王婷

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

智能站繼電保護測試問題探討

王婷

(國網(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)的繼電保護裝置測試技術(shù)已不適用于數(shù)字化變電站繼電保護裝置測試,并對數(shù)字化變電站繼電保護裝置測試技術(shù)進行探討。

數(shù)字化變電站 繼電保護 測試

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)濟運行要求的現(xiàn)代化變電站。繼電保護裝置測試水平的高低,將直接影響到繼電保護裝置運行可靠性和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行水平。使用準(zhǔn)確合理的測試技術(shù),對于保證繼電保護裝置測試水平的作用不言而喻,目前運用于數(shù)字化變電站的嵌入式繼電保護裝置與傳統(tǒng)的繼電保護裝置之間的區(qū)別,造成了數(shù)字化變電站繼電保護裝置的測試技術(shù)也與傳統(tǒng)的繼電保護裝置測試技術(shù)不盡相同。

1 傳統(tǒng)繼電保護測試技術(shù)難以適應(yīng)于數(shù)字化變電站繼電保護裝置測試

傳統(tǒng)繼電保護裝置的保護功能測試,模擬量輸入、開關(guān)量輸入輸出均是通過物理接線連接的。測試人員利用繼電保護測試儀輸出電流電壓等模擬信號到繼電保護裝置的模擬量輸入回路,同時也可以輸出開關(guān)量到保護裝置的開關(guān)量輸入回路,保護經(jīng)過故障計算后滿足動作判據(jù)輸出跳閘命令,驅(qū)動出口繼電器,使繼電器的觸點閉合,測試儀的開關(guān)量輸入模塊可以監(jiān)視保護裝置的動作觸點,這樣構(gòu)成測試系統(tǒng),測試人員可以很方便地考核保護邏輯的正確性及繼電保護的性能指標(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,變電站中的開關(guān)量信號也可直接變?yōu)閿?shù)字化開關(guān)量信號。保護裝置通過網(wǎng)絡(luò)采集電子互感器的數(shù)字量信號,還可采集智能操作單元的數(shù)字化開關(guān)量信號,并能對智能操作單元實現(xiàn)數(shù)字控制。數(shù)字化變電站繼電保護裝置的特點決定了傳統(tǒng)的輸出電壓、電流等模擬信號量的繼電保護測試裝置無法完成對采集數(shù)字信號量的數(shù)字化保護裝置的測試工作,需要采用數(shù)字化測試裝置完成數(shù)字變電站繼電保護裝置的檢測工作。

2 國內(nèi)數(shù)字化繼電保護裝置測試技術(shù)概況

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

3 數(shù)字化變電站繼電保護裝置測試技術(shù)分析

數(shù)字化變電站的測試手段是數(shù)字化變電站投入應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展的重要基礎(chǔ);但長期以來重開發(fā)、輕測試的做法已經(jīng)給電力系統(tǒng)行業(yè)帶來了一定的負面影響。由于當(dāng)前變電站自動化設(shè)備的系統(tǒng)級測試本身的確存在各類設(shè)備多、型號繁、規(guī)約雜等問題,給測試技術(shù)的研究帶來了相當(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)字變電站繼電保護裝置測試技術(shù)發(fā)展趨勢為:測試系統(tǒng)必須符合IEC-61850標(biāo)準(zhǔn),支持網(wǎng)絡(luò)通訊;測試功能強大,除了完成各種常規(guī)的繼電保護裝置測試功能,還能具備其他特殊功能要求;系統(tǒng)的維護和升級必須方便快捷,硬件平臺要通用化,測試功能的擴展能通過軟件升級來實現(xiàn)?；贗EC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化繼電保護裝置具備保護、對外通信、信息輸入、記錄、顯示、打印等各項功能,在對裝置進行全面測試時,考核以上功能的正確性也非常重要,應(yīng)成為功能測試中重要的一項。根據(jù)數(shù)字化變電站的特點,保護、測控等變電站二次設(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)的測試也必須符合以上的發(fā)展趨勢,測試也將變得更加方便簡單。

數(shù)字化測試系統(tǒng)與被測的數(shù)字化繼電保護裝置均接入變電站局域網(wǎng)中。測試系統(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)范通過局域網(wǎng)向保護裝置發(fā)出數(shù)字信號(故障量),數(shù)字化繼電保護裝置根據(jù)數(shù)字信號做出反應(yīng),并向局域網(wǎng)發(fā)出事件信息(跳合閘指令),測試裝置接收到事件信息后再進行下一步的操作,整個閉環(huán)測試系統(tǒng)都由數(shù)字化元件構(gòu)成。測試系統(tǒng)利用計算機強大的運算功能可以進行復(fù)雜的電力系統(tǒng)暫態(tài)仿真試驗和故障再現(xiàn)等,繼電保護裝置的軟件版本升級后,相應(yīng)的測試項目、測試標(biāo)準(zhǔn)也可直接通過網(wǎng)絡(luò)獲得,數(shù)字化測試系統(tǒng)在保證信息安全的基礎(chǔ)上,能實現(xiàn)測試信息的共享,同時可以支持強大的統(tǒng)計分析、異常處理記錄等。

針對數(shù)字化變電站繼電保護裝置,在測試方法和技術(shù)上的研究,應(yīng)緊密圍繞數(shù)字化繼電保護裝置與傳統(tǒng)繼電保護裝置性能特點的區(qū)別進行。數(shù)字化繼電保護裝置符合IEC-61850標(biāo)準(zhǔn),實現(xiàn)了IEC-61850標(biāo)準(zhǔn)后的繼電保護裝置的支持功能發(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)對其測試方法進行相應(yīng)研究,以形成滿足數(shù)字化變電站繼電保護裝置測試要求的更為簡單、可靠、快捷、安全的測試方法。

[1] 廖文強.智能化繼電保護裝置測試若干問題探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012(21).

[2] 林瓏.YD-300微機線路監(jiān)控保護裝置在繼電保護測試技術(shù)課程中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)業(yè)家,2013(6).

[3] 張一航.探究智能變電站的繼電保護測試技術(shù)[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā),2013(23).

[4] 黎彬,羅紹亮.繼電保護智能化測試系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用和展望[J].電氣開關(guān),2010(3).