淺談繼電保護測試裝置的現狀及發展

李兆龍 王立文 曾 強

(鐵煤集團供電部，遼寧 鐵嶺 112700)

淺談繼電保護測試裝置的現狀及發展

李兆龍 王立文 曾 強

(鐵煤集團供電部，遼寧 鐵嶺 112700)

介紹了繼電保護測試裝置的現狀，分析了采用IEC61850標準的光數字繼電保護測試裝置與傳統測試裝置的差別，總結了未來繼電保護測試儀的發展趨勢。

繼電保護測試儀；IEC61850；現狀；發展

0 引言

供電系統逐漸步入智能化，帶動了電力系統繼電保護裝置飛速發展，而我國繼電保護測試技術一直處于探索階段，可供借鑒的經驗不多。特別是電力設備生產廠家重視設備生產，輕視設備試驗，這也給電氣試驗和繼保檢定工作造成了一定的困難。近幾年，數字化繼電保護裝置逐漸取代傳統繼電保護裝置成為電力系統的重要組成部分，鐵煤集團供電部也成功完成了66 kV大興變電站的改造項目。在繼電保護檢定過程中，保護裝置測試儀器設計不夠人性化、操作繁瑣等問題，須在未來的設計與制造中加以重視。

1 繼電保護測試裝置的現狀

現階段我國的繼電保護測試儀大體上可以分為3類：常規型繼電保護測試儀、微機型繼電保護測試儀和光數字繼電保護測試儀。

常規型繼電保護測試儀按照性能可以分為單相繼電保護測試儀、雙路繼電保護測試儀、三相繼電保護測試儀。常規型繼電保護測試儀大部分使用調壓器做調壓調流源，具有抗摔抗震、結實耐用、操作簡單直觀、過載性能超強、價格較低及維修方便等優點，但測試儀器也有重量重、性能比較單一、精度較低、輸出受輸入電源影響等問題，盡管如此，常規型繼電保護測試儀仍然可以對電磁型繼電器等老式繼電器進行檢定。

微機型繼電保護測試儀針對當前廣為應用的微機型保護裝置，可分為三路電流四路電壓的微機繼電保護測試儀和六路電壓六路電流的微機繼電保護測試儀。在開關柜配出的交接和定期繼保試驗中，用三路電流四路電壓的微機繼電保護測試儀就足夠了。后者主要是針對變壓器差動試驗三相同時做的試驗，微機型保護測試儀應用計算機運算實現復雜的信號測試，使得保護裝置測試水平向測試智能化邁出了一大步。

近幾年來，數字化變電站的建立帶動了光數字式繼電保護測試儀的發展，符合IEC61850標準的數字化保護裝置與傳統的繼電保護裝置在結構上有著相當大的差別，主要體現在以下幾個方面：(1) 硬件。傳統保護由模擬量輸入接口單元、開關量輸入輸出接口、數據處理單元、人機接口、通信接口等組成。采用IEC61850標準的保護則由光接口單元、中央處理單元、開入開出單元、人機接口和通信接口等組成。(2) 試驗方法。1) 裝置測量精度區別。傳統方式通過PT/CT交流采樣，而IEC61850的方式是接收過程層送來的數字信號——光PT/CT或者電子式PT/CT。2) 增加了SOE分辨率。SOE(事件順序記錄功能)分辨率指的是記錄一個開關量變化的最小的時間精度，一般為小于1 ms。傳統方式的試驗對象是繼電保護裝置。IEC61850方式的考核對象是過程層數字模塊。(3) 時間同步性。IEC61850要求測試系統的各個單體光數字轉換裝置、數字保護設備等之間信號的傳輸必須滿足同步性要求，而傳統模式沒有要求一定同步。(4) 實時性要求。IEC61850要求閉環仿真測試系統各個環節滿足實時性要求。傳統模式沒有這種要求。

由于傳統的繼電保護裝置與IEC61850標準的數字化保護裝置在結構上有巨大差別，因而傳統的測試技術不能用于IEC61850標準的數字化保護裝置。

2 繼電保護測試儀的未來發展趨勢

雖然光數字繼電保護測試儀已成為當前發展的主流，但光數字繼電保護測試儀等繼電保護測試裝置都是以測試保護的單項功能原理而設計的，測試軟件也是按不同的原理劃分成不同的功能模塊，測試過程人工控制，測試參數人工設置，測試結果人工處理，測試過程的人工檢查和操作(如接線、投退壓板)需要對照圖紙和檢驗規程，測試完成后需要人工整理測試報告。隨著電子設備智能化發展，繼電保護自動測試技術未來對軟件平臺提出了新的要求：

2.1 測試軟件和功能模塊簡潔化

現在我們使用的繼電保護測試軟件各個功能模塊相互獨立，不能同時打開和運行，每個模塊包含了參數輸入界面、信息交換接口、試驗結果輸出等全部功能。未來軟件結構可分為標準操作平臺和功能模塊2部分，標準操作平臺只包含了各個模塊公用的部分，實現試驗對象參數共享。標準操作平臺作為主要的運行平臺，始終處于打開狀態，測試功能模塊以動態鏈接庫方式調用，隨時可以打開和關閉，方便操作，這對于保護測試的過程更加直觀。測試功能模塊除了常用的電氣量測試功能之外，還應包含試驗報告管理、上位機與下位機連接、自動殺毒保護、安全措施自檢、保護裝置接線自檢等模塊，只需要將繼電保護測試裝置與保護裝置連接，就可以完成測試的電氣量和非電量的保護試驗。

2.2 測試過程智能化

現階段，測試人員在現場操作測試儀器時，需要輸入相應的定值、步長、頻率等，試驗過程以測試人員為主。未來，智能化繼保測試裝置的測試過程，就是調用自己需要的功能模塊來進行相關試驗，采用字符的方法編寫試驗的對象名稱，以方便測試裝置自動出具試驗報告。測試軟件的運行過程就是標準操作平臺模板的過程。基于測試模板技術，我們可以選擇保護測試裝置人工或者自動2種模式來完成組織流程、定義測試方法、計算測試參數。在一個測試模板文件中，可以定義保護裝置的全部測試功能和測試項目，還可以對測試人員發出必要的操作提示，如果發生錯誤，及時報警提醒。

模板運行期間，不需要人工操作，可自動連續地按預定程序執行測試，還可以自動對結果進行評估計算，并對評估結果給予提示。

2.3 保護定值與參數導入自動化

未來智能化繼保測試裝置在測試中的一個重要特點就是通過試驗對象保護定值來設置相應的試驗方法及參數。將智能化測試儀器與保護裝置聯機通訊，就可以直接將保護裝置內部的運行定值、基本試驗參數等導入到測試儀。當然測試儀軟件也要具備人工輸入和電子文檔格式定值單的導入和導出功能，方便測試儀與保護裝置發生通信故障時能將所有運行設備的定值單形成電子文檔，在現場測試時直接導入應用。

2.4 測試報告標準化

未來智能化測試裝置的測試結果要通過標準試驗報告進行記錄，試驗報告是記錄設備健康狀況最有效、直觀且具有法律效力的文件。我們現在使用的微機保護測試儀軟件只能提供通用的格式，無法滿足不同型號的保護裝置技術要求和試驗委托方的格式要求，一般都是測試人員先將測試儀的試驗結果用紙筆記錄或者將測試儀生成的格式報告轉換為字符格式，然后重新編輯、整理成符合要求的形式。如果能直接在完成測試后，根據計量檢定規程報告的格式可按照質量監督局要求調整報告版面，直接生成符合計量檢定規程的標準格式的試驗報告，既可減少測試人員的勞動強度，又可減少整理測試報告的時間，避免人為錯誤。試驗報告管理模板技術可以定義用戶自己的格式報告，定義測試結果的填寫位置，在試驗結束后，立刻自動生成用戶自定格式的試驗報告，并且根據國際、國家標準和相關行業規范對測試結果進行標定和評價，可以更好地保存試驗的第一手數據，方便以后的計量溯源及比對工作。

3 結語

隨著保護裝置的不斷更新，繼電保護測試技術也處于不斷發展中。在新的形勢下，怎樣使用新型智能化繼電保護測試儀器探索一種新的規范化、標準化的自動測試技術，提高檢驗工作效率，保證檢驗質量，是供電部門亟需解決的問題，同時也具有很大的現實意義。

[1]李先妹，黃家棟，唐寶鋒.數字化變電站繼電保護測試技術的分析研究[J].電力系統保護與控制，2012(3)

[2]鄭新才，丁衛華，韓瀟，等.基于測試模板的繼電保護裝置自動測試技術研究與實現[J].電力系統保護與控制，2010(12)

2014-03-03

李兆龍(1972—)，男，山東禹城人，工程師，研究方向：礦區高壓變電所運行維護。