电力系统自动化继电保护装置及其测试研究

电力系统自动化继电保护装置及其测试研究

杨飞龙

陕西有色榆林新材料集团有限责任公司   陕西省榆林市   719000

摘要：继电保护装置的测试在电力系统中起着关键的作用，继电保护装置既能够在较短时间内完成问题检测，又能够以自启动方式，将严重故障区域切除，进而强化系统的运行稳定性。继电保护装置的工作效率较高，且具有较强的可靠性，为了保证该装置能额稳定运行，需要对其进行可靠性测试，以不断优化其综合性能。

关键词：电力系统；自动化；继电保护装置；测试

引言

随着社会发展，电力系统的供电范围持续扩大，供电容量快速增加，供电安全性、可靠性成为人们密切关注的问题。继电保护是保障电力系统运行稳定的关键性措施，其运行可靠性受到装置自身质量、电源稳定性、设计合理性以及外部环境等多种因素有关，应采取有效措施进行优化提升，加强装置与技术升级，确保继电保护能够正常发挥作用，促进电力事业的现代化发展。

1电力系统继电保护相关概述

随着科技与经济的发展，电力系统组成越来越复杂化，故障风险及故障带来的损失进一步增大，对电网运行安全性提出了更高要求[1]。如何维持电网的稳定、高效运行已成为业界重点关注的问题。继电保护是通过继电器检测电力系统运行时的异常状态和故障问题，对电气操作中的各项参数进行实时监测与分析，依据检测结果发出预警，并保护性切断相应线路，隔离故障部件，是维持电力系统安全、稳定运行的一项重要措施。一旦电力系统内部出现异常，即可触发继电保护，及时隔离故障区域，弹出警告信息提示维修人员进行处理，有效防止故障进一步扩大，缩小故障的影响范围，维持电网整体运行的安全、稳定。

2电力系统及其自动化和继电保护的关系

2.1继电保护是电力系统的核心

继电保护系统负责监测各种电力设备,如变压器、发电机、电缆等,以及其它关键设备,确保它们在故障情况下能够迅速切除故障部分,保护设备免受损坏。在自动化的改造过程中,电力系统经常会出现各种无法完全避免的问题,因此当问题发生以后,继电保护可以及时地做出相应的措施,通常在毫秒级别内进行动作,及时检测并隔离故障,防止故障扩大,保证了不会因为故障的出现,造成电力系统中断和影响电网的稳定性。继电保护不仅保护设备,还保护运维人员的安全。它可以在检测到危险条件时,快速切断电力系统的供电,防止人员触电或受伤,所以继电保护在电力系统中有着十分重要的地位。通过对继电保护设备的管理,可以减少一些严重问题的出现,避免电力系统出现故障。电力企业需结合行业需求和发展趋向进行适合的管理,并引入新的技术,以促进继电保护智能化,进一步保障电力系统的稳定发展。

2.2继电保护对电力系统自动化改造的积极作用

在进行自动化改造的过程中,电气系统会有大量的设备进行更换以及信息记录,其中不可避免地会涉及大量复杂的信息内容,需要在具体操作过程中立即处理。根据相应的改变,相关的人员还需要保证电力系统在整个运行过程中的安全问题,同时还需要保障是否可以满足我国居民的需求,所以自动化改造是一个困难且要求严格的过程。继电保护在自动化改造中不但可以保障电力系统的运行安全,还能实时采集电力系统在运行过程中有关电力设备的不同信息,实时监测数据传输至控制中心,支持系统的自动调整和控制,促进电力系统进行自动转换。

3电力系统自动化继电保护装置的测试

3.1测试内容

电力系统自动化继电保护装置的测试内容包括多个方面：基本功能测试，测试保护装置的基本保护功能是否正常，如过流保护、欠压保护、过压保护、接地保护等；故障检测测试，测试保护装置对电力系统故障的检测能力，如短路故障、接地故障等；功能扩展测试，测试保护装置的功能扩展模块是否正常，如差动保护、同步保护、频率保护等；通信测试，测试保护装置与其他设备的通信是否正常，如与SCADA系统、远动装置、合环装置等的通信；稳定性测试，测试保护装置在电力系统运行过程中的稳定性，如对电力系统的影响、对其他保护装置的影响等；可靠性测试，测试保护装置的可靠性，如在长时间运行中是否出现故障、是否能够正确地保护电力系统等；兼容性测试，测试保护装置与其他设备的兼容性，如与不同厂家的设备的兼容性等。

3.2测试系统设计

电力系统自动化继电保护测试系统可以对电力系统中的继电保护设备进行测试和校验，确保电力系统的安全稳定运行。通过结合继电保护装置测试内容进行分析，设计继电保护自动测试系统进行自动化测试，对测试效率、质量的提升有着极大的促进作用。该测试系统是面向对象进行模块化设计，包含自动化测试执行、智能测试管理等。

3.2.1硬件平台设计

电力系统自动化继电保护测试系统硬件平台设计是一个非常重要的环节，需要考虑系统的整体架构、选型、电路设计、PCB设计和机箱设计等因素，以便保证系统的稳定性和可靠性[4]。电力系统自动化继电保护测试系统的硬件平台设计需要考虑系统的整体架构，包括测试设备、测试仪器、控制器等。在设计时需要考虑系统的可扩展性和可维护性，以便在后期的维护和升级中更加方便。在硬件平台设计中，需要注重选型设计，选择合适的硬件设备，包括测试仪器、控制器、传感器等。在选型时需要考虑设备的性能、稳定性、可靠性和价格等因素，以便在满足系统要求的同时尽可能地降低成本。电路设计包括电源电路、信号处理电路、控制电路等，在设计时需要考虑电路的稳定性、抗干扰能力、功耗等因素，以便保证系统的稳定性和可靠性。PCB设计包括电路板的布局和走线。在设计时需要考虑信号的传输和干扰等因素，以便保证系统的稳定性和可靠性。

3.2.2软件平台设计

软件平台由自动化测试管理、执行两个系统构成，系统间的交互主要是借助任务生成、测试结果储存等多个模式实现。自动化测试管理系统主要负责管理测试当中的各项数据信息，并进行追踪管理。自动化测试执行系统的构成包括两大模块，即自动化测试序列控制模块、经理模块。

自动化测试序列控制模块的流程为生成测试序列；从服务器下载测试用例X；触发自动化测试经理模块，执行测试用例X；测试用例X的自动化测试经理模块运行结束；若成功测试通过，否则继续运行；测试通过后储存测试结果和报告，测试未通过则建立缺陷报告，最后全部测试用例执行结束。

自动化测试经理模块是测试用例指令的执行者，其具体流程为带有testCaseID的触发命令；下载待测装置的配置信息，如通信地址、IP地址等；自动检测配置信息；若待测装置配置成功则启动测试场景设备，若未成功则设置测试配置失败标志（当大于三次时）或返回第二环节（当小于三次时）；载入测试数据，执行测试；测试通过，将测试数据、日志记录下来，未通过则建立缺陷标志；返回测试结果给自动化测试序列控制模块。

测试任务生成接口模块主要是从各测试用例数据库当中，构建相应的序列，报告与测试结果存储接口模块、缺陷记录模块，主要是将测试的结果全部导出，使其归入测试管理系统当中。

结束语

在电力系统的运行过程中，继电保护装置起着关键作用。电力系统运行期间可能会产生各类安全隐患，引发安全事故，继电保护装置可以有效保护电力系统，并及时对系统的运行故障进行分析，快速作出判断，及时解决故障问题，以保证供电的稳定性。继电保护装置在使用前要展开大量测试，以确保其质量。

参考文献

[1]张斌.电力系统自动化继电保护装置及其测试研究[J].科技创新与应用,2021,11(18):52-54.

[2]刘武旭.电力系统自动化继电保护装置测试研究[J].中国设备工程,2020(18):99-100.

[3]李胜男.电力系统智能装置自动化测试系统的设计[J].电子测试,2019(23):113-114.

[4]项竞博.电力系统自动化继电保护装置测试研究[J].信息记录材料,2019,20(03):44-45.