引言

智能電器裝置以及 IEC61850 使用的普及性增強。尤其對于電子式互感器以及智能斷路器，更使得自動化向著智能化的新時代邁進，現(xiàn)在，在我國對于數(shù)字變電的了解不斷深入，電網公司進入數(shù)字化水平的有數(shù)百座之多。我局的 220kV 三鄉(xiāng)變電站已于 2010 年完成數(shù)字化改造。而符合 IEC61850 標準過去使用的繼電保護和現(xiàn)行的數(shù)字化模式之間已經有了顯著的差異。而舊的辦法漸漸落后。對于新方法的采用在內容，方法，程度上效果都較好。也發(fā)生了不小的改變。

以模擬量輸出與開關量檢查為基礎的傳統(tǒng)繼電保護測試儀無法對采用 IEC 61850 技術的數(shù)字化繼電保護開展測試。各繼電保護測試儀生產廠家紛紛推出基于 IEC 61850 數(shù)字化技術的繼電保護測試裝置，但由于 IEC 61850 技術應用本身比較復雜，新產品的開發(fā)時間不長，周期很短，而真實工作可以借鑒的經驗不多，技術原則缺乏統(tǒng)一的標準，缺少規(guī)章等等，這類機械在某些基本應用中都無法完成測試。此外，因為工作的重點和內容的不一樣。型號不同的產品性能以及功能上有差異，這都造成了現(xiàn)場實際應用的不規(guī)范，不科學。無法實現(xiàn)繼電保護的測試需要，所以，應盡快實現(xiàn)數(shù)字繼電保護裝置的測量和試驗。將功能合理化規(guī)范化。

實現(xiàn)總體協(xié)調性。使繼電保護變得更有可行性。手段和方法更為正規(guī)。

1 檢測概況

1．1 檢測目的

IEC 61850 數(shù)字化繼電保護測試儀主要實現(xiàn)數(shù)字化及保護功能測試兩大功能。其 IEC 61850 功能要求能夠輸出基于 IEC 61850-9 的采樣值(SV)報文，并能配置 SVCB 的相關參數(shù)；能夠發(fā)布 GOOSE 報文并對其進行參數(shù)配置；能夠訂閱 GOOSE 報文，科學說明報文內容。過去的繼電保護裝置和現(xiàn)行保護測試差異不大，要采用測試儀的測驗狀態(tài)，順序，全體測驗等模塊作為保護裝置的實現(xiàn)系統(tǒng)。

檢測工作也是針對于上述兩方面來說的。當中有些部分不能作為發(fā)展的主要方面，使用的范圍也比較狹窄。在新標準當中已經被刪除，所以，檢測沒有關于 IEC61850-9-1 的內容，而只關注 SV(9-2) 和 GOOSE功能，想要實現(xiàn)測試內容的廣泛，選擇了、北京博電、許繼電氣、華東電氣、武漢豪邁、廣東昂立、成都天進等 6 個主要數(shù)字式繼電保護測試儀廠家的產品，力爭掌握目前 IEC 61850 數(shù)字化繼電保護測試儀的發(fā)展現(xiàn)狀及技術水平。

1．2 GOOSE 與 SV(9-2——檢查 SCL 文件導入、支持 IEC 61850 基本數(shù)據(jù)類型、開關量關聯(lián)、數(shù)據(jù)集描述等功能。

1.2.2 GOOSE 發(fā)布報文一致性檢驗——檢查發(fā)布的 GOOSE 報文的參數(shù)與數(shù)據(jù)是否與所配置的 GOCB 的參數(shù)一致。

1.2.3 GOOSE 發(fā)布功能檢驗——檢查 StNum 序號、SqNum 序號、Test 功能配置、GOOSE 發(fā)布機制等。

1.2.4 GOOSE 訂閱報文一致性檢驗——檢查訂閱 GOOSE 報文時是否按照 SCL 文件中的相關描述對 AppID，GOCB Reference 等進行檢查后接收。

1.2.5 GOOSE 訂閱功能檢驗——檢查 GOOSE 訂閱機制、斷鏈報警等功能。

1.2.6 GOOSE 性能測試——發(fā)布／訂閱*小分辨率檢查、發(fā)布／訂閱控制塊數(shù)量檢查、訂閱負荷測試、發(fā)布／訂閱延時測試。

1.2.7 SVCB 配置功能檢查——SCL 文件導人、電流電壓通道關聯(lián)、SVCB 參數(shù)配置等功能檢查。

1.2.8 SV (9-2) 發(fā)布報文一致性檢驗——檢查 SV 發(fā)布報文中的SVCB 參數(shù)及數(shù)據(jù)集成員是否與相應 SCL 文件中的描述一致

1.2.9 SV(9-2)發(fā)布功能檢驗——檢查采樣率、同步標志配置等。(10)SV(9-2)傳輸性能測試——報文發(fā)布間隔檢查、與 GOOSE 同步性檢查、SVCB 控制塊數(shù)量檢查。

1.2.10 SV 輸出準確度檢驗——輸出電壓、電流、相位的準確度檢查。

1.2.11 時間準確度檢查。

1．3 繼電保護功能的測試模塊檢驗

將數(shù)字保護與測試設備連接起來，找到其通用辦法，進行順序調整，間隔保障，全體實驗等方面的模塊，嘗試進行接地，故障，短路等狀態(tài)，以保證功能模塊選用的正確，從而對于測試儀的可操作性進行評價。

1．4 檢測平臺及依據(jù)

以現(xiàn)行技術辦法和裝置作為基礎。在實驗室中實現(xiàn)一個測試模型，全部繼電保護的測試裝備都要以這一平臺作為要素。測試平臺與工具分別如圖 1 及表 l 所示。

現(xiàn)在，國內的規(guī)范發(fā)展水平還較為落后，繼電保護裝置的應用原則和辦法沒有獨立的**的參考標準，也只能夠參考過去的舊有規(guī)范。例如 DL／T 624《繼電保護微機型試驗裝置技術條件》，并將 DL／Z 860(IEC61850《) 變電站通信網絡和系統(tǒng)》、Q／GDW 396-2009(IEC61850 工程繼電保護應用模型》等數(shù)字化繼電保護相關技術標準作為檢測依據(jù)。

2 檢測方法

2．1 GOCB，SV 配置功能檢查

考察其是否能夠實現(xiàn)代替以及導入使用 SCL 文件的功能，能不能實現(xiàn)準確錄入相關的數(shù)據(jù)集合參數(shù)等等，檢驗它是不是支持基本數(shù)據(jù)，并確保其通過 GOCB 的數(shù)據(jù)集，實現(xiàn)手動配置。檢驗能夠實現(xiàn)開出和開入的連接功能以及取消功能，數(shù)據(jù)集內容和數(shù)據(jù)通道是否可以相互溝通，實現(xiàn)工作的完成。

2．2 GOOSE，SV 報文一致性測試

利用 MMS Ethereal 軟件截取測試儀所發(fā)送的 GOOSE，SV 報文，檢查報文中信息是否與手動配置或 SCL 文件中的描述一致。對于 GOOSE報文，應檢查 MAC Address，VLAN ID，Priority，AppID，GOCB reference，Time Allowed to Live，Dataset reference，GOOSE ID，Config Revision，Data 等參數(shù)及數(shù)據(jù)；對于 SV 報文，檢查 MAC Address，VLAN ID ，Pri－ority，AppID，NoASDU，SV ID，Data 等參數(shù)及數(shù)據(jù)。

2．3 GOOSE，SV 發(fā)布功能檢查

利用 MMS Ethereal 軟件。監(jiān)視測試儀所發(fā)送的 GOOSE，SV 報文，當事件發(fā)生變化后，GOOSE 報文中的 StNum 應增加，SqNum 應清零：實現(xiàn)重新配置或者重啟機器之后，一般條件下 GOOSE 報文中 sqNum 與stNum 應當顯示為 1，確認控制塊是否具備人工配置的能力，并且得到SV 報文的速度和效率。檢驗控制塊當中的其他必要元件是否具備人工配置能力。

2．4 GOOSE 訂閱功能

對于同一 GOOSE 控制塊．利用 CMC256 作為報文發(fā)布者，被測測試儀作為報文訂閱者。在 CMC256 軟件中修改 GOOSE 控制塊 MAC，Ap－pID，GOCB reference 等參數(shù)，考察被測儀器是不是把上面的參數(shù)作為下一步工作的出發(fā)點來接受報文，觀察 CMC256 實現(xiàn)變位能力以后測試是不是可以清楚而明確的實現(xiàn)顯示，發(fā)送雙點信息也必須明確是不是正常接收的狀態(tài)以及實現(xiàn)。

2．5 SV 發(fā)布性能及同步性測試

連接報文記錄分析裝置和測試裝置，將內部單元時間的 SV 報文進行記錄規(guī)劃。因為記錄分析裝置的解碼方法是 FPGA，它的特點是準確度高。等級上達到 ns，所以能夠將其用作 SV 報文發(fā)送的等間隔性。周波 80點采樣的 SV 報文，其發(fā)送間隔應為 250μs。另外，在測試儀中模擬各電流電壓通道幅值突變，同時 GOOSE 中的事件發(fā)生變位，報文記錄分析儀記錄此時的報文，可以檢查 SV 內部各通道之間的同步性以及與 GOOSE報文發(fā)布的同步性。

3 存在的主要技術問題

通過恰當?shù)臋z驗，廠家和廠家之間應當依據(jù)檢驗結果找到恰當?shù)霓k法，并有針對性地進行產品改進。

這些產品基本上屬于合格，能夠實現(xiàn)基本的配置工作。也能夠實現(xiàn)必要的測試，不過，仍然在某一范圍和使用前提下屬于非合格品。舉例如下：

3.1 GOOSE 發(fā)布／訂閱功能對 IEC 61850 中的基本數(shù)據(jù)類型支持不夠**。只有少數(shù)產品能夠支持 IEC 61850 的所有基本數(shù)據(jù)類型，大多數(shù)產品只能支持 Boolean，Dbpos，Timestamp 3 種數(shù)據(jù)類型。因此，當GOOSE 發(fā)送的數(shù)據(jù)集(DataSet)中存在其他數(shù)據(jù)類型時，GOOSE 將不能正確地發(fā)布 GOOSE 報文。為了保證 GOOSE 發(fā)布／訂閱功能的完善性，應實現(xiàn)對 IEC 61850-6 中的基本數(shù)據(jù)類型的**支持，包括 Boolean，Int，F(xiàn)loat，Enum，Dbpos，Quality，Timestamp，VisString，Struct 等。

3.2 SEE 輸入方面不夠科學，數(shù)字繼電要求人員的控制能力，參數(shù)等有較強的配置規(guī)劃能力，并且以程序化為主，一些生產者的配置能力還僅僅是人工化的，使得工作的效果差，能力低，并可能發(fā)生配置誤差，所以，應當具有支持 SCL 文件的能力，并將必要自動配置的模塊實現(xiàn)自動化智能化，提升工作效率。檢查后得出結論，很大一部分產品不能支持 SCL 文件的使用，經過細心研究進行調試后，雖然實現(xiàn)了導入工作，不過一些功能上不健全，沒有必要的信息提示，以及無法穩(wěn)定持續(xù)工作的效果。

3.3 測試儀均已具備 GOOSE 控制塊、SV 控制塊手動配置功能，不過功能上有所缺失，也不能方便使用。出現(xiàn)了手寫功能的數(shù)據(jù)和導入功能之間產生偏差，對于使用方來說引起了不小的麻煩。

3.4 有相當一部分生產者沒有遵守 IEC61850 標準和相應的技術守則，只是程度上有所不同。有一些對于 DA 屬性的范圍掌握不當，并配置冗余參數(shù)，該清零的地方不清零。改變值的地方不變值。造成很大困難。

3.5 將自身看做 GOOSE 程序的訂閱者，應當具備如果發(fā)生GOOSE，能夠實現(xiàn)自動報警。保護器和測試儀器中如果產生斷鏈的時候，也應當具備提醒的功能，使測試人員收到信號，測試設備對于各種控制模塊，如果在規(guī)定的時間內沒有感受到心跳報文，就可以將其作為斷鏈的標志信息并將其作為報警的直接標志。

4 結束語

數(shù)字繼電在我國的發(fā)展尚未成熟，而規(guī)范上也較為簡陋，無法適應實際需要。不能實現(xiàn)大范圍統(tǒng)一的狀態(tài)。不同的型號所帶來的性能和差別也很大。對實際中的選用方面帶來的隱患較多。所以，應當盡快實現(xiàn)技術規(guī)范和條件，設施等的統(tǒng)一，并實現(xiàn)將其應用于提升數(shù)字測試儀的能力。生產數(shù)字繼電保護測試的生產者為了功能上的**，能夠支持多種型號和規(guī)格。但是，因為多而雜，就不利于專業(yè)性能的發(fā)揮，使得某些地方存在嚴重的使用缺陷。生產者應當將實際需要和質量的保證相結合，做到二者之間地充分結合。才能保證裝置工作能向著更好更穩(wěn)定的方向發(fā)展。