周啟斌

（南寧鐵路局工務(wù)處，1.高級工程師；2.工程師，廣西 南寧 530029)

在鐵路供電系統(tǒng)中，繼電保護裝置是被保護的供電單元的控制中樞，它接收互感器及其他傳感裝置發(fā)送過來的信息，判斷該供電單元是否正常運行，當(dāng)有故障時，能根據(jù)定值及故障判斷邏輯快速準(zhǔn)確地判斷并快速切斷故障區(qū)段，避免供電系統(tǒng)受到更大的損害，并傳輸相關(guān)信息給調(diào)度中心，因此它具備控制、保護、信息采集與發(fā)送等主要功能。而繼電保護裝置的調(diào)試就是主要針對這幾個功能進行全方位的調(diào)試，確保供電系統(tǒng)投運后繼電保護裝置能夠按照要求穩(wěn)定運行。

1 繼電保護裝置調(diào)試現(xiàn)狀

供電系統(tǒng)的保護最早采用熔斷器的方式，繼電器開始廣泛應(yīng)用后，繼電保護裝置開始快速發(fā)展，經(jīng)歷了由電磁式保護裝置（電磁式繼電器）到晶體管式繼電保護裝置、到集成電路繼電保護裝置、再到微機繼電保護裝置的4個階段。當(dāng)前，隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，人工智能技術(shù)如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進化規(guī)模、模糊邏輯等相繼在繼電保護領(lǐng)域的研究應(yīng)用，繼電保護技術(shù)正向計算機化、網(wǎng)絡(luò)化、一體化、智能化方向快速發(fā)展。

傳統(tǒng)的繼電保護裝置調(diào)試一直采用人工觸發(fā)、逐一核對各項功能是否正常的思路和方法，效率不高，需要改進和完善。然而，不管繼電保護裝置如何發(fā)展，幾乎所有的繼電保護裝置調(diào)試包括的內(nèi)容，都與繼電保護裝置調(diào)試現(xiàn)狀一樣，主要有以下幾個步驟：

1.1 信息采集功能調(diào)試負(fù)責(zé)此功能調(diào)試的試驗員通過繼電保護測試儀向繼電保護裝置模擬發(fā)送電流、電壓信號，查看測量量采集、保護量采集是否正確；模擬觸發(fā)開入點信號，查看開入信號采集是否正確。

1.2 控制功能調(diào)試負(fù)責(zé)此功能調(diào)試的試驗員通過操作控制（就地、遠方）分、合，相對應(yīng)的開關(guān)設(shè)備動作是否正確。

1.3 保護功能調(diào)試負(fù)責(zé)此功能調(diào)試的試驗員根據(jù)保護動作所需條件，模擬滿足所有條件，測試保護功能是否正確動作；其中任一條件不滿足的情況下，測試保護功能是否不動作（特別注意：定值參數(shù)中的動作限值與時間限值是兩個條件）。

1.4 信息發(fā)送功能測試相關(guān)試驗員負(fù)責(zé)測試并確認(rèn)繼電保護裝置所采集的信息、保護動作信息、故障錄波信息等能否正確傳輸至調(diào)度中心。

2 繼電保護裝置調(diào)試面臨的問題

通過上面的現(xiàn)狀分析，我們可以看到在整個繼電保護裝置的現(xiàn)場調(diào)試過程中，主要是以人工為主，且基本上是大量相似的重復(fù)性工作，又因測試工作對供電系統(tǒng)安全可靠運行影響重大，為保障供電系統(tǒng)穩(wěn)定運行，必須認(rèn)真細(xì)致全面地做好每一內(nèi)容每一環(huán)節(jié)的測試工作，如在繼電保護裝置調(diào)試時需要逐一對其功能進行準(zhǔn)確測試，因此繼電保護裝置的調(diào)試在整個供電系統(tǒng)的調(diào)試過程中占用時間最長。

綜上可見，傳統(tǒng)繼電保護裝置調(diào)試存在的主要問題就是效率不高且工作強度過大。

3 繼電保護裝置調(diào)試的新思路

計算機技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，為利用新技術(shù)解決傳統(tǒng)繼電保護裝置調(diào)試存在問題提供了可能。針對供電系統(tǒng)繼電保護裝置調(diào)試的特征，本文提出改進調(diào)試方法的思路與實現(xiàn)形式，即研發(fā)使用繼電保護裝置自動調(diào)試系統(tǒng)，圖1 為繼電保護裝置自動調(diào)試系統(tǒng)實現(xiàn)框架圖。

圖1 繼電保護裝置自動調(diào)試系統(tǒng)實現(xiàn)框架圖（虛框內(nèi)為系統(tǒng)構(gòu)成）

繼電保護裝置自動調(diào)試系統(tǒng)具體運行原理簡述如下：

1）信息收發(fā)中轉(zhuǎn)裝置接入后臺管理機，通過后臺管理機轉(zhuǎn)發(fā)從繼電保護裝置上傳上來的信息，再通過無線網(wǎng)（或3G/4G方式）轉(zhuǎn)發(fā)給繼電保護自動調(diào)試裝置和信息接收與控制終端?？赏ㄟ^篩選相關(guān)需要的信息進行轉(zhuǎn)發(fā)。信息收發(fā)中轉(zhuǎn)裝置還可根據(jù)后臺管理軟件的數(shù)據(jù)庫自建一套信息獲取系統(tǒng)，通過接入交換機直接獲取有用的信息。

同時該裝置還能接收繼電保護自動調(diào)試裝置和信息接收與控制終端發(fā)送的控制命令信息轉(zhuǎn)發(fā)給后臺管理機或繼電保護裝置執(zhí)行。

2）繼電保護自動調(diào)試裝置具備計算機編程控制的繼電保護測試儀、同時還能通過無線網(wǎng)（或3G/4G方式）與信息收發(fā)中轉(zhuǎn)裝置進行通信，實現(xiàn)在自動調(diào)試過程中對繼電保護裝置的控制及相應(yīng)信息的讀取及分析。

具體實現(xiàn)過程：提前對繼電保護裝置的功能調(diào)試進行計算機編程配置（固有的模塊化程序，只需針對不同類型、線路及保護功能進行細(xì)微的靈活配置）；調(diào)試前將繼電保護自動調(diào)試裝置的電流、電壓模擬量輸出端、邏輯輸入端、控制輸出端連接到繼電保護裝置的相應(yīng)試驗端子上；調(diào)試時只需按下啟動調(diào)試按鈕，繼電保護自動調(diào)試裝置將按照模塊化的程序設(shè)定自動執(zhí)行功能調(diào)試。如：調(diào)試A 相過流保護功能，繼電保護自動調(diào)試裝置模擬輸出超過電流定值的電流模擬量，但時間未達到定值要求，此時裝置通過信息收發(fā)中轉(zhuǎn)裝置只能接收到保護啟動信息，如時間未達到動作出口要求，相應(yīng)斷路器不會分閘，即沒有保護動作信息，此時裝置判斷該項程序執(zhí)行正確，自動跳轉(zhuǎn)下一程序執(zhí)行。即電流值未達到定值要求，但時間超過定值要求，此時繼電保護裝不會有反應(yīng)，繼電保護自動調(diào)試裝置不會接收到相關(guān)信息，此時裝置判斷該項程序執(zhí)行正確，再次自動跳轉(zhuǎn)下一程序執(zhí)行。此時電流值、時間均滿足定值要求，保護應(yīng)該可靠動作，繼電保護自動調(diào)試裝置接收到相應(yīng)保護動作信息，并與輸出信息進行對比分析，確認(rèn)相關(guān)信息正確，判斷該項程序執(zhí)行正確，并通過與信息收發(fā)中轉(zhuǎn)裝置進行通信發(fā)出控制合閘命令控制斷路器進行合閘后，再次自動跳轉(zhuǎn)下一程序執(zhí)行，B 相過流保護功能、C 相過流保護功能、A 相距離保護功能……。

同時還可利用邏輯輸入端接入到繼電保護裝置的保護動作輸出接點，測量保護動作時間與定值及后臺信息及進行比對，多重確認(rèn)信息的準(zhǔn)確性以及自動調(diào)試程序執(zhí)行的準(zhǔn)確性；還可利用控制輸出端接入到繼電保護裝置的連片處代替連片測試連片功能的可靠性；同樣可以利用控制輸出端接入到繼電保護裝置控制斷路器的分合閘的輸出端在自動調(diào)試的過程中根據(jù)設(shè)定實現(xiàn)控制斷路器的分合閘操作。

在自動調(diào)試的過程中無需人工干預(yù)，全自動調(diào)試，并自動標(biāo)記調(diào)試過程中有問題的功能，便于后續(xù)進行人工處理。

3）信息接收及控制終端主要用于繼電保護裝置信息采集功能的調(diào)試，當(dāng)離開后臺管理機及繼電保護裝置（室內(nèi)）在設(shè)備本體處（室外）進行模擬信號觸發(fā)時，可在信息接收及控制終端及時核對所觸發(fā)信號是否正確發(fā)出且同時上傳到后臺管理機，并可對有問題信息進行標(biāo)記、統(tǒng)計，便于隨后進行問題處理。避免了繼電保護裝置信息采集功能的傳統(tǒng)調(diào)試過程（見圖2）需要在室內(nèi)留守一人用對講機及其他方式傳遞信息以確認(rèn)信號采集功能的正確性，減少了人員的浪費，保證了信息傳遞的可靠性，節(jié)省了調(diào)試時間。且還可用該裝置控制相應(yīng)設(shè)備，只用一人即快速可完成繼電保護裝置的傳動控制試驗，并有效的確認(rèn)控制功能的正確性。

圖2 繼電保護裝置信息采集功能的傳統(tǒng)調(diào)試過程

（新模式下，只需現(xiàn)場調(diào)試人員手持信息接收及控制終端即可快速完成調(diào)試）

4 繼電保護裝置自動調(diào)試系統(tǒng)的優(yōu)勢

本文提出的繼電保護裝置自動調(diào)試系統(tǒng)與傳統(tǒng)的調(diào)試手段相比優(yōu)勢明顯，主要體現(xiàn)在：

1）經(jīng)濟性。繼電保護裝置自動調(diào)試系統(tǒng)針對同一類型、同一線路的數(shù)據(jù)庫、自動調(diào)試程序只需提前進行一次有效的人工配置，到現(xiàn)場即可開展自動調(diào)試，有效的優(yōu)化了繼電保護裝置的調(diào)試過程，不再有傳統(tǒng)的調(diào)試手段過程中的大量重復(fù)性的單一類型調(diào)試過程，因此節(jié)約了大量的現(xiàn)場人工調(diào)試時間，減少了人力資源的浪費，經(jīng)濟性好。

2）可靠性。傳統(tǒng)的調(diào)試手段由于大量重復(fù)性的單一類型調(diào)試試驗，試驗人員精神處于高度集中、大腦快速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，不可避免會在調(diào)試過程中出現(xiàn)紕漏的現(xiàn)象，且核對信息是否正確靠人工對講以及呼喚應(yīng)答的方式進行確認(rèn)，容易出現(xiàn)錯誤。而繼電保護裝置自動調(diào)試系統(tǒng)全計算機自動調(diào)試、分析有效的避免了人為錯誤因素，可靠性高。

3）適用性。繼電保護裝置自動調(diào)試系統(tǒng)能夠針對自動調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的問題進行自動標(biāo)記、統(tǒng)計，便于后續(xù)問題處理；模塊化程序編輯，靈活配置參數(shù)，方便現(xiàn)場使用，能應(yīng)對各種復(fù)雜的情況，適用性強。

5 結(jié)束語

本文首先闡述了繼電保護裝置的發(fā)展歷程以及調(diào)試的內(nèi)容、并針對調(diào)試的現(xiàn)狀闡述了目前所面臨的問題，針對問題提出了新的解決方案，提出了繼電保護裝置自動調(diào)試系統(tǒng)，并草擬出該系統(tǒng)實現(xiàn)的框架圖，詳細(xì)闡述了該系統(tǒng)實現(xiàn)過程，舉例說明了利用該裝置實現(xiàn)優(yōu)化的調(diào)試過程，與傳統(tǒng)調(diào)試方式相比技術(shù)性能優(yōu)良、可靠性高、適用性強、經(jīng)濟性好，為繼電保護裝置的調(diào)試帶來了新的思路和方向，期待引發(fā)更多同行展開更加深入、細(xì)致的研究。

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