只有这样才能对智能变电站的可靠性、实时性、有效性等进行正确的评估。

参考文献

[1]王宏宇.浅析智能变电站二次系统的调试[J].科技创新导报，2018

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[2]王晓卉，王慧楠.对智能变电站二次系统调试方法的分析与认识[J].数字通信世界，2018（4）.

[3]陈颖.智能变电站二次系统调试流程及相关问题探讨[J].建筑工程技术与设计，2016（16）.

作者简介：赵庆磊（1988.11）;男;天津;汉;本科;中级工程师;研究方向：变电检修、试验。

姚原（1990.03）;男;安徽;汉;本科;中级工程师;研究方向：变电检修、试验。