電力系統自動化繼電保護裝置及其測試研究

張 斌

（甘肅會展物業管理有限責任公司，甘肅 蘭州 730000）

繼電保護是一種可以檢測出電力系統中的故障或異常狀況，并發送警報信號以隔離和消除故障的技術。在實際使用中，有必要準確地對保護部件的工作條件進行分類，并根據故障前后的電氣物理量的變化來確定故障是發生在保護區內還是保護區外。自動化繼電保護裝置可以判斷電力系統的故障，采取及時有效的措施，減少重大安全事故的發生，確保電力系統的穩定安全運行。

1 電力系統自動化繼電保護裝置運行特性分析

隨著電網建設的不斷深入，電力系統的復雜性不斷增加，導致運行過程中出現一些故障。因此，必須合理利用繼電保護裝置，以防止故障影響的擴散。繼電保護裝置的特定功能是傳輸某些信息，以便其他電氣設備可以在運行期間有效地隔離故障。電力系統的運行中經常會發生誤動故障，誤動故障是指電力系統在受外部因素影響的情況下出現不正確的運行。自動化裝置的主要功能是監控系統操作的各種參數，如果無法了解確切的參數情況，那么就意味著自動化設備正在發生故障。

2 自動化繼電保護裝置的應用現狀

目前，自動化繼電保護裝置在電力企業中被廣泛使用，并取得了顯著成就，在一定程度上建立了電力操作系統的良性循環。在確保繼電保護裝置本身運行的同時，還可以滿足實際的開發要求。在技術層面，繼電保護裝置也發生了重大變化。其方法從以前僅使用單個保險絲模型被開發為使用電磁保護系統、晶體管保護系統、集成電氣保護系統、計算機保護系統等。這是將多個系統整合為一個新技術，促進了現代信息技術的應用，并通過不斷完善自動化繼電保護技術，可以有效地促進電力企業的發展與創新。

3 自動化繼電保護裝置測試技術分析

隨著科學技術的進步，自動化繼電保護裝置必須不斷更新。考慮到這種情況，可以將傳統繼電保護裝置測試技術與新的自動化繼電保護裝置測試技術進行比較，進而發現兩者之間的區別，找出傳統裝置測試技術的不足，利用先進的技術進行改進優化。在測試時，必須首先考慮到不同的材料會對設備的結構產生不同的影響，從而影響設備的質量。因此，可以根據材料的質量推斷哪個設備的性能更好，并根據實際數據進行判斷。如今，繼電保護裝置的技術含量越來越高，但是設備的價格也隨之變得越來越高，因此，繼電保護裝置的發展應更加均衡。

4 電力系統自動化繼電保護裝置測試的意義

在電力系統運行期間可能會發生諸如短路或斷路等故障，因此，必須使用繼電保護裝置來防止電源設備出現故障，以減少此類故障對電力系統的影響，防止設備損壞現象的發生。隨著自動化技術的進步，繼電保護裝置已實現自動化工作，但在自動保護裝置運行期間也會發生故障，只有通過嚴格的測試才能保證運行期間的安全性和穩定性。

5 自動化繼電保護裝置測試要求

在電力系統運行過程中，自動化繼電保護裝置可以實現繼電保護、數據通訊、實時監控等功能，且整體較為復雜。繼電保護裝置在研發過程中需要進行單元測試、集成測試、驗證測試和確認測試，并且該過程需要大量的操作時間。因此，自動化測試對繼電保護裝置測試具有十分重要的作用。在具體的測試過程中，需要滿足以下要求。

5.1 測試范圍和效率

實現自動化測試需要著重解決測試工作中錯誤率高和測試效率低的零件，擴大測試范圍，用自動化工作代替手動工作以提高測試效率。

5.2 形成閉環測試

在自動化繼電保護裝置測試中，只需由測試人員將測試信息輸入測試系統即可完成測試系統中的所有測試工作，并且可以分析測試結果，生成報告并配置閉環測試。在整個測試過程中，測試人員無需在系統上執行任何工作即可確保測試的正常進行和測試結果的準確。

5.3 測試系統的兼容性

在電力系統中，繼電保護裝置主要分為常規站繼電保護裝置和數字站繼電保護裝置。由于這些設備的制造商不同，因此設備之間存在顯著差異。為了測試這些設備，自動化測試系統必須具有足夠的兼容性，以便該測試系統可以應用于大多數繼電保護設備，并且繼電保護設備之間的差異不會影響測試結果。

6 自動化繼電保護裝置測試的實施

6.1 自動化繼電保護裝置的測試指標

在測試繼電保護裝置的過程中，首先，注意的是平均故障時間。平均故障時間是繼電保護裝置可以正常工作沒有出現故障的時間，為了計算該時間，需要統計繼電保護裝置的正常工作時間。其次，是平均故障恢復時間。平均故障恢復時間與平均故障時間相對應，也就是繼電保護裝置由于某種原因而發生故障，然后從故障到恢復的時間，從而計算出故障的平均恢復時間。最后，是效果程度。效果程度是繼電保護裝置是否可以在運行過程中發揮應有的作用和作用范圍，該指標可以表明繼電保護裝置在電力系統中的作用。

6.2 自動化繼電保護裝置的測試要點

在自動化繼電保護裝置的測試過程中，當測試繼電保護裝置的平均故障時間時，可以采用定數截斷法進行測試，以確定繼電保護裝置的故障時間。從測試結果可以看出，截斷失效數的范圍應在4~7之間選擇。例如，在測試中，平均故障時間為M，該時間應為截斷時間的倍數，并選擇具有代表性的樣本r，樣品數量應根據總量的大小確定。

6.3 保護配置方案

以WBH-801T2-DA-G作為測試設備，這種設備具有功能齊全、電源保護全面的特點，主保護CT與后備保護CT相同，方便了工作過程，這種設備具有以下功能：（1）擁有自己的故障識別系統，并已獲得發明專利，并通過判斷開放數據組合，對空投過程中的變壓器故障及時做出反應，并采取保護措施；（2）該配置受電流影響較小，可以輕松實現增量式差動保護，具有強大的抗CT功能，可以快速響應一次側負載和故障情況，保護設備和人身安全，并可以采取適當的措施；（3）在差動保護過程中，反應足夠快，因此可以在很短的時間內完成保護措施，以防止產生副作用。通常，發生重大故障時，操作時間少于20ms，一般金屬故障操作時間在30ms以內；（4）由于其具有高靈敏度，在變特性差動保護過程中發生重大故障時，可以做出快速響應并采取削減措施，以確保設備正常運行；（5）設備采用多種濾波算法，確保電子互感器采集回路的正常運行，防止異常數據采集對保護設備的誤導，從而影響繼電保護裝置的正常運行。

6.4 統一建模的繼電保護測試裝置

電力系統變得越來越復雜和智能，微機型智能繼電保護測試設備的類型也越來越多樣化，用于組件保護、線路保護、輔助保護，智能配電網絡終端和測量控制的各種測控裝置不斷出現。在這種情況下，有必要提供一個集成的自動測試平臺。使用一臺主機控制多個測試儀器一起工作，每個測試儀器調試一臺保護裝置，并且在測試之后，每個測試儀器都會通過數據通信將測試結果發送到主機，以創建記錄文檔。結合保護性測控單元的條形碼識別系統，歷史記錄將變得更加完整。這種調試方法最大程度地減少了調試人員的工作量，并可以同時測試多個測試對象。在調試之前，中央控制PC對每個測試儀執行單獨的遠程配置，將測試計劃提交給測試儀并設置測試標準。在調試過程中，測試儀器的調試過程是集中監控和管理的。調試后，為每個測試的裝置創建調試報告，并將其存儲在數據庫中。因此，在整個系統調試中，只需要一個管理人員控制中央PC，就可以同時完全自動化地調試多個設備。此類系統的開發主要在于繼電保護測試設備的各種I/O接口插件以及整機測試模型的組態軟件?；跀底只^電保護裝置的硬件架構實現這樣的系統并不難，關鍵是為整機測試模型配置軟件的開發。

7 提高電力系統繼電保護與自動化裝置可靠性措施

7.1 現有技術的改進

為了確保電力系統繼電保護裝置的控制應用和自動化裝置的控制應用的可靠性，有必要在設備的控制實施過程中注意設備實施技術的改進，保證設備控制實施技術的提高，從而提高整體技術的應用效率。在電力系統輸電建設中，相關人員也應注意改善電力系統輸電的技術應用，以便在技術應用過程中，可以提高電力系統繼電保護裝置的應用效果。例如，在實施電網繼電保護裝置控制的過程中，為了提高整體輸電裝置的安裝效果，相關輸電人員在實施技術改造時必須首先遵循總線傳輸技術的實施原則。對母線傳輸電壓采取保護措施，控制220kV母線保護。并且在執行保護裝置的控制過程中，多功能集成式PMH-42/13母線差值固定在一個范圍內，減少信號傳輸的影響因素，實現了電力系統技術控制效果的提高。

7.2 操作規范的改進

為了確保電力傳輸系統的配置和應用達到電力繼電保護裝置的控制效果，相關人員應在實現自動化裝置的繼電保護和控制的同時，改善操作規范。電力系統在提升運行標準過程中可以實施信息傳輸和保護措施，例如，為了在實施電力系統繼電保護裝置控制時體現出充分的電力傳輸效果，相關的電力傳輸人員應在電力系統的控制實施過程中，盡可能地提升技術操作規范，對繼電保護設備使用操作規范的技術實施因素進行有效的控制。相應的輸電系統保護設計是根據輸電設計圖中的保護設計原則進行的。同時，在采取保護措施時，必須采取措施及時保護次級電路段和信息吊牌。請相關的電力傳輸人員按照相關要求采取特殊的防護措施。

7.3 減少電磁干擾

在輸電系統的構造中，要進行輸電配置以反映總體輸電效果，負責輸電的人員要消除輸電中的電磁干擾，這樣可以構建整個電磁傳輸系統，并且在構建電力傳輸系統時可以安全地實現系統操作。減少電磁干擾的措施方法：首先要做的是消除電磁干擾濾波，以便可以在電磁濾波干擾消除過程中構建整個輸電系統。其次，為了在電力傳輸過程中保證電力系統的安全，相關的電力傳輸人員應通過屏蔽電磁干擾因素，以反映電力系統繼電保護過程中整體電力傳輸的效果。采取特殊的繼電保護措施來實現干擾屏蔽，以確保對整個電力系統傳輸的安全系數進行良好的控制，并在實施該措施期間改善整個電力系統運行的安全性能。

8 結束語

自動化繼電保護裝置在電力系統運行期間的運行狀態是確保電力系統穩定性的重要因素。通過對繼電保護裝置的控制，可以建立整個電力系統運行信息的傳輸，保證電力系統信息傳輸的安全性。為了確保電力系統的穩定運行，還需要對繼電保護裝置進行測試，加深對電力系統繼電保護裝置的了解，充分發揮對電力裝置的保護作用，并加以推廣，從而促進電力行業的健康發展。