繼電保護裝置自動化檢測系統的研究及應用

郝暢 南雷 李剛 袁成川 秦偉鋒

[摘? ? 要 ]電力系統中所涉及到的繼電保護裝置可以在系統運行發生特殊情況時發出報警信號，讓工作人員接收到故障信息，并及時采取科學、合理的解決措施，以此確保整個系統的穩定運行。在當前科學技術不斷發展的背景下，對電力系統繼電保護裝置應用的過程中出現了一種自動化檢測系統。若是在系統運行過程中電路元件發生故障問題，這一自動化裝置就會自動檢測到故障，并將這一信息發送給工作人員。裝置也會啟動跳閘命令，從而保護好系統中的各個電路元件和設備。這一自動化檢測系統具有調節和調控監測的功能，能夠及時對故障進行有效感應和判斷。本文主要分析了在繼電保護過程中經常會出現的故障，探究了自動化檢測系統對繼電保護的重要意義，并對這一系統的檢測技術方案、檢測步驟以及控制方法進行分析。

[關鍵詞]繼電保護裝置;自動化檢測系統;故障;意義;應用

[中圖分類號]TM774 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）04–00–03

[Abstract]The relay protection device involved in the power system can send out an alarm signal when a special situation occurs in the operation of the system， so that the staff can receive the fault information and take timely scientific and reasonable measures to solve it， so as to ensure the stability of the entire system run.Under the background of the continuous development of current science and technology， an automatic detection system has emerged in the process of applying power system relay protection devices.If the circuit component fails during the operation of the system， this automatic device will automatically detect the failure and send this information to the staff.The device will also initiate a trip command to protect each circuit element and equipment in the system.This automatic detection system has the functions of adjustment and control and monitoring， and can effectively sense and judge faults in time.It mainly analyzes the faults that often occur in the process of relay protection， explores the importance of the automatic detection system for relay protection， and analyzes the detection technology scheme， detection steps and control methods of this system.

[Keywords]relay protection device; automatic detection system; failure; meaning; application

當前，在對繼電保護裝置進行檢查的過程中需要根據相應的檢測要求，利用人工方式來對整個裝置進行檢測，接著將檢測結果填入到報告中。然而在實際現場檢測中，由于檢測項目較多，且需要手動填寫大量數據，因此會出現較多錯誤。此外，很多繼電保護檢測也很少能夠自動校驗、生成相關報告，需要進行人工操作，消耗大量人力，同時也為檢測結果的準確性埋下隱患。對此，通過建立一種自動化檢測系統能夠更好地對檢測過程進行編輯，從而讓整個流程更加自動化、標準化，降低錯誤發生的概率，提高工作效率，減輕人員負擔。

1 在繼電保護過程中容易發生的故障

1.1 設備故障

在實際繼電保護過程中容易出現設備故障問題，由于繼電保護的理論和工作原理在現階段應用的過程中較為成熟。對于故障的檢測也大致相同，其差異主要在于系統的工作負荷，負荷的大小會對繼電保護裝置有著不同程度的要求。對此，在實際安裝的過程中就需要根據電力系統實際運行負荷來合理選擇裝置。但是，若是在運行的過程中出現設備不達標，導致繼電保護裝置無法正常工作就會影響整個系統的保護效率。

1.2 開關設備故障

在繼電保護裝置運行的過程中，還極其容易出現開關設備故障問題，這主要是由于電力系統與保護裝置不匹配而形成。這就需要在選擇設備的過程中，首先確定整個系統的工作強度，從而讓裝置能夠更好地與系統中工作負荷相匹配。當前在社會經濟快速發展的背景下，我國的電力系統負荷越來越強，但是繼電保護設備卻沒有因為工作強度的增加而進行調整，這就容易導致各種問題的出現。對此，在實際工作過程中，可能會出現老化或設備超負荷運行的問題，極其容易導致開關設備故障影響到繼電保護設備，不能夠有效對整個系統進行檢測，影響系統正常運行。

1.3 電流互感飽和

由于繼電保護的終端負荷會不斷增加，容易使得電力系統運行出現短路問題，給電力系統的負荷帶來巨大壓力，這就會導致一系列問題的出現。例如，在短路過程中產生的超高電流往往會超過互感器額定電流。但是由于互感器的短路電流與誤差率倍數成正比關系，在發生短路故障時會導致繼電保護設備靈敏度降低，從而無法對整個系統的運行進行更好的監測和保護。

2 自動化檢測系統對繼電保護的重要意義

當前，由于工業化進程和人民生活水平的不斷提高，對用電量的需求越來越大，導致電力系統運行過程中壓力和負擔逐漸上升。為了能夠確保整個系統的穩定運行，就需要不斷優化整個電力系統，這也是當前企業的首要任務。在電力系統運行過程中，傳統的工作方式已經不能夠滿足當前的需求。為了能夠讓電力系統安全穩定運行，就應當應用自動化裝置進行繼電保護，建立完善的運行體系，以此提高運行效率，為系統運行提供保障。此外，在安裝自動化裝置過后能夠及時有效地發現故障，并對故障的位置進行定位，推動維修處理工作高效開展，防止對其他線路帶來損壞。此外，在裝置運行過程中也可以不斷優化其他技術，避免安全事故發生，增強企業的社會和經濟效益。

3 繼電保護裝置自動化檢測系統的應用

當前在繼電保護裝置中智能終端、電子互感器等設備的應用越來越廣泛，設備之間往往利用以太網通信的方式來實現信息交互與傳輸。然而，在實際檢測過程中，繼電保護測試儀是一種重要的設備，能夠讓輸入輸出更加順應電力系統運行的需求，滿足設備測試要求。在繼電保護自動化檢測系統運行的過程中，可以模擬合并單元，利用電度表、繼電保護等設備進行測試。測試儀會將對開關量、電壓、電流量的測試結果打包發送給被測設備。被測設備也會做出相應的信號反饋給測試儀，通過改變狀態、相位、幅值來讓監測的反饋量更加具有準確性，這也是確保整個測試結果準確性的保障以及基本條件。但是，我國在當前繼電保護裝置自動化系統檢測的過程中還沒有專門的設備，只能夠通過其他間接的方式來實現檢測，更是無法進行自動檢測。

3.1 自動化檢測系統技術方案

在通過繼電保護裝置進行自動化檢測的過程中，主要包括執行檢測裝置和控制管理裝置兩部分。其中，控制管理部分主要用于制定任務并為執行檢測裝置分配任務，以此更好地控制檢測儀輸出，讓檢測儀在檢測過程中更為準確地接收、存儲檢測結果，并自動生成檢測報告。在控制管理部分主要包括過程監視、計劃制定、存儲，報告生成等模塊。檢測執行部分會接收到管理控制管理部分所發送的報文，并根據所分配到的任務來處理報文，以此完成檢測任務并將結果傳達給控制管理部分。在執行裝置中主要包括電源模塊、以太網接口、時鐘模塊、光以太網接口、FPGA、光串口、CPU等，以此構成完整的檢測執行裝置，確保檢測過程更為準確和完善。

3.2 自動化檢測系統檢測步驟

在電力系統繼電保護裝置自動化檢測系統運行時，會根據特定的檢測方法進行檢測，其中就包括手動檢測和自動檢測兩種模式。手動檢測過程主要可以分為以下幾個步驟：

（1）需要制定相應的檢測任務，確定檢測項目。

（2）需要根據檢測項目來配置，選定與之對應的格式參數文件。

（3）這一手動控制的檢測儀就會輸出格式參數文件中的相關參數。

（4）執行裝置就會接收到檢測儀所輸出的報文，并根據相應的項目來處理分析這些報文，以此來獲得檢測結果并將其發送給控制管理部分。若是檢測結束，則需要將控制管理部分所保存的結果進行報告生成，導出報告。若是沒有結束，則需要重復對檢測執行裝置發出的報文進行處理過程，進行下一項目的檢測。

繼電保護測試儀中的自動檢測模式主要可以分為以下幾個步驟：

（1）需要制定相應的檢測任務，確定檢測項目。

（2）測試儀的控制管理部分需要對控制接口函數進行調用，并根據相應的檢測項目來選擇與之對應的格式參數文件，從而更好地對檢測儀進行輸出控制。

（3）檢測執行部分可以接收到測試儀所發出的報文并根據針對性的項目來處理這些報文，以此獲得檢測結果并將其發送給控制管理部分。

（4）需要對列表中的檢測項目進行查看，若是有發現有未完成的項目，應當重復調用控制接口函數，選定格式參數文件過程。若是已經完成檢測項目的檢測，需要將控制管理部分所保存的結果進行報告生成，導出報告。

3.3 自動化檢測系統輸出控制方法

（1）在繼電保護自動化檢測系統運行的過程中，控制管理部分會對動態鏈接庫進行自動加載，從而調出其中的連接函數。若是失敗，則會進入到異常處理流程過程中，結束檢測過程。若是聯機成功，則會進入到后續的檢測過程中。

（2）需要對檢測項目對應的格式參數文件中的參數進行檢查。

（3）為格式參數文件對應接口函數，將項目對應的格式參數文件傳遞給自動化檢測儀，從而更好地控制檢測儀的輸出。

（4）若是測試儀沒有成功輸出，那么就需要進入到異常處理過程中，并且結束檢測過程。若是成功輸出，則可以進入后續的檢測步驟。

（5）若是在實際檢測過程有些檢測項目不需要進行外部觸發就可以完成檢測，那么控制管理部分會對接口函數進行直接調用，并對測試儀中的實驗結果進行檢查。若是涉及到檢測項目需要通過觸發接口函數來檢測，那么繼電保護測試儀就會進行進一步的試驗，接著調用接口函數來查詢測試結果，看是否已經產生。

（6）若是檢測儀還未產生測試結果，那么就需要檢查這一儀器是否已經停止測驗。若是還未停止，則需要繼續調用接口函數，繼續對實驗結果進行查詢。若是已經停止，那就需要停止檢測。

（7）若是測試已經有實驗結果生產，那么需要利用控制管理部分對測試的結果進行進一步的分析、處理，判斷其結果是否準確、有效。

（8）進一步檢查是否需要進行繼續檢測，若是需要則開始重復第二步驟。若是不需要，則停止檢測，卸載動態鏈接庫。

4 結語

綜上所述，在實際對繼電保護裝置自動化檢測系統探究的過程中，需要充分認識到在繼電保護過程中容易發生的各種故障問題，包括設備故障、開關設備故障、電流互感飽和等，并認識到自動化檢測系統對于繼電保護裝置以及電力系統運行的重要意義。對自動化檢測系統技術方案、檢測步驟以及輸出控制方法進行分析，探究更為科學、合理的檢測運行方法。與此同時，工作人員也應當不斷強化對自動化裝置運行的重視程度，通過利用合理的檢修方式減小故障發生概率。

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