浅谈变电站继电保护检测及调试

随着我国社会经济建设步伐的不断加快，电力行业也得到进一步的发展。变电站作为今后电站发展的必然趋势，这就对变电站中继电保护系统的检测和调试两项工作提出了新的要求。但是，由于变电站现阶段采用的都是新型技术，容易在运行过程中遇到自动化技术发展的瓶颈，给变电站继电保护的检测和调试工作带来了新的挑战。基于此，本文就变电站继电保护检测和调试进行了探讨，希望对类似工作起到一定的借鉴参考作用。

1 继电保护系统检测

1.1 检测设备 在对继电保护系统进行检测时，应配备数字继电保护测试仪、时间同步设备模拟器、合并单元、智能终端、光功率计、时间校准装置、网络数据包分析器和 IED 配置工具等试验设备。使用的设备仪器必须经检验合格后，才能进行测试。

1.2 装置动作值及动作时间测试 利用数字继电保护测试仪装置施加电流、电压，观察装置面板的显示值，并与保护测试仪的应用价值比较，记录装置的动作时间和动作值。保护测试装置连接方式如图 1 所示。

1.3 测控一体化保护测试 测控一体化保护测试需要增加控制实验装置，由于测量控制装置和保护装置是彼此相对独立的，因此，间隔层设备主要考察设备网络的同步测量、GOOSE 报文及报文延迟、接收质量等。通过接收到的采样值，对继电保护装置进行考量。具体试验方法如下。

1.3.1 测控装置 GOOSE 报文质量、发送延时和对时测试 时间同步装置连接时间校准、测量和控制装置，将时间校‍准装置和控制装置进行连接，同时通过网络数据包分析器监控消息。控制装置通过遥控器发送一个报文测量，通过网络数据包分析器查看 GOOSE 报文是否符合 DL/T860 标准要求的报文内容；通过时间校准装置查看 GOOSE 报文，报文的延迟一般不超过 30 ms；通过时间同步装置测试装置的校时精准性。

1.3.2 测控装置 GOOSE 报文接收、处理能力（负测试）测试 基于测量和控制装置接收请求报文，通过 IED 配置工具来配置智能终端仿真装置，智能终端发送遥信数据，检查、测量和控制装置的报文接收情况。两个具有相同参数的智能终端模拟装置，在同一时间向同一控制装置发送相同的 GOOSE 报文，查看控制单元的信息处理能力，通过 IED 配置工具对相关的消息参数进行错误配置，检测测控单元的报文容错水平。

1.3.3 保护装置采样值报文和接收情况测试 根据保护装置的要求，通过 IED 配置工具配置合并单元模拟器，将合并单元模拟值报文发送到保护装置，检测保护装置接收遥测值的情况。通过对两个合并单元的 IED 设备配置相同的参数，发送相同的采样值到同一保护装置，对保护装置的容错能力进行检验。

2 继电保护系统调试

2.1 系统总体调试 传统的测试仪器和智能操作箱仍使用电缆输入和输出的方式为智能保护提供信息，同时接收智能操作箱信息为闭环测试条件。为了与合并单元配合，传统的测试仪器需要使用测试互感器。对于两个模拟电缆接口测试变压器输入为（100 V，5 A），输出为以太网串行的私有数据输出。当需要多个合并单元模拟测试时，串行数据传输光纤可能会很长，需要特殊的考虑。合并单元既包括在变压器的测试范围内，也包括在保护系统的测试范围中，以确保测试工作无死区。 继电保护系统的调试，当直接从设备端口测试时，光纤装置要被插拔，但测试数据的安全隔离是可靠的，能看到明显的断裂；当在交换机端口测试时，不需要拔插光纤，但其他设备需要操作相应的功能切换，避免引起操作事故。对于运行系统的调试，如果从交换机端口测试，可能涉及开关配置的更改。对于设备操作系统的调试，建议通过插拔光纤设备，从设备端口直接测试，并进行相应的功能操作。

2.2 大电流故障保护调试 大电流发生器产生一次电流，以供标准互感器和电子式互感器使用，采样数据检测设备收集合并单元的输出数据，在对电子式互感器精度校验时，需要使用标准互感器。同样，要求合并单元既包括在互感器测试范围内，也包括在保护系统测试范围内，从而保证测试工作无死区。在对电流互感器的精度进行测试的同时，也完成了对其极性和相序的测试。大电流故障调试方案如图 3 所示。

大电流故障保护调试主要有大电流短路故障试验、装置承受网络负载能力测试、保护/合并单元/智能终端点对点和组网接口对比测试、合并单元双 AD 差异测试、合并单元守时精度测试、合并单元失步、合并单元故障对保护装置的影响、合并单元双 AD 数据在不一致的情况下对保护的影响、时钟同步源在异常情况下对保护性能的影响、互感器、合并单元在电源异常情况下对保护装置性能的影响、过程层网络在异常情况下对保护装置性能的影响等。

2.3 安全隔离措施检调 智能变电站的信号通过网络进行连接，维护测试时，为避免人为事故，需要采用安全隔离措施。安全隔离措施主要有投退软压板和插拔光纤两种方法。软压板涉及主要间隔合并单元的状态检修维护和母差装置的检修间隔合并单元。维护状态压板装置可以控制 GOOSE 报文的设备维修状态位，维护状态的压板装置发送 GOOSE 报文包括所有维护状态信息，该装置在维护条件下可以得到维修状态报文，运行状态设备不处理维护状态报文。 母差间隔合并单元检修压板可以控制母差装置处理合并单元采样数据。退出压板对相应的单元数据和母线差动电流计算，处理母差动保护装置合并单元不对应数据，但数据仍然需要传输到母线差动保护装置。维护相关的软压板的投退是基于软件的可靠，如果需要有明显的断口安全隔离措施，可以使用光纤进行交换，从相应的端口进行拔插，才能保证检修的绝对安全。

2.4 同源相序核对 电源相序核对如图 4 所示。对于 220 kV 单相操作的设备，可以通过电源侧 A，B，C 独立分相合闸实现一次设备的相序核对，需要对电源侧 A，B，C 相进行独立的合闸操作，再测保一体化装置的面板和监控系统画面确认电压通道模拟量是否正确。试验时，需要保证电源侧有保护运行。通过电源单相合闸试验，可以完成对相关电压等级的线路、母线和变压器间隔的相序核对。对于 YY 连接主变压器，可通过主变压器高压侧单相重合闸确定 110 kV 母线相序；对于 110 kV线路没有装设电压互感器的间隔，需要通过对侧 110 kV 电压互感器确定相位序列。切断 110 kV 线路侧电源并连接到 110 kV 电压互感器，本侧 220 kV 变压器高压侧单相重合闸，通过电压互感器检测来完成 110 kV 线路相序核对。

3 结束语

为了促进变电站发展，提高变电站的管理和维护水平，做好变电站继电保护检测和调试的工作刻不容缓，因此，我们需要对继电保护测试和智能变电站相关检测和调试技术进行不断的深入研究，从而使变电站的使用和管理达到一个更高的水平。