我国数字化继电保护测试仪现状及发展趋势

我国数字化继电保护测试仪现状及发展趋势

摘要：数字化保护装置与传统保护装置相比，在输入、输出信号的传输方式和传输介质等方面均发生了根本变化，本文结合数字化继电保护测试仪的测试及工程应用，介绍了数字化继电保护测试仪的现状及其发展趋势。

数字化变电站三个主要的特征就是“一次设备智能化，二次设备网络化，符合IEC61850标准”，即数字化变电站内的信息全部做到数字化，信息传递实现网络化，通信模型达到标准化，使各种设备和功能共享统一的信息平台。这使得数字化变电站在系统可靠性、经济性、维护简便性方面均比常规变电站有大幅度提升。是未来电力系统的发展方向。

数字化保护装置与传统保护装置相比，与外部的接口发生了巨大变化，保护装置的A/D变换、隔离器件均作为智能一次设备的一部分，实现数字化保护装置的所谓“近过程化”，这种数字化保护装置与过程层的连接介质全由光纤取代，电压电流通过采样值SV传输。

随着数字化变电站在我国电力系统的推广和应用，采用SV采样值报文传输电压/电流信号、GOOSE传输开关量信号的数字化保护装置已经研发出来，需要研究新的测试仪和测试环境，实现对数字化保护装置及数字化变电站的测试。

数字化继电保护测试仪的特点

结合数字化保护装置及数字化变电站的测试应用，数字化测试仪与传统测试仪相比具有如下特点：

输入输出变化。数字化测试仪输出SV采样值和GOOSE报文，输入接收为GOOSE报文，传统测试仪输出为模拟量和开关量。

连接介质变化。数字化测试仪与被测设备连接介质为光纤，通过光纤以太网与被测设备交互数据，传统测试仪与被测设备的连接介质为硬接线。

硬件实现更加简单。随着输入输出和连接介质的变化，数字化测试仪的硬件实现也发生了根本变化，输出SV的值可完全由软件计算得到，不再需要D/A回路、功率放大器的支持，开入开出回路也简化甚至取消。

软件实现更加复杂。数字化测试仪很多以前由硬件实现的功能现在均可有软件实现，软件处理的复杂性增大。

可靠性的提高。数字化测试仪与传统测试仪相比，硬件数量有了大幅度的下降，降低了硬件出错的概率。

成本的减少。由于硬件实现发生了根本变化，测试仪的成本有了大幅度下降的空间。软件开发的成本虽然会上升，但软件的可重复拷贝性也降低了软件的成本，并且随着测试仪可靠性的提高，维护成本也会相应下降。

数字化继电保护测试仪现状

国内数字化测试仪的推出也有将近2年时间，数字化测试仪在功能、性能方面也在不断完善和提高，下面结合目前国内外常见的数字化测试仪，就数字化测试仪的现状做一个简单的分析：

数字化测试仪在目前数字化变电站测试中发挥了重要作用。以郑州吴河工程为例，利用数字化测试仪所进行的测试项目有：

输出格式不断完善。数字化测试仪输出的SV格式最初为61850-9-1，目前基本能同时支持9-1和9-2LE格式的选择。输出的GOOSE格式最初为DA个数，目前基本能同时支持DA和DO格式。

功能还不完善。数字化测试仪作为一种继电保护测试仪，需要能够满足继电保护功能测试的需要，但目前各个厂家实现的功能均还不完善，如状态序列菜单、整组菜单、递变菜单等常用菜单等都还有功能缺失。

配置功能还有待完善，目前数字化测试仪的配置功能，从方便性、功能完备性上都还有很大的提升空间。

规约一致性得到了很大提升。目前国内各继电保护生产厂家开发的数字化保护装置，在符合61850规约上均还有待完善的地方，SV、GOOSE实现的细节还有不一致的地方，数字化测试仪需要支持各个厂家SV和GOOSE，需要在兼容性上不断改进。随着几大继电保护生产厂家的一致性测试和联调，规约一致性得到了很大提升，目前数字化测试仪基本能够兼容各个厂家的保护装置测试。

软件可靠性还需要提高。SV采样值报文采用光纤以太网传输，以每周波采样点数80点为例，每秒发送数据包速率达到4000包/秒，对软件和硬件处理性能有了相应的要求，目前还有部分数字化测试仪出现发送SV丢点的情况。

间隔层数字化保护装置的逻辑、定值、动作时间测试。

间隔层数字化电表、低电平信号输入电表等的精度测试。

过程层设备的SV功能、GOOSE功能、动作时间测试。

过程层就地化保护的逻辑、定值、动作时间测试。

站控层SOE、开入雪崩等项目的测试。

通过实际应用，数字化测试仪对数字化保护装置、部分过程层设备、站控层测试项目均可进行测试，基本能完成数字化变电站70%~80%的测试项目。

数字化继电保护测试仪发展趋势

数字化继电保护测试仪经过近2年的应用发展，目前已基本可用于数字化保护装置的测试，但目前不同的数字化测试仪均还存在部分缺陷，还有很大的提升空间。通过对数字化测试的特点、现状进行分析，预测出数字化继电保护测试仪的发展趋势如下：

结语

随着IEC61850标准在我国电力系统的推广和应用，目前国内各继电保护厂家基于IEC61850标准的数字化装置已基本开发出来，配套的数字化继电保护测试仪也在紧密锣鼓开发、完善中。本文介绍了数字化继电保护测试仪的特点，通过分析数字化继电保护测试仪和目前数字化变电站的现状，提出了数字化测试仪的发展趋势，期望对数字化测试仪的研发和完善提供一些参考。