智能站繼電保護(hù)測(cè)試問(wèn)題探討

王婷

(國(guó)網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院,山西太原 030012)

智能站繼電保護(hù)測(cè)試問(wèn)題探討

王婷

(國(guó)網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院,山西太原 030012)

分析傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置測(cè)試技術(shù)已不適用于數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置測(cè)試,并對(duì)數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置測(cè)試技術(shù)進(jìn)行探討。

數(shù)字化變電站 繼電保護(hù) 測(cè)試

數(shù)字化變電站是由電子式互感器、智能化一次設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層構(gòu)建,建立在 IEC-61850通信規(guī)范基礎(chǔ)上,能夠?qū)崿F(xiàn)變電站內(nèi)智能電氣設(shè)備間信息共享和互操作,滿足安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求的現(xiàn)代化變電站。繼電保護(hù)裝置測(cè)試水平的高低,將直接影響到繼電保護(hù)裝置運(yùn)行可靠性和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。使用準(zhǔn)確合理的測(cè)試技術(shù),對(duì)于保證繼電保護(hù)裝置測(cè)試水平的作用不言而喻,目前運(yùn)用于數(shù)字化變電站的嵌入式繼電保護(hù)裝置與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置之間的區(qū)別,造成了數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置的測(cè)試技術(shù)也與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置測(cè)試技術(shù)不盡相同。

1 傳統(tǒng)繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)難以適應(yīng)于數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置測(cè)試

傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的保護(hù)功能測(cè)試,模擬量輸入、開關(guān)量輸入輸出均是通過(guò)物理接線連接的。測(cè)試人員利用繼電保護(hù)測(cè)試儀輸出電流電壓等模擬信號(hào)到繼電保護(hù)裝置的模擬量輸入回路,同時(shí)也可以輸出開關(guān)量到保護(hù)裝置的開關(guān)量輸入回路,保護(hù)經(jīng)過(guò)故障計(jì)算后滿足動(dòng)作判據(jù)輸出跳閘命令,驅(qū)動(dòng)出口繼電器,使繼電器的觸點(diǎn)閉合,測(cè)試儀的開關(guān)量輸入模塊可以監(jiān)視保護(hù)裝置的動(dòng)作觸點(diǎn),這樣構(gòu)成測(cè)試系統(tǒng),測(cè)試人員可以很方便地考核保護(hù)邏輯的正確性及繼電保護(hù)的性能指標(biāo)等是否合格。

隨著IEC-61850 標(biāo)準(zhǔn)的提出及電子式電壓互感器(EVT)、電子式電流互感器(ECT)技術(shù)的發(fā)展,EVT和ECT可直接輸出數(shù)字量信號(hào),變電站中的開關(guān)量信號(hào)也可直接變?yōu)閿?shù)字化開關(guān)量信號(hào)。保護(hù)裝置通過(guò)網(wǎng)絡(luò)采集電子互感器的數(shù)字量信號(hào),還可采集智能操作單元的數(shù)字化開關(guān)量信號(hào),并能對(duì)智能操作單元實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置的特點(diǎn)決定了傳統(tǒng)的輸出電壓、電流等模擬信號(hào)量的繼電保護(hù)測(cè)試裝置無(wú)法完成對(duì)采集數(shù)字信號(hào)量的數(shù)字化保護(hù)裝置的測(cè)試工作,需要采用數(shù)字化測(cè)試裝置完成數(shù)字變電站繼電保護(hù)裝置的檢測(cè)工作。

2 國(guó)內(nèi)數(shù)字化繼電保護(hù)裝置測(cè)試技術(shù)概況

目前國(guó)內(nèi)使用的大多數(shù)數(shù)字化繼電保護(hù)測(cè)試裝置均以保護(hù)測(cè)試儀為主,還停留在單裝置開環(huán)測(cè)試階段,只能夠完成單套保護(hù)裝置基本功能測(cè)試,而不能對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行整體性能和系統(tǒng)的閉環(huán)測(cè)試,也難以對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試。這種開環(huán)測(cè)試并不能反映電力系統(tǒng)的真實(shí)情況,只是檢查了變電站二次設(shè)備硬件和軟件是否正常。對(duì)于支持 IEC-61850標(biāo)準(zhǔn)的繼電保護(hù)裝置的測(cè)試,現(xiàn)在主要采取保護(hù)歸保護(hù)、通訊歸通訊的測(cè)試方式,也就是利用支持IEC-61850 標(biāo)準(zhǔn)的通訊管理機(jī)來(lái)測(cè)試保護(hù)裝置的通訊功能; 利用數(shù)字化繼電保護(hù)測(cè)試儀來(lái)測(cè)試保護(hù)裝置的動(dòng)作邏輯等傳統(tǒng)的保護(hù)功能。通訊和保護(hù)測(cè)試之間是孤立的,測(cè)試存在著接線復(fù)雜、測(cè)試效率低、測(cè)試人員工作量大等問(wèn)題。對(duì)變電站保護(hù)裝置的測(cè)試,僅停留在單裝置的單元測(cè)試是不夠的,不考慮變電站二次設(shè)備系統(tǒng)測(cè)試就無(wú)法檢測(cè)出裝置接口是否工作正常、網(wǎng)絡(luò)中負(fù)荷情況是否正常等等。因此,為提高變電站二次設(shè)備工作的穩(wěn)定性和可靠性,必須對(duì)變電站二次設(shè)備閉環(huán)系統(tǒng)測(cè)試進(jìn)行研究,特別是對(duì)基于 IEC61850的數(shù)字化變電站,繼電保護(hù)裝置的閉環(huán)系統(tǒng)測(cè)試更是必須完成的重要測(cè)試工作。

3 數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置測(cè)試技術(shù)分析

數(shù)字化變電站的測(cè)試手段是數(shù)字化變電站投入應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展的重要基礎(chǔ);但長(zhǎng)期以來(lái)重開發(fā)、輕測(cè)試的做法已經(jīng)給電力系統(tǒng)行業(yè)帶來(lái)了一定的負(fù)面影響。由于當(dāng)前變電站自動(dòng)化設(shè)備的系統(tǒng)級(jí)測(cè)試本身的確存在各類設(shè)備多、型號(hào)繁、規(guī)約雜等問(wèn)題,給測(cè)試技術(shù)的研究帶來(lái)了相當(dāng)大的難度。

隨著變電站的完全數(shù)字化,基于IEC-61850通信規(guī)范的數(shù)字變電站繼電保護(hù)裝置測(cè)試技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)為:測(cè)試系統(tǒng)必須符合IEC-61850標(biāo)準(zhǔn),支持網(wǎng)絡(luò)通訊;測(cè)試功能強(qiáng)大,除了完成各種常規(guī)的繼電保護(hù)裝置測(cè)試功能,還能具備其他特殊功能要求;系統(tǒng)的維護(hù)和升級(jí)必須方便快捷,硬件平臺(tái)要通用化,測(cè)試功能的擴(kuò)展能通過(guò)軟件升級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)?；贗EC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化繼電保護(hù)裝置具備保護(hù)、對(duì)外通信、信息輸入、記錄、顯示、打印等各項(xiàng)功能,在對(duì)裝置進(jìn)行全面測(cè)試時(shí),考核以上功能的正確性也非常重要,應(yīng)成為功能測(cè)試中重要的一項(xiàng)。根據(jù)數(shù)字化變電站的特點(diǎn),保護(hù)、測(cè)控等變電站二次設(shè)備只要符合IEC-61850標(biāo)準(zhǔn),就可以直接無(wú)縫地接入變電站的局域網(wǎng)中,非常方便。因此電力系統(tǒng)的測(cè)試也必須符合以上的發(fā)展趨勢(shì),測(cè)試也將變得更加方便簡(jiǎn)單。

數(shù)字化測(cè)試系統(tǒng)與被測(cè)的數(shù)字化繼電保護(hù)裝置均接入變電站局域網(wǎng)中。測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)能夠根據(jù)電力系統(tǒng)的故障設(shè)置模擬EVT、ECT的故障數(shù)據(jù),按 IEC-61850的規(guī)范通過(guò)局域網(wǎng)向保護(hù)裝置發(fā)出數(shù)字信號(hào)(故障量),數(shù)字化繼電保護(hù)裝置根據(jù)數(shù)字信號(hào)做出反應(yīng),并向局域網(wǎng)發(fā)出事件信息(跳合閘指令),測(cè)試裝置接收到事件信息后再進(jìn)行下一步的操作,整個(gè)閉環(huán)測(cè)試系統(tǒng)都由數(shù)字化元件構(gòu)成。測(cè)試系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算功能可以進(jìn)行復(fù)雜的電力系統(tǒng)暫態(tài)仿真試驗(yàn)和故障再現(xiàn)等,繼電保護(hù)裝置的軟件版本升級(jí)后,相應(yīng)的測(cè)試項(xiàng)目、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)也可直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲得,數(shù)字化測(cè)試系統(tǒng)在保證信息安全的基礎(chǔ)上,能實(shí)現(xiàn)測(cè)試信息的共享,同時(shí)可以支持強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)分析、異常處理記錄等。

針對(duì)數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置,在測(cè)試方法和技術(shù)上的研究,應(yīng)緊密圍繞數(shù)字化繼電保護(hù)裝置與傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置性能特點(diǎn)的區(qū)別進(jìn)行。數(shù)字化繼電保護(hù)裝置符合IEC-61850標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)了IEC-61850標(biāo)準(zhǔn)后的繼電保護(hù)裝置的支持功能發(fā)生變化,基本接口接法也發(fā)生了變化,因此,應(yīng)基于IEC-61850標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其測(cè)試方法進(jìn)行相應(yīng)研究,以形成滿足數(shù)字化變電站繼電保護(hù)裝置測(cè)試要求的更為簡(jiǎn)單、可靠、快捷、安全的測(cè)試方法。

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