继电保护测试发展方向的思考

发布于：2015-09-18 20:38:18 来自：电气工程/继电保护 [复制转发]

0 引言

　　目前微机保护在电力系统内大量使用，微机保护比较常规的继电器保护有许多优越性，伴随着计算机技术、通信技术、信息技术的飞速发展，许多新技术在数字化保护设备中得到了应用和尝试,尤其是近年来61850和数字化变电站技术的发展，为继电保护的发展带来了深入地变化，另外时间同步要求、系统安全性要求等也不断扩充着继电保护产品的内容。笔者常年从事继电保护及测试研究工作，针对继电保护发展的新特点，笔者提出了继电保护测试领域需要关注的新技术和新问题，希望引起读者共鸣，共同推进继电保护测试工作。

1 目前继电保护测试内容

　　目前国内继电保护产品检测主要依据IEC60255系列标准和GB/T14047国家标准进行，其中规定了如表1几类试验内容。

表1 继点保护试验项目

2 继电保护产品技术发展新特点

　　1）统一硬件平台，一个厂家的所有保护可以采用统一的硬件平台，这个统一的硬件平台应该是与保护原理无关的，可以实现硬件无需改动，通过配置文件就可以改变保护的类型。目前也有许多厂家采用统一硬件平台，但是存在一些问题，例如硬件无法完成替换，替换时可能需要改动一些硬件，对于可以进行替换的，也由于参数配置过于复杂而缺乏可操作性。是否能够完成一键替换呢?这样就会大大减轻现场维护人员的工作量，降低工作难度。

2）61850技术，随着IEC61850标准的发布和61850产品的发展，继电保护也将随之会发生一些变化，如何在新的系统架构和技术下实现原有继电保护功能，使之保持可靠性、稳定性是我们继电保护工作者需要考虑的问题。使用数字PT、CT，会给我们的保护带来什么变化，保护方案应该如何适应新的通信结构，保护信号的交换如何能够满足分布式保护的要求等问题，都需要我们一一澄清。也就是说，当继电保护的接口发生变化时，需要在原来原理的基础上，针对不同的接口方法设计不同的保护方案，以配合新技术在继电保护中的使用。

　　3）广域保护，随着时间同步技术的发展，目前出现了广域相量测量系统（WAMS），也出现了相应的广域保护概念。以时间同步技术为核心内容的广域测量、保护技术将会逐渐被用于系统稳定。针对时间同步能力的测试也成为非常重要的内容。

　　4）保护与自动化功能更加紧密融合，在现阶段低压线路保护实际上已经是保护、控制合一，随着技术的发展和61850的使用，保护与控制功能将更加紧密地融合在一起，逻辑上可以进行区分，但是在物理上将在同一个装置中，这样其他功能对保护功能的影响将是一个需要研究的课题。

3 继电保护检测需要增加的内容

　　在原有继电保护测试项目的基础上，根据继电保护装置发展的新特点，需要增加如下方面的测试内容。

　　3.1 基于61850技术的继电保护产品检测

　　随着61850技术的发展和应用，一些原有的检测项目已经不能用于这些产品，如下：

　　装置测量准确度，由于61850采用了过程层总线，保护装置将接收过程层送来的数字信号，而不是以前的PT/CT交流采样，因此对采样数据精度的考核将针对过程层的光PT/CT或者电子式PT/CT。SOE分辨率试验，由于状态量的时间标签也由过程层模块完成，所以考核的对象将从继电保护装置变成过程层相应数字模块。

　　针对61850装置的特点，需要考虑如下方面的测试内容：

　　继电保护装置间通信报文的评估。

　　基于功能的61850过程层采样值测试工程配置能力测试。继电保护装置输出信号（GOOSE，REPORT等）性能测试。

　　3.2 时间同步能力检测

　　随着GPS等时间同步技术的采用，有效地解决了不同继电保护装置时间同步的问题，对于故障分析等应用带来了帮助，但是目前在时间同步方面的检测主要针对时间同步装置，继电保护装置时间同步能力的测试需要考虑，这样就从整体上保证了时间同步的效果。

　　尤其是针对广域测量和保护装置/系统，其时间同步效果将对测量结果产生比较大的影响，最终影响系统分析和保护的效果。

　　 3.3 产品通信协议检测

　　在以往继电保护产品型式试验中，不包含专门针对通信协议的检测要求，导致在系统集成过程中，不同厂家的产品互连存在许多问题，针对这种情况，南方电网于2005年组织了继电保护故障信息系统规约一致性测试及互操作试验。其他各网局、省局等电力用户也对协议一致性测试提出了要求，这表明继电保护产品协议一致性测试已经逐渐成为继电保护测试的重要内容。

　　在新修订的IEC60255标准中，明确指出为了确保继电保护产品的通信规约满足相关标准或者规范要求，需要进行一致性测试，具体测试方法需要参考具体通信协议标准内容要求。

　　3.4 软件测试

　　随着软件在微机型继电保护中的应用，软件承担了越来越多的重要工作，由于软件设计本身存在的缺陷可能会导致继电保护装置运行异常，甚至出现误动、拒动现象。尤其是针对装置内的程序，其程序逻辑难以进行完整的测试，因此当运行过程中，在某些条件下程序进入到不正常工作状态，导致保护装置工作出现问题，对电力系统安全、稳定运行可能会带来破坏。

　　 3.5 装置可靠性检测

　　因为目前的测试项目大多针对样品的功能和性能，也会对出口继电器的可靠性进行寿命试验，但是装置的可靠性方面缺乏有效地检测，由于微机型继电保护装置的使用，目前装置可靠性试验可以从两方面考虑，一是装置硬件可靠性，一是软件系统自身的可靠性。在一些现场曾经出现过通信正常，可是没有新的遥测、遥信等信息发送的情况，随着软件在装置中比重的增大，对软件可靠性的考量将是比较重要的。

　　3.6 装置安全性检测

　　随着系统的发展，安全问题日益成为一个关键的技术问题，各个国家正在为此进行工作。我们国家某个厂家的产品就出现过类似逻辑炸弹的问题，给电力系统运行带来了极大的安全隐患。目前IECTC57第15工作组正在进行数据和通信安全方面标准的制定，因此继电保护安全性的检测会成为比较重要的一个检测内容。

4 如何与现有检测内容衔接

　　对于不再适用的测试项目，需要去掉。有些试验项目的试验方法需要调整，按照新技术手段进行。对于还需要进行测试，但是测试合格判据需要调整的项目，则根据61850装置的特点进行相应调整。

对于目前标准中没有的项目，则需要按照测试类别进行补充。调整后的试验项目如表2。

表2 未来继点保护实验项目