智能变电站继电保护装置自动测试系统研究和应用

宋广林

摘要：针对目前新型智能继电保护装置功能测试没有可靠的测试仪器、还停留在人工测试的原始阶段的问题，智能变电站对于电网进步理念的全面变革，给继电维护原理、操作、保护等诸多方面带来了新的思考，对继电维护设备的速动性、可靠性、安全性等方面提出了更高的要求。因此，对智能化变电站继电维护的操作与保护技术进行深入探讨，推动我国电网建设向更深层次发展是非常必要的。

关键词：智能变电站;保护装置;自动测试;研究和应用

引言

伴随着我国经济建设的不断发展，国家电网体系的建设也在科学技术的推动下取得了长足发展。目前，智能变电站以其低成本、安全与高效的特点，在我国电力工业中得到广泛的应用和推广。智能化变电站运行过程中，继电保护设备的运行高效率、稳定性与可靠性是其运行的保证。因此，对智能变电站继电系统设备的运行维护研究具有十分重要的意义，也是智能变电站持续发展与进步的保证。

1 智能变电站概述

智能变电站在使用上有许多优点，通过交互式高级应用、标准化信息共享能力、网络通信平台管理、数字化全站信息系统等手段，在系统运行过程中实现有效信息的收集、测量、调试和保护等功能，使整个系统在运行过程中表现的更加智能化，通过系统的在线分析和决策，实现电网的自动控制和功能调节，大大减少了对系统运行中人力成本的投入，以及由人为错误引起的系统异常操作等问题。

2 智能变电站继电保护装置自动测试技术的研究

近年来，智能变电站在我国得到了长足的发展，目前正处于快速发展阶段，但由于智能变电站仍处于起步阶段，在标准规范方面还存在一定的不足。因此，智能变电站的维护和运行面临着巨大的挑战。

继电系统的维护目的是保证相关设备正常、安全地工作。主要设备是针对变电站内新增设备和原有设备进行系统检修，并排除相关安全隐患。智能变电站的管理工作主要包括设备调度、设备运行、设备维护、调整参数 5 个方面。由于全数字化技术已应用于继电保护系统，与传统的变电站系统相比，变电站的智能化发展在结构特征上有了很大的改进。

2.1智能变电站继电保护装置技术研究

目前，智能变电站系统装置环节主要体现在2个层面：站控层通信及信号命名、过程层通信及虚端子关联。站控层通信及信号命名主要包括装置IP地址装置，信号命名主要是一些与具体工程相关的信号，如“GOOSE链路1中断告警”可能需要改为“与XX线路保护GOOSE通信中断”，“支路3出口压板”可能需要改为“XX间隔出口压板”。过程层通信主要装置GOOSE和SV报文的MAC地址、APPID及VLANID等参数，虚端子關联主要装置信号绑定，如线路保护启动失灵输出信号与母线保护相关支路启动失灵开入虚端子绑定。

站控层装置主要解决“四遥”类信息，IEC61850标准本来就可以实现信息自描述，监控后台等客户端对装置的通信是基于MMS（制造报文规范）的全服务模型访问方式，即可以在线获取装置信息模型及描述，因此客户端本来就可以不依赖于系统装置文件SCD实现通信。但应该注意避免与工程相关的模糊语意，规范与具体工程相关的信号名称，避免现场修改。

2.2异常运行维护自动技术研究

智能站所使用的智能终端为内置终端，具有低功耗、高集成度的特点，主要负责开关柜部分的脱扣和合闸。智能终端的故障会影响变电站中运行的所有设备。维护人员应高度重视此故障，将终端输出恢复到合适的位置，防止终端因故障而停机。此时应认真分析终端故障原因，及时解决，确保系统质量。

发生交换机故障时，维护人员应根据监控网络图和GOOSE网络图预测交换机故障的影响，准确判断故障类型。如果过程层中间歇性的“GOOSE 网络”开关发生故障，“GOOSE 链路”的组成可能会受到影响。此时，可以认为保护交换机连接的设备已经丢失。

2.3智能变电站继电器测试技术研究

继电保护作为安全电网的第一道防线应迅速检测到阻隔点，并对所有的故障点都能迅速隔离开。建造必须有四个特征：可靠性、速度性、灵敏性和有选择性。继电保护经历了整流型、晶体管型、集成电路、保护微计算机等等一系列的技术，但“四性”是电网的基本需求。在不同的开发阶段，继电保护技术的四个特性也在不断改善。根据电网的异常情况，继电保护需要快速、精确并可靠地解决故障，计算电力系统的过渡问题信息，使用基波来解决问题，不同故障的时间范围不同，算法也不同。继电保护系统主要可以分为;模拟数据收集、A/D转换、逻辑操作、输入/输出环节。模拟数据收集来自互感器，输出到开关直至跳闸。通过微计算机的保护，保护装置有效地解决了设备简化与逻辑电路的问题，并拥有执行功能。主设备和二级设备之间的交流信息主要由二次电缆进行。

3 自动测试系统的应用

电力系统与人们的日常生活精密相连，电力故障的产生会带来极大的影响力，主要包括社会稳定、人民生活和社会经济等等。

随着不断出现的智能设备，先进的探测技术和1EC61850的应用标准是不可避免的，根据所采取的措施，可靠、安全、经济、高效和环境清洁智能电网已逐渐得到实现。从智能电网的进展历程进行划分可分为三个环节：2009～2010年作为规划试点环节;2011～2015年作为综合建设环节;2016～2020年作为提升带领环节，这一环节的中国智能电网已到达全球水平的前沿位置。第二阶段结束后，既将 开启我国家智能网格全面发展的核心时期。我们国家的电力水平正在稳步上升，连接范围正在扩大，电气连接越来越紧密。

在保护继电器方面，从电子选择变压器到常规模式，再通过混合装置选择样品，然后直接选择本地智能接口设备，从一无所有到应有尽有再到一无所有。因此，继电保护系统正在向吸收强度、生态、敏捷性和可靠性的方向进行全面发展。

4、结语

随着国民经济的快速发展，我国电力工业也有着更广阔的发展空间，但在快速发展的同时，不可避免地面临着越来越大的挑战。众所周知，继电保护设备在智能变电站的运行中扮演着重要的角色，同时担负着保障系统安全的重要责任。当系统运行异常时，继电保护设备可以切断及时排线，隔离有缺陷的部分，确保整个系统的安全。因此，继电保护装置的正常运行是智能变电站安全高效运行的最可靠保障。

参考文献

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