0 引言

電力系統(tǒng)繼電保護等二次設(shè)備在電網(wǎng)穩(wěn)定運行中起著舉足輕重的作用，但保護裝置自身可能存在一定缺陷，隨著運行時間的增加，潛在問題逐一顯現(xiàn)。繼電保護定期校驗是發(fā)現(xiàn)和處理各種潛在缺陷的重要手段［1］。發(fā)電機繼電保護裝置（以下簡稱發(fā)電機保護裝置）是一種在電力系統(tǒng)中發(fā)電機發(fā)生故障或不正常運行時，動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動化裝置。根據(jù) DL／T 995—2016《繼電保護和電網(wǎng)安全自動裝置檢驗規(guī)程》的要求，需對發(fā)電機保護裝置進行定期校驗。保護設(shè)備定期校驗的主要目的是發(fā)現(xiàn)并處理隱性缺陷［2］。按照常規(guī)的校驗?zāi)Ｊ?，維護人員使用繼電保護測試儀（以下簡稱繼保測試儀），根據(jù)不同的保護類型，手動接線，通入電壓電流，查看保護動作情況，記錄校驗數(shù)據(jù)，整理校驗報告。整個過程完全為手動操作，對維護人員的技術(shù)水平要求較高。在校驗過程中還可能存在人因失誤，比如誤操作導(dǎo)致人為加入過大的電壓或電流而損壞被校設(shè)備。與此同時，對于有多臺同一個型號裝置的情況，需換相重復(fù)操作多次，增加了維護人員的工作量。為提高工作效率，本文介紹一套發(fā)電機保護自動校驗系統(tǒng)，以實現(xiàn)發(fā)電機保護的自動校驗。

1 技術(shù)思路

某電廠現(xiàn)有繼保測試儀為廣州昂立公司生產(chǎn)的 AD661型三相繼保測試儀。發(fā)電機保護裝置為南京南瑞繼保公司生產(chǎn)的 RCS-985G 型發(fā)電機繼電保護設(shè)備。通過在定制的工控機上安裝專用計算機軟件，實現(xiàn)與上述繼保測試儀和發(fā)電機保護裝置的通信，控制繼保測試儀給發(fā)電機保護裝置加量，可遠程讀取并更改保護裝置的定值。將原保護功能校驗過程轉(zhuǎn)變?yōu)橹饌€保護軟件腳本，維護人員通過人機界面控制腳本的執(zhí)行，實現(xiàn)連續(xù)、自動校驗保護功能。技術(shù)思路如圖 1 所示。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

該發(fā)電機保護自動校驗系統(tǒng)分為硬件和軟件兩部分。如圖 2 所示，硬件部分為定制的高性能 Windows 平臺工控機。該工控機為全金屬封閉式標(biāo)準(zhǔn)機箱，抗干擾性強，具備 RJ45 和 VGA 接口，能接入通用鼠標(biāo)和鍵盤，其外形結(jié)構(gòu)如圖 3 所示。軟件部分主要分為界面和算法兩大類程序。界面類程序采用 QT4.5 軟件開發(fā)，算法類程序采用Python2.7 開發(fā)。界面程序通過調(diào)用具有算法功能的動態(tài)鏈接庫，即 DLL 文件，來實現(xiàn)軟件部分的功能。

3 系統(tǒng)原理

3.1 工控機對繼保測試儀的控制

繼保測試儀是保護功能校驗過程中的重要部分，發(fā)電機保護自動校驗系統(tǒng)開發(fā)了控制繼保測試儀加量的通信模塊。該模塊可控制測試儀輸出特定的模擬量，以實現(xiàn)對不同保護功能的校驗。加量方式包括常規(guī)加量、遞變加量、狀態(tài)序列加量、諧波加量。工控機對繼保測試儀的控制流程如圖 4 所示。

（1）常規(guī)加量方式：繼保測試儀輸出固定幅值、相角和頻率的交流電壓電流。

（2）遞變加量方式：繼保測試儀輸出一個初始的交流電壓電流值后，按設(shè)定的變化通道、通道變化步長、每步變化時間間隔等參數(shù)來改變輸出值的大小。

（3）狀態(tài)序列方式：繼保測試儀有幾個輸出狀態(tài)，設(shè)定每個狀態(tài)輸出的值，按時間序列切換不同的輸出狀態(tài)。

（4）諧波加量方式：繼保測試儀按設(shè)定的基波和各次諧波值輸出交流電壓電流。

3.2 工控機對發(fā)電機保護裝置的控制

為實現(xiàn)自動校驗，必須可遠程讀取和更改保護裝置的定值。發(fā)電機保護裝置采用串口、串口 103 規(guī)約與上位機進行通信。由于串口 103 規(guī)約的通信機制會導(dǎo)致通信過程過于冗長，因此采用 DBG2000 的通信協(xié)議與保護裝置進行通信。此協(xié)議的優(yōu)點是通信效率高、讀寫定值時間短。工控機按設(shè)定的串口號和波特率與發(fā)電機保護裝置建立連接，進行必要的初始化。當(dāng)檢測到讀定值命令時，工控機下發(fā)讀定值命令給發(fā)電機保護裝置，根據(jù)返回的數(shù)據(jù)檢索需要讀取的定值，并返回定值數(shù)據(jù)。當(dāng)檢測到寫定值命令時，工控機先找出待寫入定值的地址，然后下發(fā)寫命令，根據(jù)返回的數(shù)據(jù)判斷寫定值操作是否成功。工控機對發(fā)電機保護裝置的控制過程如圖 5 所示。

4 實際效果

該系統(tǒng)經(jīng)某電廠大修實際應(yīng)用，達到了預(yù)期效果，具體優(yōu)點如下。

（1）有效解決了人員技能因素對校驗工作的制約影響。使用自動校驗系統(tǒng)后，對維護人員的技術(shù)門檻要求降低，不再要求維護人員具備繼電保護專業(yè)知識，只需根據(jù)自動校驗系統(tǒng)圖形界面的提示校線接線即可。

（2）有效解決了工作時間對校驗工作的制約影響。使用自動校驗裝置后，即使大修時校驗工作被安排在半夜，也不會對維護人員精神狀態(tài)產(chǎn)生較大影響。

（3）有效提高了工作效率，建立了標(biāo)準(zhǔn)化流程，防止出現(xiàn)漏校、誤校的情況。操作人員僅需根據(jù)軟件界面提示進行接線，可對校驗進度和順序進行適應(yīng)性調(diào)整，監(jiān)護人員則使用維護規(guī)程在旁進行監(jiān)護，*大限度降低人在校驗過程中的干涉程度，減少人因失誤。使用自動校驗系統(tǒng)后，發(fā)電機保護校驗時間從 3 天降至 0.5 天，效果明顯。

（4）有效保證了試驗報告的客觀、規(guī)范、完整性。每次自動校驗完成后，維護人員可根據(jù)需要，直接生成校驗報告，免去整理報告帶來的繁鎖，且校驗的原始數(shù)據(jù)存儲在軟件加密文件中，保證了原始數(shù)據(jù)的真實性。

5 結(jié)語

本文介紹了通過使用計算軟件編程技術(shù)，將現(xiàn)有繼保測試儀與發(fā)電機保護裝置進行互聯(lián)互通，執(zhí)行預(yù)置的軟件腳本，達到發(fā)電機保護自動校驗的目的。該系統(tǒng)將人工操作轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣踊刂?，降低了維護人員的技術(shù)門檻，節(jié)約了時間，減少了人因失誤，解決了外委該項工作對電廠造成的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)，同時也是對常規(guī)維護方式的一種**突破。