继电保护装置自动化检测系统的研究及应用

郝畅 南雷 李刚 袁成川 秦伟锋

[摘    要 ]电力系统中所涉及到的继电保护装置可以在系统运行发生特殊情况时发出报警信号，让工作人员接收到故障信息，并及时采取科学、合理的解决措施，以此确保整个系统的稳定运行。在当前科学技术不断发展的背景下，对电力系统继电保护装置应用的过程中出现了一种自动化检测系统。若是在系统运行过程中电路元件发生故障问题，这一自动化装置就会自动检测到故障，并将这一信息发送给工作人员。装置也会启动跳闸命令，从而保护好系统中的各个电路元件和设备。这一自动化检测系统具有调节和调控监测的功能，能够及时对故障进行有效感应和判断。本文主要分析了在继电保护过程中经常会出现的故障，探究了自动化检测系统对继电保护的重要意义，并对这一系统的检测技术方案、检测步骤以及控制方法进行分析。

[关键词]继电保护装置;自动化检测系统;故障;意义;应用

[中图分类号]TM774 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）04–00–03

[Abstract]The relay protection device involved in the power system can send out an alarm signal when a special situation occurs in the operation of the system， so that the staff can receive the fault information and take timely scientific and reasonable measures to solve it， so as to ensure the stability of the entire system run.Under the background of the continuous development of current science and technology， an automatic detection system has emerged in the process of applying power system relay protection devices.If the circuit component fails during the operation of the system， this automatic device will automatically detect the failure and send this information to the staff.The device will also initiate a trip command to protect each circuit element and equipment in the system.This automatic detection system has the functions of adjustment and control and monitoring， and can effectively sense and judge faults in time.It mainly analyzes the faults that often occur in the process of relay protection， explores the importance of the automatic detection system for relay protection， and analyzes the detection technology scheme， detection steps and control methods of this system.

[Keywords]relay protection device; automatic detection system; failure; meaning; application

當前，在对继电保护装置进行检查的过程中需要根据相应的检测要求，利用人工方式来对整个装置进行检测，接着将检测结果填入到报告中。然而在实际现场检测中，由于检测项目较多，且需要手动填写大量数据，因此会出现较多错误。此外，很多继电保护检测也很少能够自动校验、生成相关报告，需要进行人工操作，消耗大量人力，同时也为检测结果的准确性埋下隐患。对此，通过建立一种自动化检测系统能够更好地对检测过程进行编辑，从而让整个流程更加自动化、标准化，降低错误发生的概率，提高工作效率，减轻人员负担。

1 在继电保护过程中容易发生的故障

1.1 设备故障

在实际继电保护过程中容易出现设备故障问题，由于继电保护的理论和工作原理在现阶段应用的过程中较为成熟。对于故障的检测也大致相同，其差异主要在于系统的工作负荷，负荷的大小会对继电保护装置有着不同程度的要求。对此，在实际安装的过程中就需要根据电力系统实际运行负荷来合理选择装置。但是，若是在运行的过程中出现设备不达标，导致继电保护装置无法正常工作就会影响整个系统的保护效率。

1.2 开关设备故障

在继电保护装置运行的过程中，还极其容易出现开关设备故障问题，这主要是由于电力系统与保护装置不匹配而形成。这就需要在选择设备的过程中，首先确定整个系统的工作强度，从而让装置能够更好地与系统中工作负荷相匹配。当前在社会经济快速发展的背景下，我国的电力系统负荷越来越强，但是继电保护设备却没有因为工作强度的增加而进行调整，这就容易导致各种问题的出现。对此，在实际工作过程中，可能会出现老化或设备超负荷运行的问题，极其容易导致开关设备故障影响到继电保护设备，不能够有效对整个系统进行检测，影响系统正常运行。

1.3 电流互感饱和

由于继电保护的终端负荷会不断增加，容易使得电力系统运行出现短路问题，给电力系统的负荷带来巨大压力，这就会导致一系列问题的出现。例如，在短路过程中产生的超高电流往往会超过互感器额定电流。但是由于互感器的短路电流与误差率倍数成正比关系，在发生短路故障时会导致继电保护设备灵敏度降低，从而无法对整个系统的运行进行更好的监测和保护。

2 自动化检测系统对继电保护的重要意义

当前，由于工业化进程和人民生活水平的不断提高，对用电量的需求越來越大，导致电力系统运行过程中压力和负担逐渐上升。为了能够确保整个系统的稳定运行，就需要不断优化整个电力系统，这也是当前企业的首要任务。在电力系统运行过程中，传统的工作方式已经不能够满足当前的需求。为了能够让电力系统安全稳定运行，就应当应用自动化装置进行继电保护，建立完善的运行体系，以此提高运行效率，为系统运行提供保障。此外，在安装自动化装置过后能够及时有效地发现故障，并对故障的位置进行定位，推动维修处理工作高效开展，防止对其他线路带来损坏。此外，在装置运行过程中也可以不断优化其他技术，避免安全事故发生，增强企业的社会和经济效益。

3 继电保护装置自动化检测系统的应用

当前在继电保护装置中智能终端、电子互感器等设备的应用越来越广泛，设备之间往往利用以太网通信的方式来实现信息交互与传输。然而，在实际检测过程中，继电保护测试仪是一种重要的设备，能够让输入输出更加顺应电力系统运行的需求，满足设备测试要求。在继电保护自动化检测系统运行的过程中，可以模拟合并单元，利用电度表、继电保护等设备进行测试。测试仪会将对开关量、电压、电流量的测试结果打包发送给被测设备。被测设备也会做出相应的信号反馈给测试仪，通过改变状态、相位、幅值来让监测的反馈量更加具有准确性，这也是确保整个测试结果准确性的保障以及基本条件。但是，我国在当前继电保护装置自动化系统检测的过程中还没有专门的设备，只能够通过其他间接的方式来实现检测，更是无法进行自动检测。

3.1 自动化检测系统技术方案

在通过继电保护装置进行自动化检测的过程中，主要包括执行检测装置和控制管理装置两部分。其中，控制管理部分主要用于制定任务并为执行检测装置分配任务，以此更好地控制检测仪输出，让检测仪在检测过程中更为准确地接收、存储检测结果，并自动生成检测报告。在控制管理部分主要包括过程监视、计划制定、存储，报告生成等模块。检测执行部分会接收到管理控制管理部分所发送的报文，并根据所分配到的任务来处理报文，以此完成检测任务并将结果传达给控制管理部分。在执行装置中主要包括电源模块、以太网接口、时钟模块、光以太网接口、FPGA、光串口、CPU等，以此构成完整的检测执行装置，确保检测过程更为准确和完善。

3.2 自动化检测系统检测步骤

在电力系统继电保护装置自动化检测系统运行时，会根据特定的检测方法进行检测，其中就包括手动检测和自动检测两种模式。手动检测过程主要可以分为以下几个步骤：

（1）需要制定相应的检测任务，确定检测项目。

（2）需要根据检测项目来配置，选定与之对应的格式参数文件。

（3）这一手动控制的检测仪就会输出格式参数文件中的相关参数。

（4）执行装置就会接收到检测仪所输出的报文，并根据相应的项目来处理分析这些报文，以此来获得检测结果并将其发送给控制管理部分。若是检测结束，则需要将控制管理部分所保存的结果进行报告生成，导出报告。若是没有结束，则需要重复对检测执行装置发出的报文进行处理过程，进行下一项目的检测。

继电保护测试仪中的自动检测模式主要可以分为以下几个步骤：

（1）需要制定相应的检测任务，确定检测项目。

（2）测试仪的控制管理部分需要对控制接口函数进行调用，并根据相应的检测项目来选择与之对应的格式参数文件，从而更好地对检测仪进行输出控制。

（3）检测执行部分可以接收到测试仪所发出的报文并根据针对性的项目来处理这些报文，以此获得检测结果并将其发送给控制管理部分。

（4）需要对列表中的检测项目进行查看，若是有发现有未完成的项目，应当重复调用控制接口函数，选定格式参数文件过程。若是已经完成检测项目的检测，需要将控制管理部分所保存的结果进行报告生成，导出报告。

3.3 自动化检测系统输出控制方法

（1）在继电保护自动化检测系统运行的过程中，控制管理部分会对动态链接库进行自动加载，从而调出其中的连接函数。若是失败，则会进入到异常处理流程过程中，结束检测过程。若是联机成功，则会进入到后续的检测过程中。

（2）需要对检测项目对应的格式参数文件中的参数进行检查。

（3）为格式参数文件对应接口函数，将项目对应的格式参数文件传递给自动化检测仪，从而更好地控制检测仪的输出。

（4）若是测试仪没有成功输出，那么就需要进入到异常处理过程中，并且结束检测过程。若是成功输出，则可以进入后续的检测步骤。

（5）若是在实际检测过程有些检测项目不需要进行外部触发就可以完成检测，那么控制管理部分会对接口函数进行直接调用，并对测试仪中的实验结果进行检查。若是涉及到检测项目需要通过触发接口函数来检测，那么继电保护测试仪就会进行进一步的试验，接着调用接口函数来查询测试结果，看是否已经产生。

（6）若是检测仪还未产生测试结果，那么就需要检查这一仪器是否已经停止测验。若是还未停止，则需要继续调用接口函数，继续对实验结果进行查询。若是已经停止，那就需要停止检测。

（7）若是测试已经有实验结果生产，那么需要利用控制管理部分对测试的结果进行进一步的分析、处理，判断其结果是否准确、有效。

（8）进一步检查是否需要进行继续检测，若是需要则开始重复第二步骤。若是不需要，则停止检测，卸载动态链接库。

4 结语

综上所述，在实际对继电保护装置自动化检测系统探究的过程中，需要充分认识到在继电保护过程中容易发生的各种故障问题，包括设备故障、开关设备故障、电流互感饱和等，并认识到自动化检测系统对于继电保护装置以及电力系统运行的重要意义。对自动化检测系统技术方案、检测步骤以及输出控制方法进行分析，探究更为科学、合理的检测运行方法。与此同时，工作人员也应当不断强化对自动化装置运行的重视程度，通过利用合理的检修方式减小故障发生概率。

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