继电保护智能化测试系统分析

汪昌元，游晨曦

（1广西电网有限责任公司电力调度控制中心 广西 防城港 538000）

（2广西电网有限责任公司防城港供电局 广西 防城港 538000）

0 引言

目前，我国变电站主要可划分为过程层、间隔层、站控层以及站控层网络和过程层网络，通过这几种划分系统形成一个完整的变电站。其中，站控层对变电站多方面的信息进行收集、分析后对信息进行传递，起到控制中心的作用。过程层在智能变电站中完成电力运行实时的电气量检测、运行设备的状态参数检测、操作控制执行与驱动，过程层是继电保护系统中最重要的环节。

1 传统继电保护和智能化继电保护的区别

1.1 传统继电保护系统的缺陷

继电保护智能化测试系统相对于传统的测试系统而言，在实际应用期间既可以规范化处理检验工作，还可以统一化处理数据和实现试验过程模式化，使得继电保护检验工作智能化程度增加。但传统继电保护系统在实际测试期间需要投入大量的物力资源和人力资源，在对其质量展开检验的时候，也经常性地受到各种因素影响而导致检验效果下降，甚至会严重影响到检验结果精准度，对电力系统生产周期和工作息率等产生不良影响。

传统继电器保护系统在运转期间，测试人员要事前配备好笔记本电脑、测试报告、继电保护测试仪等硬件设备，通过笔记本电脑对测试仪做出控制，以手动的方式完成测试工作，同时将测试过程和结果进行详细记录形成报告。工作流程存在着较多影响因素对继电保护测试工作效率产生影响。

首先，现场测试环节不能充分保证参与测试的工作人员具有专业操作技能和知识，测试期间工作人员能否按照检验标准和实际操作规程展开难以进行评估，对测试结果判断时，测试人员和测试质量经验性成分较大。其次，在测试过程中还需要对重要的试验过程和详细数据展开记录，在测试工作实施前，需要修改投退压板、定值等，以相关要求为依据进行重新接线，不仅效率低，而且还会因为某些细节被忽略而出现试验失败的现象。再次，以手写的方式填写试验报告，不能保证效率及数据信息的有效性和真实性。最后，在传递报告的时候采取人工的方式，延长了审核周期，还为后期的统计和查询工作造成不便。

1.1.1 设备自检能力差

传统继电保护系统采用的设备不但结构复杂而且安全性低，并缺乏设备故障自我检测能力。主要是依靠工作人员在定期检查二次系统时，对系统进行测试和校验来发现问题，这项检查不但操作流程复杂，耗时久而且人工成本的花费也大，并且检查时可能存在疏漏导致检查的可靠性低。

1.1.2 供电质量缺乏科学的保证

目前，我国经济正处于快速发展的阶段，不论是居民还是工农业在用电的需求量上都大大增加，特别是工业用电和农业用电在电力的使用上占据了很大比重。在对电压的需求上，工业用电和居民用电的需求是不一样的，电压从电厂发出再经过各个变电站进行电压的调节，最终达到各个需要的电压并发送到各个用电处。用电质量是通过电压和电流的强度来决定的，但是传统的变电站多数不具备调压的技术，容易发生各类问题，而且无法及时采取补救措施，针对目前对电压多变和供电质量要求高的时代，传统继电保护系统缺乏供电质量保证，无法达到目前市场多样化的需求[1]。

1.1.3 不适应电力系统快速计算和实时控制的要求

只有工作人员掌握电力系统的实时运行状况，才能对系统进行控制和调节保证电力系统在供电时达到优质、稳定、安全、经济的目的。传统的继电系统是使用指示灯来进行监控的，缺乏直观具体的技术操作性，并且对数据的采集和保存都是人工完成的。这种方式不仅无法保证数据的准确性，而且在需要时无法及时调用，导致没法进行实时控制，不利于电力系统的安全运行。

1.2 智能继电保护的优势

智能继电保护测试系统针对传统继电保护测试系统存在的各类问题，改进和完善了多个流程。首先在制定测试任务的环节，要求以测试的流程标准为依据，制定出科学化测试计划，同时基于系统设备的详细数据信息获取测试参数。其次，在现场组织开展多项试验活动，在新的测试系统运转期间可自动化完成测试试验，保证填写的数据信息具有科学性和合理性，实现数据的准确性提升。为了确保帮助信息、警示信息可视化，在设计与开发测试系统时需要增加现场咨询功能。

就传统测试系统在测量阶段存在的大量试验报告审核问题，新的系统要求预审数据信息，分析和对比处理数据测试信息，由测试人员完成该操作，通过这种处理方式可以快速获取历史报告数据，同时掌握相关的信息数据，从而可有效避免在阅读和分析时出现大量的查阅信息资料。但是在现场检查环节，新系统以测试标准为基础，形成标准化格式检验报告，同时可自动化的检验装置和分析结果，将测试结果填写入检验报告，缩短测试时间。为了能够在最短时间内获取帮助信息以及预警信息，新系统在具体使用期间，还可以提供信息帮助功能，实现现场咨询。

就现场检验方面的人员而言，要正确认识其存在的各方面问题，形成的新系统要具有保护装置检验标准模式，由此以方便用户在实际录入期间可按照录入整定书实现。还要对检验过程展开相应的作业指导，为便利化操作提供支持。最后，还必须要搭建起功能强大的在线帮助系统，为检验人员的检验工作提供有效帮助。

1.2.1 设备智能化

智能继电系统在简化二次接线后优化了回路问题，避免了复杂的电线回路，这样可以做到对电力系统进行测控和保护，提高了对设备监测的可靠性。用光电技术对设备进行智能化升级，将光纤通信技术应用到变电站的各个设备和控制环节上，这样不仅减少电缆的使用量，增加安全系数，而且可以利用光纤对数据的高速稳定传播的特点提高电力数据的调取速度和准确性[2-3]。

1.2.2 智能化高级应用

智能继电保护通过大数据平台可以对信息进行全面处理和分析，并采取相应的措施。通过智能系统不仅可以做到资源共享、信息数字化，而且可以将多种功能多环节相结合，使得对电力系统的维护更简单高效。

1.2.3 检验效率高

继电保护智能化测试系统在使用期间可自动化填写试验报告和检验报告，以网络环境为支撑传递试验报告，在最短时间内将报表中的数据进行统计并发布，实现数据信息传输的及时性和完整性，也为后期的查阅和参考提供方便。这种处理方式不仅在一定程度上增加检验的效率，还可以将统计工作效率和审核工作水平稳步提升。

1.2.4 检验质量高

继电保护智能化测试系统建设的基础是作业指导书和检验标准，在正式实施试验前期阶段可将整定值录入其中，提示测试人员对比保护装置定值和数值，最大程度地避免在测试期间存在的误差，有效控制措施过程，大幅度提升检验质量。

1.2.5 数据具有真实性

系统检验程序自动化的将检验报告填写完成，从而可显著保证数据信息的真实性和完整性。同时，在输出数据信息的时候还可以以不同的形式完成，从而保证数据信息在获取和应用的时候具有良好的便捷性。此外，还能将测试仪器输出故障状态进行保存，为后期的统计工作和分析工作提供充足的依据，规范化和统一化处理检验报告格式，促使检验工作规范化和标准化，实现数据信息准确性和真实性提高。

2 智能变电站继电保护设备运行及维护关键内容分析

2.1 继电保护设备运行维护

由于继电保护在整个电力系统中占据着重要作用，所以继电保护设备运行维护属于重点维护内容。通过继电保护设备对变电站进行监控，不仅可以提高电力系统的运行安全，而且还有助于供电传输稳定性以及质量的保证。设备的维护主要针对系统的数据处理模块、设备运行通信模块以及系统的备份模块进行维护并加强系统的安全防护。通过应用有效的检测方式和设备对系统进行维护，确保继电保护设备运行性能。

2.2 故障维护管控

定期的维护可以使各类系统组件运行效率提高，保证运行的稳定性。系统管理人员应对继电保护系统的逻辑程序进行优化升级，提高故障维护的效率。在故障维护中首先应进行故障排查工作，在处理故障时对可能导致故障的问题进行集中判断和分析，拟定故障针对性的预防和管控措施。

2.3 常规性维护

对系统进行日常的定期常规性维护有助于提升运行稳定性，强化系统运行质量。在常规化维护中，维护人员要注重对智能变电站继电保护设备程序进行测试分析，主要测试系统是否能够及时传递测试指令，并且对指令中的基本执行成效进行正确的分析，还要做好针对性故障维护处理。在常规性的维护中也要对设备的构件进行维护，检测其硬件是否反应良好，是否具备完善的系统信息传递功能。要规范维护的范围和维护流程及维护方式，并严格按照章程进行操作，才能做到全面提升继电保护设备的作用和安全性。

2.4 监控系统运行维护

对智能继电保护设备运行的维护必须做到全面落实监控系统运行维护作业。在监控系统运行维护时，首先要重视系统信号传输的通畅性，其次对硬件的维护要做好装置检修，最后针对存储系统运行维护时要注重强化监控数据的保存、查找、更新等数据的完整性。

2.5 智能装置组件运行维护

针对智能装置组件运行维护，要注意智能化合闸的控制，重点做好设备跳闸时情况的集中测试。对跳闸、合闸阶段指令完成度进行测试分析，并判定设备相关构件的运行情况。如果在检测时发现智能装置组件在运行时存有故障，应做到及时退出智能控制模式，对故障进行相应分析和解决。

2.6 GOOSE通信系统维护管理

GOOSE通信装置应用在智能变电站的运行中至关重要，其中GOOSE通信系统组件的应用可以使二次电缆接线的运行效果得到有效控制，对系统的全面运行产生的能耗具有重要的控制作用。在GOOSE通信系统的维护中，应该注意对不同通信信号转发的数据质量、网络设备连接的稳定性情况等进行维护。对系统各类测试指令是否有效传递进行记录，并做好GOOSE通信系统组件在测试时的运行效果进行分析，对通信系统遇到的故障问题进行评估，才能全面提升解决故障的效率。

3 变电站智能化继电保护调试措施

3.1 调试保护设备

在进行继电保护调试之前，工作人员需要在断电后对设备进行硬件上全方位的检查，确保设备构件的完整，各个连接点准确且牢固，以及检查相关的电流、直流回路上的绝缘设备是否正常。相关工作人员还需要将设备内的电流回路切断，观察电流及电压是否正常。

3.2 对通道进行调试

在调试前首先要对通道进行判断，确保设备内的光纤路径的完善和优质，避免因为通道出现故障而产生警报。另外，在进行调试前要对光纤的头部进行清理，避免数据传输不通畅。在调试通道的过程中，包含了光纤通道在内的多方面通道测试，在调试光纤通道时，首先需对设备的发光功率进行检查，观察其发功率是否与同通道内的插件标准值一致，其次要检查光纤的收信率，若检测时发生异常，表面光纤无法正常作业。

3.3 对GOOSE进行调试

通常设备的信号警报涵盖了这个系统出现的问题，其中针对GOOSE性能最佳状态可以同时支持0～8个模板的工作，但是在调试时往往为了加快工作进度，通常调试员会发送10个左右的压板配备，从而测试出发射板推出是否会影响系统正常工作。

3.4 完善联调、归档资料

智能变电站需要进一步优化和完善各个环节的联调，做到实时监测并及时发现电力设备内部潜在的问题和隐患，针对采集到的数据对问题进行分析并采取相应的有效措施解决问题，达到减少工作人员在现场的调试时间，提高工作效率。对智能化继电保护运行过程中各个环节出现的问题及解决方案应当做好分类归档。对光纤进行有序合理的编号标记，保证相关资料的完整性，为继电系统维护工作提供准确的数据依据，使故障得到准确、快速、有效解决。准确完善的数据保存，为日常故障维护提供重要的依据和参考作用，促进维护人员了解设备情况，对继电保护系统进行规范的维护。

4 智能化变电站继电保护调试实际应用

在调试智能变电站继电保护的过程中，各个环节的调试步骤必须严格按照相应的规章准则流程进行，并对各项调试内容进行科学化细致化的分工，调试人员对自己负责的环境进行科学分析，了解设备和通道的情况以及继电保护的具体要求，使得调试人员在调试前对系统中各个环节和设备所存在的各项问题有所了解，只有做到正确地处理继电保护调试遇到的问题，才能对智能变电站继电保护系统进行全面升级优化，才能保证智能变电站稳定安全高效运行。

相比传统的变电站人工作业模式，智能继电技术在科学技术上具有优越性，不仅有效地解决了技术上的难题，而且从根本上降低了变电站事故的风险发生率，结合网络和大数据平台系统可以实现自动化完成变电站的相关操作。而且继电保护系统通过采用相关数据，经过大数据平台的分析实施对电力系统实施检测做到了发现故障及时报警并对故障进行分析和处理的功能。将GOOSE技术应用在智能化变电站中，不仅大大提高了数据接收的完整度，而且可以对变电站每一个设备进行针对性监测和分析，保证变电站的运行[4-5]。

5 结语

国家经济快速发展离不开电力的支持，国家正大力支持电网技术的改革创新，并且加大普及电网发展的重要性，使人们对电网知识有了更加深刻的认识。在智能变电站中应用继电保护技术，使其对变电站内部各环节的运行情况进行实时监控，促进了变电站日常工作的稳定性，弥补了传统变电站管理工作的不足。