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继电保护装置意外掉电的保护措施研究

发表时间：2020/7/20 来源：《电力设备》2020年第8期作者：李文彦

[导读] 摘要：电力继电保护装置作为电力系统中非常重要的设备之一，其在发展过程中结构形式发生了较大的变化，当前主要采用微机继电保护，具有快速、灵敏、选择笥和可靠性强的特点，通过应用微机继电保护可以实现自动控制和自动管理。

        (国网山西技培中心大同分部山西大同 037039)
        摘要：电力继电保护装置作为电力系统中非常重要的设备之一，其在发展过程中结构形式发生了较大的变化，当前主要采用微机继电保护，具有快速、灵敏、选择笥和可靠性强的特点，通过应用微机继电保护可以实现自动控制和自动管理。为了保证微机继电保护装置投入后运行的安全性、可靠性和稳定性，需要在投运前做好调试工作，以此来保证其稳定运行。
        关键词：继电保护；意外掉电
        引言
        继电保护装置在更新参数时需要保存文件，当在写文件过程中意外断电，会引起写参数文件错误，重新上电后参数文件错误可能导致设备死机等无法预料的后果。针对这一问题，提出了两种解决方案：备份文件方式和高可靠性文件系统。详细阐述了两者的实现方法，并对其效果和优劣做了对比。提出的两种方法可以在装置意外掉电时保证参数文件可用，从而避免设备死机，提高装置可靠性。
        1电力系统继电保护装置的调试要求
        1.1对继电保护装置相关调试人员的要求
        由于继电保护装置调试工作具有较强的技术性，因此要求调试人员需要持证上岗，而且在具体调试开始之前，需要通过专业和系统的培训，具有相应的资格。而且由具有专业知识和丰富经验的人调试人员来对继电保护装置进行调试，也可以确保调试的质量和安全。继电保护作为极具典型性的一次设备，要具体调试过程中，要求调试人员要对一次系统的相关知识要熟悉和掌握，同时还要掌握继电保护装置的相关资料和图纸，能够灵活运用各种技术，并对管辖范围内变电站的所有接线圈熟悉，这样一旦出现故障时，能够及时发现问题并对其进行解决，确保调试工作的顺利开展。
        1.2对继电保护装置调试的技术要求
        继电保护装置是保证电力系统正常运行而设置的保护措施，一旦电力系统发生突发故障，则继电保护装置能够对故障电路自动切断，有效的控制故障范围，减少故障对电力系统带来的损害。由于继电保护装置对保护电力系统稳定运行具有极为重要的人用，因此需要确保继电保护装置的安全性和可靠性，并严格按照技术规范要求来对继电保护装置进行调试，确保其能够稳定运行，这也是保证电力系统正常运行的关键所在。
        2继电保护装置意外掉电的保护措施
        2.1备份文件
        2.1.1系统介绍
        本文以在继电保护装置中广泛使用的ＭＳ－ＤＯＳ文件系统（ＤｏｓＦｓ）阐述备份文件方式。ＤｏｓＦｓ向不同要求的实时应用程序提供了良好的适应性，具有与广泛可用的存储器和可恢复介质的兼容性。但是ＤｏｓＦｓ在保存参数、写文件过程时，如果发生断电或故障，会出现文件或磁盘错误。重新启动后，系统由于解析参数文件失败、或读磁盘失败不能正常启动，无法通过远程连接的方式重新下载参数。技术人员需要连接设备重新下载参数，操作复杂。本文提出的备份文件的方式，在写文件过程中通过编程，使意外发生时仍然有正确的文件可供使用。当文件出现错误时，启用备份文件以保证装置能够正常启动。
        2.1.2小结
        备份文件方式能够解决保护装置意外掉电后文件损坏的问题，实现任意一个时刻掉电，保护装置中至少有１个文件存在并且参数正确。这种方式的缺点是逻辑性较强，需要大量的软件编程，编码过程中容易出现逻辑漏洞。由于参数文件数量多，且名称和格式、内容各不相同，采用这种方式在复制、解析文件时无法完全复用代码，产生大量的冗余，给后续人员维护、升级软件造成困难。
        2.2ＨＲＦＳ
        2.2.1高可靠性文件系统（ＨＲＦＳ）是用于实时系统的提交文件系统。ＨＲＦＳ最主要的特点是：崩溃恢复。如果系统意外断电或崩溃，ＨＲＦＳ会在系统重新启动时回滚到最后一个提交点。上次完成提交后所做的任何更改都将丢失，但磁盘仍处于一致状态。相较于文件损坏导致设备死机，丢失新写入的数据造成的危害要小得多。因此ＨＲＦＳ能够回滚提交的特点，特别适用于继电保护装置。

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ＨＲＦＳ的工作原理是，写操作时，不是直接写入文件，而是将修改的数据写入临时块。例如，为了写入块Ａ，首先分配块Ｂ，并且将数据写入Ｂ。当提交完成时，块Ｂ被重新映射以替换块Ａ，并且块Ａ被释放。ＨＲＦＳ能够回滚的特性决定了ＨＲＦＳ写文件比ＤｏｓＦｓ耗时要长。写５ＭＢ大小的文件，缓冲区个数增加写文件耗时明显减少。需要注意的是虽然增加缓冲区的数量可以提高性能，但它会以堆内存为代价。因此缓冲区数的选定需要结合继电保护装置的实际内存大小以及文件大小，如果内存足够，推荐设置为１０２４。
        2.2.2小结
        ＨＲＦＳ能够有效的防止写操作中意外掉电引起的文件错误，新数据如果没有写完则全部丢弃，确保文件正确、保护设备能够正常启动。ＨＲＦＳ将避免文件错误的操作由用户编程变成由操作系统自动完成，这样极大的减少了软件开发的工作，并且减少流程中的逻辑错误，提高编码效率。保存文件过程逻辑清晰、流程简单，给后续维护和升级带来极大的便捷。
        3继电保护装置调试工作的安全管理策略
        3.1培养细致严谨的工作作风
        对于继电保护装置的调试中，部分工作经验丰富及工作时间较长的人员的责任意识、安全意识都较强，具有严谨的工作作风，并在实际调试过程中能够对回路保险被烧的情况更好的了解，有效的降低回路保险被烧毁的几率。近年来我国电力建设工作力度不断加大，电力系统的规模也不断扩大，新进的调试人员数量也随之增多，这部分新进调试人员缺乏工作经验，在实际调试过程中容易出现设备被烧毁的情况，这对电力系统运行的稳定性带来了较大的影响。因此需要做好继电保护设备调试人员的培训工作，全面提高调试人员的专业技能。
        3.2严格依据质量管理体系要求规范标准化的作业
        在实际针对继电保护装置调试工作中，需要严格按照相关的规定要求进行，在具体调试工作开始之前，需要对调试工作中需要用到的各种仪器和仪表进行校验，检查是否存在破损及损坏的情况，在具体对调试结果记录时，还需要将使用到的调试装置、仪器和仪表进行具体填写。
        3.3加强技术培训与岗位练兵工作
        随着计算机和通信技术的快速发展，继电保护装置的技术提升很大，发展速度的增快就对技术人员提出了更高的需求，调试人员的技术素质需要加强，对于继电保护调试人员的水平的提高可以从以下二方面入手：一是请厂家的专业调试人员来企业进行现场指导，或是为企业的技术人员进行培训。二是企业定期组织培训，强化调试人员的技能和对新知识的认知。
        3.4做好二次图纸及资料的管理工作
        首先查线核对，确认到货正确，待接线准确后，再进行调试工作；对已经完成的工作内容，需进行修改的内容应在图纸上及时修改，一方面可为自己的下一步工作创造条件，同时也为施工图纸的最后移交打下基础。
        3.5重视工作流程中的戒忌事宜
        在实际针对继电装置调试工作中，需要避免出现重视设备安装安全，而对调试安全保护轻视的情况，同时也严禁在无安全调试作业指导书情况下开展调试工作。在实际协试工作中，还需要避免存在个人主义的现象，要重视协调作战，树立良好的全局意识，以此来保证调试工作的安全。
        结语
        电力行业作为社会和经济发展的重要基础产业，为了保证电力系统运行的安全性和可靠性，需要保障电力继电保护系统的稳定运行。针对继电保护装置中出现意外掉电，如何保证装置正常运行这一问题，本文提出了两种解决方案：备份文件方式、高可靠性文件系统ＨＲＦＳ。
        参考文献：
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        [2]唐慧.无防护安装就地化保护应用分析[J].电子技术与软件工程，2017（5）：12-34.
        [3]周健.电力系统继电保护不稳定所产生的原因及事故处理方法分析[J].工程技术研究，2017（9）：194-199.