縮短繼電保護操作箱校驗時間的研究

曹堅成，翁 暉，孫 瓏

（國網浙江省電力公司寧波供電公司，浙江 寧波 315010）

0 引言

保護用操作箱與相應的保護裝置相結合，構成了設備繼電保護的主體。它的安全穩定運行直接關系到保護裝置是否能可靠動作。

目前，隨著國家電網公司繼電保護設計“六統一”設計規范的實施，操作箱由原來的單套演變成雙套，生產廠家也由原先的單一化向不同廠家發展，由此造成操作箱的設備型號、內部回路設計、繼電器規格都不盡相同。同時，面對設備停電檢修時間縮短、設備類型繁雜的問題，如何提高檢修人員對操作箱校驗的技能水平，正確檢驗操作箱，不留安全隱患，已經成為當前迫切需要解決的問題。為使檢修人員不受操作箱型號及內部原理的束縛，提出了以校驗規程為基礎，通過回路測試實際校驗操作箱繼電器的動作情況方案。該方案可完全模擬實際運行狀態下的操作箱動作情況，從而更加準確地判斷操作箱的性能，及時發現存在的問題，提高操作箱裝置的運行可靠性，避免保護裝置的誤動和拒動。

1 目前的現狀及設想

隨著計算機技術、微電子技術、電力電子技術的飛速發展，新型高性能繼電保護測試裝置不斷推出。由于更加重視保護邏輯功能的自動化校驗，回路中傳統繼電器校驗功能的改進往往被忽視。

由于所有保護裝置的回路都是由設計單位明確規范的，因此可以通過回路試驗來測量相應繼電器的動作值和返回值。這需要研究操作箱帶回路校驗的理論基礎與實際應用，包括操作箱帶回路校驗的可行性、操作箱校驗測試儀回路設計、操作箱校驗測試儀制造材料的選擇、適應“六統一”設計的操作箱校驗執行卡的編制、危險點預控和安全措施布置等。其難點是如何設計滿足操作箱校驗要求的校驗儀器，同時保證對校驗結果精度的要求，防止操作箱校驗測試儀在測試中對操作箱的影響。

2 實施方案

2.1 實施方案原理分析

操作箱校驗的傳統方法是按照操作箱分版原理圖，利用繼電器接口試驗板，對相應的繼電器試加工作電壓，通過監視繼電器的接點，記錄繼電器的動作值和返回值。目前，由于操作箱型號多、原理不同、結構不同，部分廠家無法提供分版原理圖或繼電器接口試驗板，已不能全面、順利地進行操作箱的校驗。

保護裝置利用操作箱內的繼電器和印制電路板實現由邏輯判斷到回路輸出的功能，日常校驗的目的是校核相應的繼電器性能是否正常。同時，對于符合國網“六統一”設計規范的保護裝置，在專門的操作箱校驗執行卡的指導下，其校驗將得到很大的簡化與實用化，進一步提高繼電保護裝置校驗工作效率。

通常，需要校驗的繼電器都會在間隔開關的控制回路圖中體現，因此應著重研究如何利用設計的回路模擬繼電器動作或返回。設計操作箱校驗接線原理如圖1所示。

圖1 操作箱校驗接線原理

利用改變并聯在PSL603繼電保護裝置輸出接點上的可調電阻，使施加在ZHJ和ZXJ1繼電器的電壓也相應改變。利用監視ZHJ繼電器的輔助接點，判斷ZHJ繼電器動作時的動作電壓和通過的動作電流，同時回路中的電流表、電壓表不僅可以獲得繼電器的測量值，還可以用來監視回路接線的正確性。

為了更好地推廣應用此快速校驗法，可將其整合為體積小、便于攜帶、接線簡單、通用性高的操作箱校驗儀。細化后的結構如下:該校驗儀在外特性上應包含輸入方式、輸出方式、數值顯示及調節方式4部分。在裝置內特性(硬件方案)上應具備直流模塊、交流模塊、開入顯示模塊、電壓顯示模塊、電流顯示模塊及控制元件6部分。直流模塊采用0～220 V可調發生器，交流模塊為交流220 V轉直流5 V的穩壓模塊，開入顯示模塊則采用發光二極管，電壓、電流顯示模塊采用數字化液晶顯示屏，控制元件則選擇旋鈕式可調電阻。由此形成的校驗儀內部原理如圖2所示，對應的面板布置如圖3所示。

圖2 校驗儀內部原理

2.2 模擬校驗結果

經過實驗室模擬校驗得到了常用的6種操作箱校驗平均時間數據(見表1)，由此可看出采用新方法后的平均校驗時間比傳統方法節約了近一半，達到了預期目標——3.5 h以內，縮短了檢修時間，使得操作箱校驗在繼電保護預試中所占時間比重大幅下降，檢修效率得到明顯提升。同時，此前由于缺少過渡板和原理圖而難以校驗的主變非電量保護，在新方法的支持下也可以進行快速有效的校驗，并獲得良好的效果。

圖3 校驗儀面板布置

表1 操作箱校驗平均時間

3 結束語

整個研發方案最終完成了操作箱校驗的新測試模式研究及校驗測試儀的研制，檢修人員只需按照回路設計就能校驗操作箱繼電器的各項性能及主要功能。當快速校驗儀成品制造完成并推廣后，二次人員在以后的預試中就能更加準確地模擬操作箱實際運行狀態下的工作情況，更加全面地校驗操作箱的動作性能，更加確切地判別操作箱的動作情況，更加快速地完成操作箱的性能校驗，同時還能避免校驗過程中因操作不當造成的繼電器燒壞及接點擊穿現象，及時發現、查明操作箱可能存在的問題和隱患。

使用新的快速校驗儀后，提高電網檢修效率，縮短設備停電時間，減少檢修人員的工作量，帶來了直接的社會效益和經濟效益。

1 賀家李，宋從矩．電力系統繼電保護原理(增訂版)[M]．北京:中國電力出版社，2004.

2 張 斌．國網“六統一”繼保裝置標準檢驗系統的實現[J].信息與電腦(理論版)，2013(5).

3 郭占偉，原愛芳，張長彥，等．斷路器操作回路詳述[J].繼電器，2004(19).