电力系统自动化继电保护装置及其测试研究

张 斌

（甘肃会展物业管理有限责任公司，甘肃 兰州 730000）

继电保护是一种可以检测出电力系统中的故障或异常状况，并发送警报信号以隔离和消除故障的技术。在实际使用中，有必要准确地对保护部件的工作条件进行分类，并根据故障前后的电气物理量的变化来确定故障是发生在保护区内还是保护区外。自动化继电保护装置可以判断电力系统的故障，采取及时有效的措施，减少重大安全事故的发生，确保电力系统的稳定安全运行。

1 电力系统自动化继电保护装置运行特性分析

随着电网建设的不断深入，电力系统的复杂性不断增加，导致运行过程中出现一些故障。因此，必须合理利用继电保护装置，以防止故障影响的扩散。继电保护装置的特定功能是传输某些信息，以便其他电气设备可以在运行期间有效地隔离故障。电力系统的运行中经常会发生误动故障，误动故障是指电力系统在受外部因素影响的情况下出现不正确的运行。自动化装置的主要功能是监控系统操作的各种参数，如果无法了解确切的参数情况，那么就意味着自动化设备正在发生故障。

2 自动化继电保护装置的应用现状

目前，自动化继电保护装置在电力企业中被广泛使用，并取得了显著成就，在一定程度上建立了电力操作系统的良性循环。在确保继电保护装置本身运行的同时，还可以满足实际的开发要求。在技术层面，继电保护装置也发生了重大变化。其方法从以前仅使用单个保险丝模型被开发为使用电磁保护系统、晶体管保护系统、集成电气保护系统、计算机保护系统等。这是将多个系统整合为一个新技术，促进了现代信息技术的应用，并通过不断完善自动化继电保护技术，可以有效地促进电力企业的发展与创新。

3 自动化继电保护装置测试技术分析

随着科学技术的进步，自动化继电保护装置必须不断更新。考虑到这种情况，可以将传统继电保护装置测试技术与新的自动化继电保护装置测试技术进行比较，进而发现两者之间的区别，找出传统装置测试技术的不足，利用先进的技术进行改进优化。在测试时，必须首先考虑到不同的材料会对设备的结构产生不同的影响，从而影响设备的质量。因此，可以根据材料的质量推断哪个设备的性能更好，并根据实际数据进行判断。如今，继电保护装置的技术含量越来越高，但是设备的价格也随之变得越来越高，因此，继电保护装置的发展应更加均衡。

4 电力系统自动化继电保护装置测试的意义

在电力系统运行期间可能会发生诸如短路或断路等故障，因此，必须使用继电保护装置来防止电源设备出现故障，以减少此类故障对电力系统的影响，防止设备损坏现象的发生。随着自动化技术的进步，继电保护装置已实现自动化工作，但在自动保护装置运行期间也会发生故障，只有通过严格的测试才能保证运行期间的安全性和稳定性。

5 自动化继电保护装置测试要求

在电力系统运行过程中，自动化继电保护装置可以实现继电保护、数据通讯、实时监控等功能，且整体较为复杂。继电保护装置在研发过程中需要进行单元测试、集成测试、验证测试和确认测试，并且该过程需要大量的操作时间。因此，自动化测试对继电保护装置测试具有十分重要的作用。在具体的测试过程中，需要满足以下要求。

5.1 测试范围和效率

实现自动化测试需要着重解决测试工作中错误率高和测试效率低的零件，扩大测试范围，用自动化工作代替手动工作以提高测试效率。

5.2 形成闭环测试

在自动化继电保护装置测试中，只需由测试人员将测试信息输入测试系统即可完成测试系统中的所有测试工作，并且可以分析测试结果，生成报告并配置闭环测试。在整个测试过程中，测试人员无需在系统上执行任何工作即可确保测试的正常进行和测试结果的准确。

5.3 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和数字站继电保护装置。由于这些设备的制造商不同，因此设备之间存在显著差异。为了测试这些设备，自动化测试系统必须具有足够的兼容性，以便该测试系统可以应用于大多数继电保护设备，并且继电保护设备之间的差异不会影响测试结果。

6 自动化继电保护装置测试的实施

6.1 自动化继电保护装置的测试指标

在测试继电保护装置的过程中，首先，注意的是平均故障时间。平均故障时间是继电保护装置可以正常工作没有出现故障的时间，为了计算该时间，需要统计继电保护装置的正常工作时间。其次，是平均故障恢复时间。平均故障恢复时间与平均故障时间相对应，也就是继电保护装置由于某种原因而发生故障，然后从故障到恢复的时间，从而计算出故障的平均恢复时间。最后，是效果程度。效果程度是继电保护装置是否可以在运行过程中发挥应有的作用和作用范围，该指标可以表明继电保护装置在电力系统中的作用。

6.2 自动化继电保护装置的测试要点

在自动化继电保护装置的测试过程中，当测试继电保护装置的平均故障时间时，可以采用定数截断法进行测试，以确定继电保护装置的故障时间。从测试结果可以看出，截断失效数的范围应在4~7之间选择。例如，在测试中，平均故障时间为M，该时间应为截断时间的倍数，并选择具有代表性的样本r，样品数量应根据总量的大小确定。

6.3 保护配置方案

以WBH-801T2-DA-G作为测试设备，这种设备具有功能齐全、电源保护全面的特点，主保护CT与后备保护CT相同，方便了工作过程，这种设备具有以下功能：（1）拥有自己的故障识别系统，并已获得发明专利，并通过判断开放数据组合，对空投过程中的变压器故障及时做出反应，并采取保护措施；（2）该配置受电流影响较小，可以轻松实现增量式差动保护，具有强大的抗CT功能，可以快速响应一次侧负载和故障情况，保护设备和人身安全，并可以采取适当的措施；（3）在差动保护过程中，反应足够快，因此可以在很短的时间内完成保护措施，以防止产生副作用。通常，发生重大故障时，操作时间少于20ms，一般金属故障操作时间在30ms以内；（4）由于其具有高灵敏度，在变特性差动保护过程中发生重大故障时，可以做出快速响应并采取削减措施，以确保设备正常运行；（5）设备采用多种滤波算法，确保电子互感器采集回路的正常运行，防止异常数据采集对保护设备的误导，从而影响继电保护装置的正常运行。

6.4 统一建模的继电保护测试装置

电力系统变得越来越复杂和智能，微机型智能继电保护测试设备的类型也越来越多样化，用于组件保护、线路保护、辅助保护，智能配电网络终端和测量控制的各种测控装置不断出现。在这种情况下，有必要提供一个集成的自动测试平台。使用一台主机控制多个测试仪器一起工作，每个测试仪器调试一台保护装置，并且在测试之后，每个测试仪器都会通过数据通信将测试结果发送到主机，以创建记录文档。结合保护性测控单元的条形码识别系统，历史记录将变得更加完整。这种调试方法最大程度地减少了调试人员的工作量，并可以同时测试多个测试对象。在调试之前，中央控制PC对每个测试仪执行单独的远程配置，将测试计划提交给测试仪并设置测试标准。在调试过程中，测试仪器的调试过程是集中监控和管理的。调试后，为每个测试的装置创建调试报告，并将其存储在数据库中。因此，在整个系统调试中，只需要一个管理人员控制中央PC，就可以同时完全自动化地调试多个设备。此类系统的开发主要在于继电保护测试设备的各种I/O接口插件以及整机测试模型的组态软件。基于数字化继电保护装置的硬件架构实现这样的系统并不难，关键是为整机测试模型配置软件的开发。

7 提高电力系统继电保护与自动化装置可靠性措施

7.1 现有技术的改进

为了确保电力系统继电保护装置的控制应用和自动化装置的控制应用的可靠性，有必要在设备的控制实施过程中注意设备实施技术的改进，保证设备控制实施技术的提高，从而提高整体技术的应用效率。在电力系统输电建设中，相关人员也应注意改善电力系统输电的技术应用，以便在技术应用过程中，可以提高电力系统继电保护装置的应用效果。例如，在实施电网继电保护装置控制的过程中，为了提高整体输电装置的安装效果，相关输电人员在实施技术改造时必须首先遵循总线传输技术的实施原则。对母线传输电压采取保护措施，控制220kV母线保护。并且在执行保护装置的控制过程中，多功能集成式PMH-42/13母线差值固定在一个范围内，减少信号传输的影响因素，实现了电力系统技术控制效果的提高。

7.2 操作规范的改进

为了确保电力传输系统的配置和应用达到电力继电保护装置的控制效果，相关人员应在实现自动化装置的继电保护和控制的同时，改善操作规范。电力系统在提升运行标准过程中可以实施信息传输和保护措施，例如，为了在实施电力系统继电保护装置控制时体现出充分的电力传输效果，相关的电力传输人员应在电力系统的控制实施过程中，尽可能地提升技术操作规范，对继电保护设备使用操作规范的技术实施因素进行有效的控制。相应的输电系统保护设计是根据输电设计图中的保护设计原则进行的。同时，在采取保护措施时，必须采取措施及时保护次级电路段和信息吊牌。请相关的电力传输人员按照相关要求采取特殊的防护措施。

7.3 减少电磁干扰

在输电系统的构造中，要进行输电配置以反映总体输电效果，负责输电的人员要消除输电中的电磁干扰，这样可以构建整个电磁传输系统，并且在构建电力传输系统时可以安全地实现系统操作。减少电磁干扰的措施方法：首先要做的是消除电磁干扰滤波，以便可以在电磁滤波干扰消除过程中构建整个输电系统。其次，为了在电力传输过程中保证电力系统的安全，相关的电力传输人员应通过屏蔽电磁干扰因素，以反映电力系统继电保护过程中整体电力传输的效果。采取特殊的继电保护措施来实现干扰屏蔽，以确保对整个电力系统传输的安全系数进行良好的控制，并在实施该措施期间改善整个电力系统运行的安全性能。

8 结束语

自动化继电保护装置在电力系统运行期间的运行状态是确保电力系统稳定性的重要因素。通过对继电保护装置的控制，可以建立整个电力系统运行信息的传输，保证电力系统信息传输的安全性。为了确保电力系统的稳定运行，还需要对继电保护装置进行测试，加深对电力系统继电保护装置的了解，充分发挥对电力装置的保护作用，并加以推广，从而促进电力行业的健康发展。