电力系统自动化继电保护装置及其测试技术

钟和洪

摘要：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。

关键词：电力系统;自动化;继电保护装置;测试研究

1.继电保护的概述

在电力系统的运行过程中，对变压器、发电机和输电线路等进行保护是极其重要的，如果对系统及其元件保护不及时，有可能导致整个电力系统的瘫痪。在实际操作中，通常采用有触点的继电器对系统和元件进行有效保护，使整个系统运行正常，这种保护的方法人们称为继电保护。当电力系统在运行过程中发生故障或者出现异常情况时，继电保护装置就能在最短的时间内自动从系统中切除故障部位，或者发出警报信号。值班的工作人员根据系统发出的警报信号对故障进行跟踪并查找故障的根源，从而避免设备遭受更严重的破坏，或者对相邻地区的供电造成更大范围的影响。

2.电力系统继电保护装置的作用

继电保护装置按照组成可以分为测量部分、逻辑块、中央处理模块及输出部分，具有故障检测、报警和保护切断的作用。运行原理是利用测量部分对电力系统中的电压和电流进行检测，及时发现系统中的异常情况，将测量得出的信息传递到逻辑器中，对数据和信息进行分析比较，通过中央处理模块执行相关命令，输出指令，实现操作。当系统出现故障时，输出指令可以实现报警和切断线路操作，降低系统故障对电力运行的影响。

2.1故障检测

电力系统运行过程中，继电保护装置通过感应装置测量系统电压和电流，将检测后的数据与正常数据进行对比，如果出现异常，继电保护装置判断系统是否出现故障，再进行下一步操作。

2.2自动报警

继电保护装置的中央处理模块对数据进行采集和信息分析处理，判断系统是否出现故障，并根据故障的严重程度和故障发生位置发出报警信号，通过调度数据专网上传故障位置和类型信息，便于工作人员及时维修。

2.3保护切断

合理应用计算机技术和信息技术，可以实现系统的自动保护切断。当系统出现故障时，为避免故障造成严重后果，可自行断开系统，在故障解决前阻止系统运行，减小故障造成的影响。

3.自动化继电保护装置测试的实施

3.1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。

3.2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。

3.3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）擁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。

3.4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。

4.结语

电力系统中，继电保护装置是重要的安全装置，它可以对系统进行故障自动检测并实现自我断开保护电路，迅速报警提醒工作人员维修，以尽快恢复系统，对提升电力系统运行质量具有重要意义。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。

参考文献

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