电力系统自动化继电保护装置测试

电力系统自动化继电保护装置测试

董彦

(南京国电南自自动化有限公司210000)

摘要：随着科学技术的快速发展，电力供应成为人们日常生活与生产过程中的关键环节，为了保证电力供应的稳定性，我们不断尝试将更加先进的技术应用在电力系统继电保护工作中。电力系统自动化继电保护装置的应用，能够有效的提高电力系统在运行过程中的稳定性，为用户提供更加优质的服务。在电力系统自动化继电保护装置的运行过程中，需要通过测试来保证其能够稳定、高效的运行，因此，我们必须对其给予足够的重视。

关键词：电力系统；自动化；继电保护装置；测试

1引言

在电力系统运行过程中，继电保护是一项重要的工作，是保证电力系统运行稳定性的关键。随着自动化技术的不断发展与应用，电力系统中大部分环节已经实现自动化运行，继电保护装置同样实现了自动化运行。在电力系统自动化继电保护装置的运行过程中，由于其对安全性与可靠性提出了更高的要求，因此需要对其进行测试，保证自动化继电保护装置在运行过程中的可靠性满足电力系统的需求，保证电力系统的正常运行。

2电力系统自动化继电保护装置测试的意义

在电力系统的运行过程中，可能会出现短路或断路等方面的故障，为了降低这些故障对电力系统的影响，需要采用继电保护装置对系统中的电力设备进行保护，防止电力设备因受到故障的影响而损坏。随着自动化技术的发展，继电保护装置已经实现了自动化运行，然而，在自动化继电保护装置的运行过程中，同样会出现故障，只有对其进行严格的测试，才能保证自动化继电保护装置在运行过程中的安全性与稳定性。

3自动化继电保护装置测试要求

在电力系统的运行过程中，自动化继电保护装置能够实现继电保护、数据通信以及实时监测等功能，是一个复杂的整体，只有对其进行严格的测试，才能保证其能够安全、稳定的运行。一般情况下，继电保护装置在研发过程中需要进行单元测试、集成测试、验证测试以及确认测试等测试，这个过程需要复杂的操作，并且需要进行大量的操作，消耗大量的时间与资金。所以，实现自动化测试对继电保护装置测试具有十分重要的意义。在具体的测试过程中，必须满足以下要求：

3.1测试覆盖率与效率

自动化测试的实现，需要重点解决测试工作中出错率高、测试效率低的部分，提高测试的覆盖率，用自动化操作代替人工操作，提高测试效率。

3.2形成闭环测试

在自动化继电保护装置测试中，测试工作人员只需要向测试系统中输入测试信息，而所有的测试工作都能够由测试系统完成，并且可以对测试结果进行分析，生成报告，形成闭环测试。在整个测试过程中，测试工作人员不需要对系统进行任何操作，就能够保证测试的正常进行，并保证测试结果的准确性。

3.3测试系统的兼容性

在电力系统中，继电保护装置主要分为常规站继电保护装置与数字站继电保护装置。在这些装置中，由于生产厂家的不同，不同装置间存在较大的差异。为了能够对这些装置进行测试，自动化测试系统必须具备足够的兼容性，确保测试系统能够适用于大多数继电保护装置，不会因继电保护装置的差异影响测试结果。

自动化测试可分为静模自动化测试和动模自动化测试。静模自动化测试是指利用自动测试系统控制测试仪输出，再通过IEC61850与保护装置通信，反馈测试结果是否正确；如国电南自Smart-ATS系统；动模自动化测试是指利用RTDS、KPF-9建模的实时仿真自动测试系统。

使用系统验证平台，可以将多种类型、多种平台保护接入到多监控系统中，已自动测试装置的稳定性与兼容性。

4自动化继电保护装置测试的实施

4.1自动化继电保护装置测试指标

在对继电保护装置进行测试的过程中，一般会使用以下指标：第一，测试成功率。测试成功率就是继电保护装置在规定的条件下，对电力设备进行保护的成功率。第二，平均故障周期。平均故障周期就是继电保护装置能够正常运行，不出现故障的周期，这个周期的计算需要对继电保护装置正常运行的时间进行统计。第三，平均故障恢复周期。平均故障恢复周期是与平均故障周期对应的，就是因某种原因造成继电保护装置发生故障，统计从故障发生到恢复的时间，推算出故障恢复的平均周期。第四，有效度。有效度就是继电保护装置在运行过程中是否能够发挥应有的作用，以及作用的程度，这个指标可以代表继电保护装置在电力系统中发挥的作用。

4.2自动化继电保护装置测试要点

在自动化继电保护装置测试过程中，测试继电保护装置的平均故障周期时，可以在采用定数截尾的方式进行测试，以确定继电保护装置的故障周期。在具体的测试过程中，必须保证平均故障时间的计算满足相应的要求，保证测试结果具有足够的可信度。从测试的结果中，我们可以发现，截尾失效数的范围应选择为4～7之间。例如，在一次测试中，平均故障周期为M，必须是截尾时间的倍数，再选择数量适中、并且具有代表性的样品r，样品的数量需要根据总量的大小确定。

4.3自动化继电保护装置可维护性

在自动化继电保护装置测试中，对于装置的功能的改变，逻辑的变化，自动测试的系统具备可维护性，可以使用简单的脚本文件，逻辑图，进行修改维护，已适应新功能，新逻辑，新要求的需要。

5继电保护装置配置方案分析

以SGT-756T1-DG-N装置为例，这种继电保护装置的特点包括以下几个方面：

第一，高性能硬件:速度大于200MIPS的32位CPU系统；采样速率为每周波48点的16位的模数转换系统。

第二，高可靠性:在单层机箱内可采用双CPU板同时工作，实现双套电气量保护与门保护出口。即实现双AD采样、双CPU并行逻辑判断处理，出口回路实行双CPU出口互锁，即双CPU同时动作,保护才出口跳闸。

第三，支持数字化变电站:应用了“PS61850数字化变电站软件平台”，全面支持IEC61850标准。装置中内嵌有SCL解析器，可以根据配置动态生成IEC61850模型。IEC61850可实现传统变电站自动化系统的各种“四遥”和保护信息传输，在不影响常规的保护及测控功能的前提下，在模型自描述体系的支撑下可达到和国内外其它厂商方便的互操作。同时，IEC61850也为系统带来了灵活性、实时性等功能和性能上的提升。

第四，逻辑图编程设计：各保护功能模块化设计，各类工程配置不同的逻辑图，即可实现各种保护配置。

第五，保护装置采用多种差动原理判别变压器是否发生区内故障：a.故障量差动：不受负荷电流大小的影响，滤取故障特征量，进行差动判断，保护动作快速，动作灵敏性高；b.二次谐波制动：传统的二次谐波闭锁，能够防止空投时励磁涌流误动；c.波形分析制动：实现分相制动，能够准确的识别区内故障和励磁涌流。

第六，丰富、实用的界面设计：接口显示器采用真彩液晶，操作方式采用高可靠性的触摸屏，便于用户调试；界面可随时显示各侧电流、电压及其相位，差流情况和压板状态等运行相关量。

第七，完善的事件记录和故障录波功能：记录所有电流电压量故障时的波形，同时显示差动保护记录的差流，谐波等相关量以及电流、电压向量图等。

可使用静模自动化测试与动模自动化测试对装置功能进行全方位测试。

6结束语

总而言之，在电力系统的运行过程中，继电保护装置的运行状态是保证电力系统运行稳定性的重要因素。因此，为了保证电力系统能够稳定运行，必须对继电保护装置进行测试，加深对电力系统中继电保护装置的认识，充分发挥其对电力设备的保护作用，提高电力系统的运行稳定性，促进行业的健康发展。

参考文献

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[3]陈妍宁.电力系统继电保护及自动化装置可靠性试验与评估[J].通信电源技术.2016(03).