0 引言

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)等二次設(shè)備在電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行中起著舉足輕重的作用，但保護(hù)裝置自身可能存在一定缺陷，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，潛在問(wèn)題逐一顯現(xiàn)。繼電保護(hù)定期校驗(yàn)是發(fā)現(xiàn)和處理各種潛在缺陷的重要手段［1］。發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)裝置（以下簡(jiǎn)稱(chēng)發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置）是一種在電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)發(fā)生故障或不正常運(yùn)行時(shí)，動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)化裝置。根據(jù) DL／T 995—2016《繼電保護(hù)和電網(wǎng)安全自動(dòng)裝置檢驗(yàn)規(guī)程》的要求，需對(duì)發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置進(jìn)行定期校驗(yàn)。保護(hù)設(shè)備定期校驗(yàn)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(yàn)?zāi)Ｊ?，維護(hù)人員使用繼電保護(hù)測(cè)試儀（以下簡(jiǎn)稱(chēng)繼保測(cè)試儀），根據(jù)不同的保護(hù)類(lèi)型，手動(dòng)接線(xiàn)，通入電壓電流，查看保護(hù)動(dòng)作情況，記錄校驗(yàn)數(shù)據(jù)，整理校驗(yàn)報(bào)告。整個(gè)過(guò)程完全為手動(dòng)操作，對(duì)維護(hù)人員的技術(shù)水平要求較高。在校驗(yàn)過(guò)程中還可能存在人因失誤，比如誤操作導(dǎo)致人為加入過(guò)大的電壓或電流而損壞被校設(shè)備。與此同時(shí)，對(duì)于有多臺(tái)同一個(gè)型號(hào)裝置的情況，需換相重復(fù)操作多次，增加了維護(hù)人員的工作量。為提高工作效率，本文介紹一套發(fā)電機(jī)保護(hù)自動(dòng)校驗(yàn)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)保護(hù)的自動(dòng)校驗(yàn)。

1 技術(shù)思路

某電廠(chǎng)現(xiàn)有繼保測(cè)試儀為廣州昂立公司生產(chǎn)的 AD661型三相繼保測(cè)試儀。發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置為南京南瑞繼保公司生產(chǎn)的 RCS-985G 型發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)設(shè)備。通過(guò)在定制的工控機(jī)上安裝專(zhuān)用計(jì)算機(jī)軟件，實(shí)現(xiàn)與上述繼保測(cè)試儀和發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置的通信，控制繼保測(cè)試儀給發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置加量，可遠(yuǎn)程讀取并更改保護(hù)裝置的定值。將原保護(hù)功能校驗(yàn)過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)橹饌€(gè)保護(hù)軟件腳本，維護(hù)人員通過(guò)人機(jī)界面控制腳本的執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)連續(xù)、自動(dòng)校驗(yàn)保護(hù)功能。技術(shù)思路如圖 1 所示。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

該發(fā)電機(jī)保護(hù)自動(dòng)校驗(yàn)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(tái)工控機(jī)。該工控機(jī)為全金屬封閉式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，抗干擾性強(qiáng)，具備 RJ45 和 VGA 接口，能接入通用鼠標(biāo)和鍵盤(pán)，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(lèi)程序。界面類(lèi)程序采用 QT4.5 軟件開(kāi)發(fā)，算法類(lèi)程序采用Python2.7 開(kāi)發(fā)。界面程序通過(guò)調(diào)用具有算法功能的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，即 DLL 文件，來(lái)實(shí)現(xiàn)軟件部分的功能。

3 系統(tǒng)原理

3.1 工控機(jī)對(duì)繼保測(cè)試儀的控制

繼保測(cè)試儀是保護(hù)功能校驗(yàn)過(guò)程中的重要部分，發(fā)電機(jī)保護(hù)自動(dòng)校驗(yàn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了控制繼保測(cè)試儀加量的通信模塊。該模塊可控制測(cè)試儀輸出特定的模擬量，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同保護(hù)功能的校驗(yàn)。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(jī)對(duì)繼保測(cè)試儀的控制流程如圖 4 所示。

（1）常規(guī)加量方式：繼保測(cè)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(cè)試儀輸出一個(gè)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(zhǎng)、每步變化時(shí)間間隔等參數(shù)來(lái)改變輸出值的大小。

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

（4）諧波加量方式：繼保測(cè)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(jī)對(duì)發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置的控制

為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校驗(yàn)，必須可遠(yuǎn)程讀取和更改保護(hù)裝置的定值。發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置采用串口、串口 103 規(guī)約與上位機(jī)進(jìn)行通信。由于串口 103 規(guī)約的通信機(jī)制會(huì)導(dǎo)致通信過(guò)程過(guò)于冗長(zhǎng)，因此采用 DBG2000 的通信協(xié)議與保護(hù)裝置進(jìn)行通信。此協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)是通信效率高、讀寫(xiě)定值時(shí)間短。工控機(jī)按設(shè)定的串口號(hào)和波特率與發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置建立連接，進(jìn)行必要的初始化。當(dāng)檢測(cè)到讀定值命令時(shí)，工控機(jī)下發(fā)讀定值命令給發(fā)電機(jī)保護(hù)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(cè)到寫(xiě)定值命令時(shí)，工控機(jī)先找出待寫(xiě)入定值的地址，然后下發(fā)寫(xiě)命令，根據(jù)返回的數(shù)據(jù)判斷寫(xiě)定值操作是否成功。工控機(jī)對(duì)發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置的控制過(guò)程如圖 5 所示。

4 實(shí)際效果

該系統(tǒng)經(jīng)某電廠(chǎng)大修實(shí)際應(yīng)用，達(dá)到了預(yù)期效果，具體優(yōu)點(diǎn)如下。

（1）有效解決了人員技能因素對(duì)校驗(yàn)工作的制約影響。使用自動(dòng)校驗(yàn)系統(tǒng)后，對(duì)維護(hù)人員的技術(shù)門(mén)檻要求降低，不再要求維護(hù)人員具備繼電保護(hù)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，只需根據(jù)自動(dòng)校驗(yàn)系統(tǒng)圖形界面的提示校線(xiàn)接線(xiàn)即可。

（2）有效解決了工作時(shí)間對(duì)校驗(yàn)工作的制約影響。使用自動(dòng)校驗(yàn)裝置后，即使大修時(shí)校驗(yàn)工作被安排在半夜，也不會(huì)對(duì)維護(hù)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(jìn)行接線(xiàn)，可對(duì)校驗(yàn)進(jìn)度和順序進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，監(jiān)護(hù)人員則使用維護(hù)規(guī)程在旁進(jìn)行監(jiān)護(hù)，*大限度降低人在校驗(yàn)過(guò)程中的干涉程度，減少人因失誤。使用自動(dòng)校驗(yàn)系統(tǒng)后，發(fā)電機(jī)保護(hù)校驗(yàn)時(shí)間從 3 天降至 0.5 天，效果明顯。

（4）有效保證了試驗(yàn)報(bào)告的客觀、規(guī)范、完整性。每次自動(dòng)校驗(yàn)完成后，維護(hù)人員可根據(jù)需要，直接生成校驗(yàn)報(bào)告，免去整理報(bào)告帶來(lái)的繁鎖，且校驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在軟件加密文件中，保證了原始數(shù)據(jù)的真實(shí)性。

5 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了通過(guò)使用計(jì)算軟件編程技術(shù)，將現(xiàn)有繼保測(cè)試儀與發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置進(jìn)行互聯(lián)互通，執(zhí)行預(yù)置的軟件腳本，達(dá)到發(fā)電機(jī)保護(hù)自動(dòng)校驗(yàn)的目的。該系統(tǒng)將人工操作轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)化控制，降低了維護(hù)人員的技術(shù)門(mén)檻，節(jié)約了時(shí)間，減少了人因失誤，解決了外委該項(xiàng)工作對(duì)電廠(chǎng)造成的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，同時(shí)也是對(duì)常規(guī)維護(hù)方式的一種**突破。