繼電保護(hù)測(cè)試發(fā)展方向的思考

1、    繼電保護(hù)測(cè)試發(fā)展方向的思考0引言目前微機(jī)保護(hù)在電力系統(tǒng)內(nèi)大量使用，微機(jī)保護(hù)比較常規(guī)的繼電器保護(hù)有許多優(yōu)越性，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)的飛速發(fā)展，許多新技術(shù)在數(shù)字化保護(hù)設(shè)備中得到了應(yīng)用和嘗試,尤其是近年來61850和數(shù)字化變電站技術(shù)的發(fā)展，為繼電保護(hù)的發(fā)展帶來了深入地變化，另外時(shí)間同步要求、系統(tǒng)安全性要求等也不斷擴(kuò)充著繼電保護(hù)產(chǎn)品的內(nèi)容。筆者常年從事繼電保護(hù)及測(cè)試研究工作，針對(duì)繼電保護(hù)發(fā)展的新特點(diǎn)，筆者提出了繼電保護(hù)測(cè)0 引言目前微機(jī)保護(hù)在電力系統(tǒng)內(nèi)大量使用，微機(jī)保護(hù)比較常規(guī)的繼電器保護(hù)有許多優(yōu)越性，伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)

2、、信息技術(shù)的飛速發(fā)展，許多新技術(shù)在數(shù)字化保護(hù)設(shè)備中得到了應(yīng)用和嘗試,尤其是近年來61850和數(shù)字化變電站技術(shù)的發(fā)展，為繼電保護(hù)的發(fā)展帶來了深入地變化，另外時(shí)間同步要求、系統(tǒng)安全性要求等也不斷擴(kuò)充著繼電保護(hù)產(chǎn)品的內(nèi)容。筆者常年從事繼電保護(hù)及測(cè)試研究工作，針對(duì)繼電保護(hù)發(fā)展的新特點(diǎn)，筆者提出了繼電保護(hù)測(cè)試領(lǐng)域需要關(guān)注的新技術(shù)和新問題，希望引起讀者共鳴，共同推進(jìn)繼電保護(hù)測(cè)試工作。1 目前繼電保護(hù)測(cè)試內(nèi)容目前國(guó)內(nèi)繼電保護(hù)產(chǎn)品檢測(cè)主要依據(jù)IEC602551系列標(biāo)準(zhǔn)和GB/T140472國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，其中規(guī)定了如表1幾類試驗(yàn)內(nèi)容。2 繼電保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展新特點(diǎn)1）統(tǒng)一硬件平臺(tái)，一個(gè)廠家的

3、所有保護(hù)可以采用統(tǒng)一的硬件平臺(tái)，這個(gè)統(tǒng)一的硬件平臺(tái)應(yīng)該是與保護(hù)原理無關(guān)的，可以實(shí)現(xiàn)硬件無需改動(dòng)，通過配置文件就可以改變保護(hù)的類型。目前也有許多廠家采用統(tǒng)一硬件平臺(tái)，但是存在一些問題，例如硬件無法完成替換，替換時(shí)可能需要改動(dòng)一些硬件，對(duì)于可以進(jìn)行替換的，也由于參數(shù)配置過于復(fù)雜而缺乏可操作性。是否能夠完成一鍵替換呢?這樣就會(huì)大大減輕現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員的工作量，降低工作難度。2）61850技術(shù)，隨著IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布和61850產(chǎn)品的發(fā)展，繼電保護(hù)也將隨之會(huì)發(fā)生一些變化，如何在新的系統(tǒng)架構(gòu)和技術(shù)下實(shí)現(xiàn)原有繼電保護(hù)功能，使之保持可靠性、穩(wěn)定性是我們繼電保護(hù)工作者需要考慮的問題。使用數(shù)字PT、CT，會(huì)

4、給我們的保護(hù)帶來什么變化，保護(hù)方案應(yīng)該如何適應(yīng)新的通信結(jié)構(gòu)，保護(hù)信號(hào)的交換如何能夠滿足分布式保護(hù)的要求等問題，都需要我們一一澄清。也就是說，當(dāng)繼電保護(hù)的接口發(fā)生變化時(shí)，需要在原來原理的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同的接口方法設(shè)計(jì)不同的保護(hù)方案，以配合新技術(shù)在繼電保護(hù)中的使用。3）廣域保護(hù)，隨著時(shí)間同步技術(shù)的發(fā)展，目前出現(xiàn)了廣域相量測(cè)量系統(tǒng)（WAMS），也出現(xiàn)了相應(yīng)的廣域保護(hù)概念9。以時(shí)間同步技術(shù)為核心內(nèi)容的廣域測(cè)量、保護(hù)技術(shù)將會(huì)逐漸被用于系統(tǒng)穩(wěn)定。針對(duì)時(shí)間同步能力的測(cè)試也成為非常重要的內(nèi)容。4）保護(hù)與自動(dòng)化功能更加緊密融合，在現(xiàn)階段低壓線路保護(hù)實(shí)際上已經(jīng)是保護(hù)、控制合一，隨著技術(shù)的發(fā)展和61850的使用，保

5、護(hù)與控制功能將更加緊密地融合在一起，邏輯上可以進(jìn)行區(qū)分，但是在物理上將在同一個(gè)裝置中，這樣其他功能對(duì)保護(hù)功能的影響將是一個(gè)需要研究的課題。3 繼電保護(hù)檢測(cè)需要增加的內(nèi)容在原有繼電保護(hù)測(cè)試項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，根據(jù)繼電保護(hù)裝置發(fā)展的新特點(diǎn)，需要增加如下方面的測(cè)試內(nèi)容。3.1基于61850技術(shù)的繼電保護(hù)產(chǎn)品檢測(cè)隨著61850技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，一些原有的檢測(cè)項(xiàng)目已經(jīng)不能用于這些產(chǎn)品，如下：裝置測(cè)量準(zhǔn)確度，由于61850采用了過程層總線，保護(hù)裝置將接收過程層送來的數(shù)字信號(hào)，而不是以前的PT/CT交流采樣，因此對(duì)采樣數(shù)據(jù)精度的考核將針對(duì)過程層的光PT/CT或者電子式PT/CT。SOE分辨率試驗(yàn)，由于狀

6、態(tài)量的時(shí)間標(biāo)簽也由過程層模塊完成，所以考核的對(duì)象將從繼電保護(hù)裝置變成過程層相應(yīng)數(shù)字模塊。針對(duì)61850裝置的特點(diǎn)，需要考慮如下方面的測(cè)試內(nèi)容：繼電保護(hù)裝置間通信報(bào)文的評(píng)估5。6。基于功能的61850過程層采樣值測(cè)試工程配置能力測(cè)試。繼電保護(hù)裝置輸出信號(hào)（GOOSE，REPORT等）性能測(cè)試。3.2時(shí)間同步能力檢測(cè)隨著GPS等時(shí)間同步技術(shù)的采用，有效地解決了不同繼電保護(hù)裝置時(shí)間同步的問題3，對(duì)于故障分析等應(yīng)用帶來了幫助，但是目前在時(shí)間同步方面的檢測(cè)主要針對(duì)時(shí)間同步裝置，繼電保護(hù)裝置時(shí)間同步能力的測(cè)試需要考慮，這樣就從整體上保證了時(shí)間同步的效果。尤其是針對(duì)廣域測(cè)量和保護(hù)裝置/系統(tǒng)，其時(shí)間同步效果將

7、對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生比較大的影響，最終影響系統(tǒng)分析和保護(hù)的效果。3.3產(chǎn)品通信協(xié)議檢測(cè)在以往繼電保護(hù)產(chǎn)品型式試驗(yàn)中，不包含專門針對(duì)通信協(xié)議的檢測(cè)要求，導(dǎo)致在系統(tǒng)集成過程中，不同廠家的產(chǎn)品互連存在許多問題3，針對(duì)這種情況，南方電網(wǎng)于2005年組織了繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)規(guī)約一致性測(cè)試及互操作試驗(yàn)。其他各網(wǎng)局、省局等電力用戶也對(duì)協(xié)議一致性測(cè)試提出了要求，這表明繼電保護(hù)產(chǎn)品協(xié)議一致性測(cè)試已經(jīng)逐漸成為繼電保護(hù)測(cè)試的重要內(nèi)容。在新修訂的IEC60255標(biāo)準(zhǔn)中，明確指出為了確保繼電保護(hù)產(chǎn)品的通信規(guī)約滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或者規(guī)范要求，需要進(jìn)行一致性測(cè)試，具體測(cè)試方法需要參考具體通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容要求。3.4軟件測(cè)試隨著軟件在

8、微機(jī)型繼電保護(hù)中的應(yīng)用，軟件承擔(dān)了越來越多的重要工作，由于軟件設(shè)計(jì)本身存在的缺陷可能會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置運(yùn)行異常，甚至出現(xiàn)誤動(dòng)、拒動(dòng)現(xiàn)象。尤其是針對(duì)裝置內(nèi)的程序，其程序邏輯難以進(jìn)行完整的測(cè)試，因此當(dāng)運(yùn)行過程中，在某些條件下程序進(jìn)入到不正常工作狀態(tài)，導(dǎo)致保護(hù)裝置工作出現(xiàn)問題，對(duì)電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行可能會(huì)帶來破壞。3.5裝置可靠性檢測(cè)因?yàn)槟壳暗臏y(cè)試項(xiàng)目大多針對(duì)樣品的功能和性能，也會(huì)對(duì)出口繼電器的可靠性進(jìn)行壽命試驗(yàn)，但是裝置的可靠性方面缺乏有效地檢測(cè)，由于微機(jī)型繼電保護(hù)裝置的使用，目前裝置可靠性試驗(yàn)可以從兩方面考慮，一是裝置硬件可靠性，一是軟件系統(tǒng)自身的可靠性。在一些現(xiàn)場(chǎng)曾經(jīng)出現(xiàn)過通信正常，可是沒有

9、新的遙測(cè)、遙信等信息發(fā)送的情況，隨著軟件在裝置中比重的增大，對(duì)軟件可靠性的考量將是比較重要的。3.6裝置安全性檢測(cè)隨著系統(tǒng)的發(fā)展，安全問題日益成為一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)問題，各個(gè)國(guó)家正在為此進(jìn)行工作。我們國(guó)家某個(gè)廠家的產(chǎn)品就出現(xiàn)過類似邏輯炸彈的問題，給電力系統(tǒng)運(yùn)行帶來了極大的安全隱患。目前IECTC57第15工作組正在進(jìn)行數(shù)據(jù)和通信安全方面標(biāo)準(zhǔn)8的制定，國(guó)內(nèi)系統(tǒng)安全工作的狀況見參考文獻(xiàn)7，因此繼電保護(hù)安全性的檢測(cè)會(huì)成為比較重要的一個(gè)檢測(cè)內(nèi)容。4 如何與現(xiàn)有檢測(cè)內(nèi)容銜接對(duì)于不再適用的測(cè)試項(xiàng)目，需要去掉。有些試驗(yàn)項(xiàng)目的試驗(yàn)方法需要調(diào)整，按照新技術(shù)手段進(jìn)行。對(duì)于還需要進(jìn)行測(cè)試，但是測(cè)試合格判據(jù)需要調(diào)整的項(xiàng)目，則根據(jù)61850裝置的特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。對(duì)