郝暢 南雷 李剛 袁成川 秦偉鋒

[摘? ? 要 ]電力系統(tǒng)中所涉及到的繼電保護裝置可以在系統(tǒng)運行發(fā)生特殊情況時發(fā)出報警信號，讓工作人員接收到故障信息，并及時采取科學(xué)、合理的解決措施，以此確保整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，對電力系統(tǒng)繼電保護裝置應(yīng)用的過程中出現(xiàn)了一種自動化檢測系統(tǒng)。若是在系統(tǒng)運行過程中電路元件發(fā)生故障問題，這一自動化裝置就會自動檢測到故障，并將這一信息發(fā)送給工作人員。裝置也會啟動跳閘命令，從而保護好系統(tǒng)中的各個電路元件和設(shè)備。這一自動化檢測系統(tǒng)具有調(diào)節(jié)和調(diào)控監(jiān)測的功能，能夠及時對故障進(jìn)行有效感應(yīng)和判斷。本文主要分析了在繼電保護過程中經(jīng)常會出現(xiàn)的故障，探究了自動化檢測系統(tǒng)對繼電保護的重要意義，并對這一系統(tǒng)的檢測技術(shù)方案、檢測步驟以及控制方法進(jìn)行分析。

[關(guān)鍵詞]繼電保護裝置;自動化檢測系統(tǒng);故障;意義;應(yīng)用

[中圖分類號]TM774 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）04–00–03

[Abstract]The relay protection device involved in the power system can send out an alarm signal when a special situation occurs in the operation of the system， so that the staff can receive the fault information and take timely scientific and reasonable measures to solve it， so as to ensure the stability of the entire system run.Under the background of the continuous development of current science and technology， an automatic detection system has emerged in the process of applying power system relay protection devices.If the circuit component fails during the operation of the system， this automatic device will automatically detect the failure and send this information to the staff.The device will also initiate a trip command to protect each circuit element and equipment in the system.This automatic detection system has the functions of adjustment and control and monitoring， and can effectively sense and judge faults in time.It mainly analyzes the faults that often occur in the process of relay protection， explores the importance of the automatic detection system for relay protection， and analyzes the detection technology scheme， detection steps and control methods of this system.

[Keywords]relay protection device; automatic detection system; failure; meaning; application

當(dāng)前，在對繼電保護裝置進(jìn)行檢查的過程中需要根據(jù)相應(yīng)的檢測要求，利用人工方式來對整個裝置進(jìn)行檢測，接著將檢測結(jié)果填入到報告中。然而在實際現(xiàn)場檢測中，由于檢測項目較多，且需要手動填寫大量數(shù)據(jù)，因此會出現(xiàn)較多錯誤。此外，很多繼電保護檢測也很少能夠自動校驗、生成相關(guān)報告，需要進(jìn)行人工操作，消耗大量人力，同時也為檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性埋下隱患。對此，通過建立一種自動化檢測系統(tǒng)能夠更好地對檢測過程進(jìn)行編輯，從而讓整個流程更加自動化、標(biāo)準(zhǔn)化，降低錯誤發(fā)生的概率，提高工作效率，減輕人員負(fù)擔(dān)。

1 在繼電保護過程中容易發(fā)生的故障

1.1 設(shè)備故障

在實際繼電保護過程中容易出現(xiàn)設(shè)備故障問題，由于繼電保護的理論和工作原理在現(xiàn)階段應(yīng)用的過程中較為成熟。對于故障的檢測也大致相同，其差異主要在于系統(tǒng)的工作負(fù)荷，負(fù)荷的大小會對繼電保護裝置有著不同程度的要求。對此，在實際安裝的過程中就需要根據(jù)電力系統(tǒng)實際運行負(fù)荷來合理選擇裝置。但是，若是在運行的過程中出現(xiàn)設(shè)備不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致繼電保護裝置無法正常工作就會影響整個系統(tǒng)的保護效率。

1.2 開關(guān)設(shè)備故障

在繼電保護裝置運行的過程中，還極其容易出現(xiàn)開關(guān)設(shè)備故障問題，這主要是由于電力系統(tǒng)與保護裝置不匹配而形成。這就需要在選擇設(shè)備的過程中，首先確定整個系統(tǒng)的工作強度，從而讓裝置能夠更好地與系統(tǒng)中工作負(fù)荷相匹配。當(dāng)前在社會經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下，我國的電力系統(tǒng)負(fù)荷越來越強，但是繼電保護設(shè)備卻沒有因為工作強度的增加而進(jìn)行調(diào)整，這就容易導(dǎo)致各種問題的出現(xiàn)。對此，在實際工作過程中，可能會出現(xiàn)老化或設(shè)備超負(fù)荷運行的問題，極其容易導(dǎo)致開關(guān)設(shè)備故障影響到繼電保護設(shè)備，不能夠有效對整個系統(tǒng)進(jìn)行檢測，影響系統(tǒng)正常運行。

1.3 電流互感飽和

由于繼電保護的終端負(fù)荷會不斷增加，容易使得電力系統(tǒng)運行出現(xiàn)短路問題，給電力系統(tǒng)的負(fù)荷帶來巨大壓力，這就會導(dǎo)致一系列問題的出現(xiàn)。例如，在短路過程中產(chǎn)生的超高電流往往會超過互感器額定電流。但是由于互感器的短路電流與誤差率倍數(shù)成正比關(guān)系，在發(fā)生短路故障時會導(dǎo)致繼電保護設(shè)備靈敏度降低，從而無法對整個系統(tǒng)的運行進(jìn)行更好的監(jiān)測和保護。

2 自動化檢測系統(tǒng)對繼電保護的重要意義

當(dāng)前，由于工業(yè)化進(jìn)程和人民生活水平的不斷提高，對用電量的需求越來越大，導(dǎo)致電力系統(tǒng)運行過程中壓力和負(fù)擔(dān)逐漸上升。為了能夠確保整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，就需要不斷優(yōu)化整個電力系統(tǒng)，這也是當(dāng)前企業(yè)的首要任務(wù)。在電力系統(tǒng)運行過程中，傳統(tǒng)的工作方式已經(jīng)不能夠滿足當(dāng)前的需求。為了能夠讓電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，就應(yīng)當(dāng)應(yīng)用自動化裝置進(jìn)行繼電保護，建立完善的運行體系，以此提高運行效率，為系統(tǒng)運行提供保障。此外，在安裝自動化裝置過后能夠及時有效地發(fā)現(xiàn)故障，并對故障的位置進(jìn)行定位，推動維修處理工作高效開展，防止對其他線路帶來損壞。此外，在裝置運行過程中也可以不斷優(yōu)化其他技術(shù)，避免安全事故發(fā)生，增強企業(yè)的社會和經(jīng)濟效益。

3 繼電保護裝置自動化檢測系統(tǒng)的應(yīng)用

當(dāng)前在繼電保護裝置中智能終端、電子互感器等設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛，設(shè)備之間往往利用以太網(wǎng)通信的方式來實現(xiàn)信息交互與傳輸。然而，在實際檢測過程中，繼電保護測試儀是一種重要的設(shè)備，能夠讓輸入輸出更加順應(yīng)電力系統(tǒng)運行的需求，滿足設(shè)備測試要求。在繼電保護自動化檢測系統(tǒng)運行的過程中，可以模擬合并單元，利用電度表、繼電保護等設(shè)備進(jìn)行測試。測試儀會將對開關(guān)量、電壓、電流量的測試結(jié)果打包發(fā)送給被測設(shè)備。被測設(shè)備也會做出相應(yīng)的信號反饋給測試儀，通過改變狀態(tài)、相位、幅值來讓監(jiān)測的反饋量更加具有準(zhǔn)確性，這也是確保整個測試結(jié)果準(zhǔn)確性的保障以及基本條件。但是，我國在當(dāng)前繼電保護裝置自動化系統(tǒng)檢測的過程中還沒有專門的設(shè)備，只能夠通過其他間接的方式來實現(xiàn)檢測，更是無法進(jìn)行自動檢測。

3.1 自動化檢測系統(tǒng)技術(shù)方案

在通過繼電保護裝置進(jìn)行自動化檢測的過程中，主要包括執(zhí)行檢測裝置和控制管理裝置兩部分。其中，控制管理部分主要用于制定任務(wù)并為執(zhí)行檢測裝置分配任務(wù)，以此更好地控制檢測儀輸出，讓檢測儀在檢測過程中更為準(zhǔn)確地接收、存儲檢測結(jié)果，并自動生成檢測報告。在控制管理部分主要包括過程監(jiān)視、計劃制定、存儲，報告生成等模塊。檢測執(zhí)行部分會接收到管理控制管理部分所發(fā)送的報文，并根據(jù)所分配到的任務(wù)來處理報文，以此完成檢測任務(wù)并將結(jié)果傳達(dá)給控制管理部分。在執(zhí)行裝置中主要包括電源模塊、以太網(wǎng)接口、時鐘模塊、光以太網(wǎng)接口、FPGA、光串口、CPU等，以此構(gòu)成完整的檢測執(zhí)行裝置，確保檢測過程更為準(zhǔn)確和完善。

3.2 自動化檢測系統(tǒng)檢測步驟

在電力系統(tǒng)繼電保護裝置自動化檢測系統(tǒng)運行時，會根據(jù)特定的檢測方法進(jìn)行檢測，其中就包括手動檢測和自動檢測兩種模式。手動檢測過程主要可以分為以下幾個步驟：

（1）需要制定相應(yīng)的檢測任務(wù)，確定檢測項目。

（2）需要根據(jù)檢測項目來配置，選定與之對應(yīng)的格式參數(shù)文件。

（3）這一手動控制的檢測儀就會輸出格式參數(shù)文件中的相關(guān)參數(shù)。

（4）執(zhí)行裝置就會接收到檢測儀所輸出的報文，并根據(jù)相應(yīng)的項目來處理分析這些報文，以此來獲得檢測結(jié)果并將其發(fā)送給控制管理部分。若是檢測結(jié)束，則需要將控制管理部分所保存的結(jié)果進(jìn)行報告生成，導(dǎo)出報告。若是沒有結(jié)束，則需要重復(fù)對檢測執(zhí)行裝置發(fā)出的報文進(jìn)行處理過程，進(jìn)行下一項目的檢測。

繼電保護測試儀中的自動檢測模式主要可以分為以下幾個步驟：

（1）需要制定相應(yīng)的檢測任務(wù)，確定檢測項目。

（2）測試儀的控制管理部分需要對控制接口函數(shù)進(jìn)行調(diào)用，并根據(jù)相應(yīng)的檢測項目來選擇與之對應(yīng)的格式參數(shù)文件，從而更好地對檢測儀進(jìn)行輸出控制。

（3）檢測執(zhí)行部分可以接收到測試儀所發(fā)出的報文并根據(jù)針對性的項目來處理這些報文，以此獲得檢測結(jié)果并將其發(fā)送給控制管理部分。

（4）需要對列表中的檢測項目進(jìn)行查看，若是有發(fā)現(xiàn)有未完成的項目，應(yīng)當(dāng)重復(fù)調(diào)用控制接口函數(shù)，選定格式參數(shù)文件過程。若是已經(jīng)完成檢測項目的檢測，需要將控制管理部分所保存的結(jié)果進(jìn)行報告生成，導(dǎo)出報告。

3.3 自動化檢測系統(tǒng)輸出控制方法

（1）在繼電保護自動化檢測系統(tǒng)運行的過程中，控制管理部分會對動態(tài)鏈接庫進(jìn)行自動加載，從而調(diào)出其中的連接函數(shù)。若是失敗，則會進(jìn)入到異常處理流程過程中，結(jié)束檢測過程。若是聯(lián)機成功，則會進(jìn)入到后續(xù)的檢測過程中。

（2）需要對檢測項目對應(yīng)的格式參數(shù)文件中的參數(shù)進(jìn)行檢查。

（3）為格式參數(shù)文件對應(yīng)接口函數(shù)，將項目對應(yīng)的格式參數(shù)文件傳遞給自動化檢測儀，從而更好地控制檢測儀的輸出。

（4）若是測試儀沒有成功輸出，那么就需要進(jìn)入到異常處理過程中，并且結(jié)束檢測過程。若是成功輸出，則可以進(jìn)入后續(xù)的檢測步驟。

（5）若是在實際檢測過程有些檢測項目不需要進(jìn)行外部觸發(fā)就可以完成檢測，那么控制管理部分會對接口函數(shù)進(jìn)行直接調(diào)用，并對測試儀中的實驗結(jié)果進(jìn)行檢查。若是涉及到檢測項目需要通過觸發(fā)接口函數(shù)來檢測，那么繼電保護測試儀就會進(jìn)行進(jìn)一步的試驗，接著調(diào)用接口函數(shù)來查詢測試結(jié)果，看是否已經(jīng)產(chǎn)生。

（6）若是檢測儀還未產(chǎn)生測試結(jié)果，那么就需要檢查這一儀器是否已經(jīng)停止測驗。若是還未停止，則需要繼續(xù)調(diào)用接口函數(shù)，繼續(xù)對實驗結(jié)果進(jìn)行查詢。若是已經(jīng)停止，那就需要停止檢測。

（7）若是測試已經(jīng)有實驗結(jié)果生產(chǎn)，那么需要利用控制管理部分對測試的結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的分析、處理，判斷其結(jié)果是否準(zhǔn)確、有效。

（8）進(jìn)一步檢查是否需要進(jìn)行繼續(xù)檢測，若是需要則開始重復(fù)第二步驟。若是不需要，則停止檢測，卸載動態(tài)鏈接庫。

4 結(jié)語

綜上所述，在實際對繼電保護裝置自動化檢測系統(tǒng)探究的過程中，需要充分認(rèn)識到在繼電保護過程中容易發(fā)生的各種故障問題，包括設(shè)備故障、開關(guān)設(shè)備故障、電流互感飽和等，并認(rèn)識到自動化檢測系統(tǒng)對于繼電保護裝置以及電力系統(tǒng)運行的重要意義。對自動化檢測系統(tǒng)技術(shù)方案、檢測步驟以及輸出控制方法進(jìn)行分析，探究更為科學(xué)、合理的檢測運行方法。與此同時，工作人員也應(yīng)當(dāng)不斷強化對自動化裝置運行的重視程度，通過利用合理的檢修方式減小故障發(fā)生概率。

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