继电保护静态模拟并行测试系统构建

发表时间:2020/12/24   来源:《中国电业》2020年24期   作者:昂春林
[导读] 继电保护的静态模拟测试(以下简称“静模测试”)是通过测试仪对继
        昂春林
        云南志晟电力科技有限公司  云南昆明  650011
        摘要:继电保护的静态模拟测试(以下简称“静模测试”)是通过测试仪对继电保护装置施加特定的模拟量所开展的测试,确保系统、设备的功能和性能符合指标要求。静模测试主要考核继电保护装置的基本性能,在继电保护设备的研发、出厂、入网、投运等诸多环节,都需要经过严格的静模测试验证继电保护装置的可靠性。对于新建变电站,传统方法是采用继电保护测试仪对所有保护装置逐一开展静模测试,但变电站各电压等级不同类型保护装置通常多达几十套,目前存在测试时间长、测试效率较低的问题.
        关键词:继电保护;静态模拟测试;系统构建;
引言
        继电保护是电力系统的重要组成部分,继电保护系统在运行中发生故障,会给电力系统的安全稳定运行造成影响。因此,生产运行管理中可以通过对典型的、常见的继电保护故障进行分析探讨,举一反三,并采取有效的处理对策和预防措施,提升电力系统的安全性和稳定性。
1继电保护所发挥的作用
        继电保护在电力系统发生内部故障或不正常运行状态时,能够智能识别电力系统本身的故障或危及安全运行的事件,根据故障的性质,在保护装置可能实现的最短时间和最小范围内,将运行的故障设备从系统中切除,或及时发出报警信号。具体而言,主要功能包括:(1)监控电力系统中设备的运行,当被保护的设备发生故障时,相应的继电保护装置迅速精确地给故障元件相关的断路器设备发出跳闸指令,让故障设备第一时间从电力系统中切除,将事故影响范围降到最小,降低对电力系统安全稳定供电的影响。(2)科学智能传达电气设备各种不正常运行状态,并根据不正常运行状态和设备运维条件的迥异而发出相应的指令,警醒值班工作人员及时高效地采取相应的措施,或可由自动装置自动进行相关的跳闸及控制。(3)实现对电力系统设备的自动化控制和远程操作,以及对工业生产的自动控制。
2继电保护的基本要求
        1)准确性.当电网在运行过程中出现故障时,继电保护装置会自行进行判断,并及时将故障区域与非故障区域分离开来,然后对故障区域进行隔离,避免影响其他区域的正常运行。2)灵敏性.继电保护装置的灵敏性表现在能够区分自己的保护范围和非保护范围,这样就能在区域内线路发生故障时及时进行隔离,当区域外线路发生故障时要根据故障来做出相应动作。3)速动性.当电力系统出现故障时,继电保护装置会直接切除故障,从而能够确保非故障区域能够正常工作。在完成故障隔离后,继电保护装置需要加快系统电压恢复,避免出现低压情况。
3传统测试系统存在的问题
        1)目前的继电保护测试仪后台软件在编制测试用例时只能通过测试软件本身的递变、状态序列等基本功能来搭建复杂的测试脚本实现,由于不同继电保护装置测试用例差异很大,即使根据某种产品编制了测试用例,当产品、定值范围、误差要求改变或多台装置测试需求出现时,修改测试用例也耗费了巨大的精力,适应性非常差。2)静模测试的过程同样是不断修改保护定值、投退保护控制字的过程,传统继电保护测试系统的站控层控制软件只能对单装置进行操作,当多个同类型装置同时进行测试时,修改定值、控制字及投退压板等需要耗费较长的时间。3)目前的继电保护测试仪在设计时都是针对单装置的测试而开发的,在软件配置、硬件接口上不具备拓展性,不能满足多个同类型继电保护装置同时测试的需求。
4并行测试系统的问题
        1)能够模板化生成测试用例,在产品、定值范围、误差要求改变或需要多台装置并行测试时,可快速修改相关配置信息,生成测试实例。2)站控层控制软件具备多装置操作能力,能够实现对继电保护装置的并行控制。3)具有较高的接口能力,包括应用于智能继电保护测试的智能I/O接口、常规继电保护测试的模拟量接口及开关量接口。

4)能够对常规继电保护测试仪和智能继电保护测试仪进行并行控制,具有控制测试仪的通用接口。
5并行测试系统解决措施
        5.1并行测试系统接口能力提升
        目前,国内外主流测试仪在设计时都是为单装置的测试而开发的,后台软件能够配置的接口较少,而并行测试往往需要配置较多的模拟量、开关量接口。为了满足并行测试的需求,同时能够适应不同测试仪的接口能力,并行测试系统在设计后台测试软件时,统一按照模拟量输出4组电压(12相)、4组电流(12相),开关量输出32对,开关量输入128对配置,该配置高于目前主流测试仪的配置,在与其他测试仪连接时,接口模块程序对测试模版中的配置量自动进行取舍。
        5.2测试仪控制接口设计
        后台软件使用接口操作测试仪,取得测试结果,接口链接库是接口的实现载体之一,通常由测试仪生产商根据自身硬件产品开发。并行测试系统所用到的智能继电保护测试仪和常规继电保护测试仪提供的接口差异较大,不能用同一个后台软件同时控制。本文针对智能继电保护测试仪和常规继电保护测试仪的接口编写相应的接口链接库,不同的接口链接库将同一个测试用例解析成不同的测试仪指令,下发给指定的测试仪,并接收测试仪返回的数据和状态信息,生成文件交给后台软件,进而实现测试仪的并行控制。
        5.3优化继电保护运行维护方案
        机电保护设备长期处于较恶劣的运行环境中,很容易出现设备老化、损坏等现象,为了确保继电保护装置能正常运行,优化继电保护运行维护方案必不可少:①需要优化日常维护工作。要定期对电力设备进行检查和维护,确保其处于正常运行状态。②需要提升维护人员的技术水平。提升技术人员的维护水平,才能发现问题并解决问题,才能确保变电运行时继电保护装置能够发挥效果。③提升继电保护数据处理效率。随着人们用电量增加,各项数据也会随着增多,因此,采用先进的信息技术来增强继电保护数据处理,这样才能满足对故障信息的储存要求,才能在遇到问题时及时解决。
        5.4强化技术人员责任意识
        重视电力继电保护装置调试的注意事项,避免安全事故的发生,确保我国电力系统运行的稳定性,需要不断强化技术人员的责任意识,避免在对电力继电保护装置调试中出现不必要的安全隐患。对于经验丰富、技术能力过硬的技术人员来讲,他们有着较高的专业知识,能够出色的完成各项工作的检查,并且能够发现继电保护装置中存在的安全隐患。但随着科技的发展,技术人员越来越年轻化,他们无论是技术还是经验,都相对缺乏,常常会出现一些低级错误,导致故障的发生。当安全事故发生后,他们也不能够随机应变,致使继电保护装置的运行受到极大的限制。
结束语
        静模测试的项目众多,不同测试项目之间差异很大,部分测试项目逻辑复杂,使用模板化方式编制测试用例仍然难以实现,还需要进一步研究。同时,市场上测试仪种类繁多,还没有解决全部测试仪的接口兼容性问题,如何将不同测试仪的接口标准化并最终实现标准化自动测试还需要深入研究。
参考文献
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