隨著廣東電網(wǎng)“兩冊”工作的深入推行，繼電保護的運行檢修管理日益標準化和規(guī)范化，以及各電壓等級、各類型保護設備定檢作業(yè)基本已形成標準的作 業(yè) 表 單 模 板，并在安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)（ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ?。椋睿妫铮颍恚幔簦椋铮睢。螅螅簦澹恚停桑樱┥辖⒘藢ｉT的作業(yè)表單庫，用于管理已有的標準作業(yè)表單模板。執(zhí)行定檢作業(yè)時，工作負責人只需通過移動終端（安卓平板 電 腦 及 內(nèi) 裝 ＭＩＳ客 戶端）接 收 工 作任務，下載作業(yè)單，然后現(xiàn)場執(zhí)行操作，并根據(jù)實際執(zhí)行情況填寫作業(yè)表單，*后上傳完成后的作業(yè)表單至 ＭＩＳ。
但是在實際操作過程中，由于繼電保護作業(yè)表單上的定檢項目繁多，標準化的工作流程又需要大量的數(shù)據(jù)錄入，基層班組普遍反映使用移動終端直接進行定檢作業(yè)不夠便捷，尤其是上下翻動表單、填寫數(shù)據(jù)比較麻煩。另外，現(xiàn)有的繼電保護測試儀雖然其各項基本測試功能和特性校驗模塊已經(jīng)比較完善，但在自動生成校驗項目、自動生成校驗報告方面功能還有所欠缺，校驗過程中需要大量的人工操作，包括試驗接線、測試菜單選擇、試驗參數(shù)設置等，過多的人機交互操作也給測試過程的標準化和規(guī)范化帶來了很大的未知性和不確定性。
基于以上需求，為了降低基層班組定檢作業(yè)工作量，提高檢驗工作效率，同時保證現(xiàn)場作業(yè)安全及定檢作業(yè)的規(guī)范性，本文針對繼電保護的智能閉環(huán)校驗進行研究，提出并設計開發(fā)了一套適用于現(xiàn)場定檢作業(yè)的校驗系統(tǒng)。
１ 系統(tǒng)設計
１．１ 設計思想
本智能閉環(huán)校驗系統(tǒng)采用平臺化、模塊化的設計思想，在系統(tǒng)總體框架下，各模塊之間保持相對獨立，從而可以對各模塊進行單獨設計、制造、調(diào)試和修改。對于提供設備控制接口的模塊，根據(jù)模塊化設計互換性的特點，通過更換不同的設備控制模塊，使系統(tǒng)可以達到在基本框架保持不變的情況下使用不同設備的效果，從而體現(xiàn)出更好的兼容性和靈活性。
校驗系統(tǒng)與各外圍設備之間均采用網(wǎng)絡通信方式，各模塊之間基于 ＴＣＰ／ＩＰ 網(wǎng)絡通信進行數(shù)據(jù)交互，從而使得系統(tǒng)模塊可以更加方便地實現(xiàn)于不同
的操作系統(tǒng)及裝置。模塊之間的交換數(shù)據(jù)采用符合可擴 展 標 記 語 言 （Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ?。停幔耄澹酰稹。蹋幔睿纾酰幔纾?，ＸＭＬ）規(guī)范的通用數(shù)據(jù)格式。
１．２ 系統(tǒng)結構
系統(tǒng)總體結構圖如圖１所示，虛線箭頭表示網(wǎng)絡通信方式。便攜式ＰＣ機為智能閉環(huán)校驗系統(tǒng)提供運行環(huán)境以及系統(tǒng)與所有外圍設備的網(wǎng)絡通信接口。用戶通過操作ＰＣ機上的軟件來完成閉環(huán)繼電保護定檢任務。繼電保護測試儀接收 ＰＣ 機控制，執(zhí)行保護裝置邏輯功能測試。
為了實現(xiàn)閉環(huán)測試，校驗系統(tǒng)需要從被測的繼電保護裝置獲取其相關信息，包括定值讀寫、壓板投退、動 作 報 文 信 息 等。對 于 支 持 標 準 通 信 協(xié)議（如ＩＥＣ６１８５０協(xié)議）的保護裝置，系統(tǒng)可直接通過網(wǎng)絡連接與保護裝置通信。對于傳統(tǒng)的保護裝置，系統(tǒng)在引入現(xiàn)有繼電保護故障信息系統(tǒng)技術的基礎上，采用虛擬保信主站的設計方式，將非標的通信協(xié)議轉換為標準通信規(guī)約，實現(xiàn)信息采集。
拍照設備用于記錄測試過程中的圖像信息及執(zhí)行前后的工作狀態(tài)，幫助用戶有效執(zhí)行壓板核對和現(xiàn)場恢復 等 工 作。ＭＩＳ客 戶端 用 于 實 現(xiàn) 定 檢 作 業(yè)表單的下載和上傳。
２ 軟件架構與功能實現(xiàn)
智能閉環(huán)校驗系統(tǒng)采用３層體系結構，以測試模板為中心，根據(jù)各組件模塊實現(xiàn)功能的不同，依次劃分為測試平臺層、設備控制層、硬件過程層，如圖２所示。
２．１ 測試平臺層
測試平臺層包括測試模板開發(fā)平臺和自動測試執(zhí)行平臺（主控中心）。
測試模板開發(fā)平臺負責實現(xiàn)測試模板的編制工作，編制依據(jù)為作業(yè)表單（或二次作業(yè)指導書）。測試模板由多個廣義的“測試項目”序列構成，內(nèi)容包括測試流程控制、測試項目參數(shù)設置、結果評估、報告映射等。測試模板是保證整個智能閉環(huán)校驗系統(tǒng)執(zhí)行標準化和規(guī)范化測試的依據(jù)。
主控中心為整個智能閉環(huán)校驗系統(tǒng)的核心程序。現(xiàn)場定檢時，主控中心首先通過指定的測試模板和作業(yè)表單生成測試任務；測試任務的執(zhí)行過程中，通過測試模板的解析，提取一系列測試項目，調(diào)度并控制相關的外圍程序執(zhí)行操作，*終實現(xiàn)整個智能校驗的閉環(huán)控制過程。每個測試項目執(zhí)行完畢，主控中心根據(jù)測試模板中的設置對測試結果進行智能評估，并自動填寫至作業(yè)表單。主控中心規(guī)定了所有外圍控制模塊的標準化數(shù)據(jù)和接口規(guī)范。
２．２ 設備控制層
設備控制層程序包括測試儀控制模塊、保護通信模塊、關鍵作業(yè)監(jiān)視記錄模塊和 ＭＩＳ接口模塊，接受主控中心的調(diào)度使用，完成相關硬件設備的操作和控制。設備控制層程序具有硬件相關性。
２．２．１ 測試儀控制模塊
驅動測試儀裝置，執(zhí)行相關的保護測 試 邏 輯，記錄測試儀反饋的測試結果。
系統(tǒng)從保護功能原理出發(fā)，通過對保護具體測試功能分類，將保護邏輯功能測試描述為一系列標準化的數(shù)據(jù)和接口控制。經(jīng)過標準化處理，增強了整個校驗系統(tǒng)的擴展性和靈活性。針對不同廠家的測試儀，只需更換相關的測試儀控制程序（由測試儀廠家提供，實現(xiàn)標準接口）即可，系統(tǒng)其他部分無需做任何改變。
２．２．２ 保護通信模塊
保護通信模塊實現(xiàn)與不同廠家不同保護裝置之間的互聯(lián)通信，完成測試過程中定值數(shù)據(jù)讀取、遙測量讀取、保護軟壓板投切、保護裝置動作報文等信息的實時采集，從而實現(xiàn)整個測試系統(tǒng)的閉環(huán)測試。根據(jù)保護采用通信規(guī)約的不同，系統(tǒng)分別提供６１８５０通信模塊和１０３通信模塊，二者具有統(tǒng)一的
標準接口和數(shù)據(jù)定義。
對于數(shù)字化保護，通信規(guī)約采用ＩＥＣ６１８５０標準，由于標準本身具備的自描述性和一致性，系統(tǒng)提供 一 個 標 準 的 制 造 報 文 規(guī) 范 （ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｍｅｓｓａｇｅ?。螅穑澹悖椋妫椋悖幔簦椋铮?，ＭＭＳ）后 臺 通 信 接 口 即 可實現(xiàn)與 不 同 廠 家、不 同 類 別、不同型號保護的互連。
對于傳統(tǒng)的微機型保護，通信規(guī)約普遍為１０３標準。由于１０３標準自身具有一定的局限性，不同廠家、不同型號的保護在具體實現(xiàn)時普遍存在各種不同的非標準化處理，從而在很大程度上影響了與保護的智能互連。本系統(tǒng)在引入現(xiàn)有繼電保護故障信息系統(tǒng)技術的基礎上，采用虛擬保信主站的設計方式，通過保護信息采集裝置（保信子站）實現(xiàn)與不同廠家、不同保護裝置之間的互聯(lián)通信。以廣東省為例，保信子站目前已經(jīng)推廣至大部分的變電站，通過保信子站，保護發(fā)送的各種１０３規(guī)約被統(tǒng)一轉換為符合南方電網(wǎng)標準的１０３規(guī)約，校驗系統(tǒng)只需提供一個標準的南方電網(wǎng)１０３保護通信模塊，即可實現(xiàn)與不同保護之間的通信。
２．２．３ 關鍵作業(yè)監(jiān)視記錄模塊
為了保證標準化的測試流程和過程監(jiān)控，減少人為因素導致的不規(guī)范操作，系統(tǒng)除了通過聲音、文字、圖像或信號燈對工作過程中的關鍵點和注意事項給予提示之外，對于測試過程中重要的關鍵環(huán)節(jié)如壓板核對、接線核對等，在基本的信息提示的基礎上，系統(tǒng)可以通過“關鍵作業(yè)監(jiān)視記錄”模塊，在定檢作業(yè)過程中控制拍照設備拍照并上傳照片，通過比對功能，保證試驗前準備工作和試驗后現(xiàn)場恢復工作的一致性。
２．２．４ ＭＩＳ接口模塊
通過本 ＭＩＳ接 口程 序，智能校驗系統(tǒng)獲取任務下載時的作業(yè)表單，交由自動測試主控中心生成相應的測試任務；測試任務完成后，更新并上傳已完成的作業(yè)表單至生產(chǎn) ＭＩＳ。
２．３ 硬件過程層
硬件過程層包括本系統(tǒng)需要使用的所有智能型外圍控制設備，包括繼電保護測試儀、被測保護裝置、拍照設備和 ＭＩＳ客戶端終端設備。過程層中的所有設備均為智能裝置，內(nèi)嵌操作系統(tǒng)，支持網(wǎng)絡通信。
３ 應用舉例
以某變電站線路保護設備定檢為例，標準化的定檢流程如下：
ａ）下載作業(yè)表單。接受任務，下載對應的作業(yè)表單，如《２２０ ｋＶ 線 路保護測控裝置定檢作業(yè)表單》。
ｂ）生成 測 試 任 務。根 據(jù) 作 業(yè) 表 單 打 開 對 應 的測試模板，生成現(xiàn)場測試任務。
ｃ）執(zhí)行測 試 任 務。通 過 自 動 錄 入 ＭＩＳ保 護定值、人工錄入保護定值或自動讀取保護裝置定值等方式，實現(xiàn)不同廠家、不同類型保護裝置測試項目的智能匹配。
ｄ）監(jiān)測 并 記 錄 測 試 過 程。系 統(tǒng) 自 動 記 錄 保 護裝置的基本信息、作業(yè)前準備、儀表規(guī)范、安全措施確認、外 觀 檢 查、定 值 核 對、回路絕緣電阻檢查、寄生回路檢查、二次回路檢查、非電量保護檢查通道聯(lián)調(diào)、傳動試驗、恢復現(xiàn)場、工作終結等工作過程。通過對歷史定檢作業(yè)測試過程記錄的復
現(xiàn)，本功能還可以用于員工培訓。
ｅ）測試結果評估。每個測試項目執(zhí)行完畢，系統(tǒng)能夠根據(jù)測試模板中的腳本設置對測試結果進行智能評估，自動判斷并智能提醒不符合測試要求的項目。
ｆ）填寫作業(yè)表單。根據(jù)要求，自動將各項測試結果填寫至作業(yè)表單。
ｇ）上傳作業(yè)表單。完成本次現(xiàn)場測試任務，將作業(yè)表單上傳回 ＭＩＳ。
４ 結束語
本系統(tǒng)通過軟件技術的手段貫徹執(zhí)行檢驗規(guī)程和作業(yè)指導，根據(jù)定制好的測試模板，嚴格規(guī)范現(xiàn)場作業(yè)流程，實現(xiàn)保護設備現(xiàn)場校驗的自動測試，自動獲取保護的動作信息報文，判斷檢驗結果并自動填寫至作業(yè)表單。通過本系統(tǒng)的執(zhí)行，不僅能降低基層班組定檢作業(yè)工作量，提高檢驗工作效率，同時也保證了現(xiàn)場作業(yè)標準化和作業(yè)流程規(guī)范化。
