继电保护测试

继电保护测试（通用12篇）

继电保护测试 篇1

随着科学技术的发展, 大量新型技术应用于电力系统当中, 如微电子技术、计算机技术、通信技术等, 在继电保护装置当中应用数字式的研究也进入了人们的视野, 并且在电力系统中得到普遍应用, 在电力系统的继电保护测试系统中, 广泛应用新型继电保护装置, 从而有效降低了工人的劳动强度, 提高了工作效率, 使继电保护测试技术不断提高。

1 继电保护及其自动测试技术的概念

在电力系统中, 继电保护装置指的是:在电力系统的运行出现故障时, 如电流无故增大、电压突然降低或升高、电压相位角发生突然改变等不正常情况时, 继电保护装置会迅速作出反应, 检查各种元器件的技术参数, 并将检测到的各种数据与继电保护当中设置的各个数据进行对比, 从而断定出现故障的部位, 并对当前正在运行的电力系统性能进行鉴定, 达到保护电力系统不受损害、保护各种电力设备的目的。而继电保护测试系统主要是指:根据制订的测试数据, 试验不同继电器和其附属设备的一种设备。以前的继电保护设备大多采用移相器和升流器等一些设备来调节电压、保证电流的正常供应, 随着科学技术的发展, 在继电保护系统中出现了微机继电保护装置, 这种新型技术较传统继电保护装置技术有了很大的提高, 能够满足继电保护系统的各种测试要求, 可以有效保证电力系统的稳定运行。

2 继电保护测试技术的发展现状

在继电保护装置的发展历程中, 微机继电保护装置经历了四个时期:一单片机作智能控制器时期;二PC机作智能控制时期;三以微机基本操作系统作平台时期;四引入性能比较高的DSP和嵌入式工控机时期。随着我国经济的快速发展, 对电力系统提出了更高的要求, 促进了电力系统的发展, 大量应用各种输变电设施, 出现了形形色色的继电保护装置, 不但出现了不同种类的继电保护装置, 而且数量也迅速增加, 从而使得专业维护人员的工作量大幅增加。为了尽快改变传统继电保护装置的测试方式, 要求在继电保护装置方面尽快实现自动化测试, 研究出一种实用性强的自动测试方案, 以适应电力系统的发展要求, 要求尽快研制出可以自动完成记录工作与评估工作的智能化测试系统。

3 继电保护系统自动测试研究

在继电保护装置中实现自动测试, 主要包括下面内容:依据制订各种测试数据要求, 对继电保护装置的各种性能和整定值进行自动检测。在研制系统客户端软件时, 要根据电力系统主管部门规定的各种检验标准制订, 来保证电力系统的稳定运行, 对电力系统的监控利用PC来完成。而继电保护设备主要包括软件和硬件两种系统, 本文在这两方面研究了继电保护设备的自动测试功能。

3.1 继电保护自动测试系统的硬件组成及原理

首先观察继电保护测试系统的外观, 一般情况下运用单机箱, 可以方便移动位置。在运用微机继电保护装置时, 首先要保证硬件系统的稳定性, 才可能保证电力系统的稳定运行, 当前在电力系统具有强劲发展势头的情况下, 很多生产厂商和研制者普遍关注微机继电保护装置主板的质量, 这是由于微机继电器中的主板在运行当中具有核心作用, 主要负责采集各种数据、输入不同开关量以及输出各种数据, 主要由两部分组成, 控制系统和测试设备, 由PC机、输入开关量、模拟量输出卡、多串口通讯卡、输出卡等组成控制系统;电源附属设备、测试机箱、辅助测试系统等组成测试设备。在实际运行过程中, 主要结构方式是分布式, 将自身的工作运行分布到上位机与下位机当中, 可以迅速采集各种信号数据, 及时得到处理, 可以使系统迅速作出反应, 完成闭环测试。

由于电力系统中的继电保护系统和综合自动化系统一定会逐步加以融合, 因此要求具有更加精密的测试硬件, 以满足继电保护系统不断发展的要求, 可以使测试数据更加精密。为了保证系统稳定运行, 当前普遍应用的继电保护自动测试系统包括两套自检系统, 其中一套全部由硬件组成, 可以检查运行中的电压问题、电流问题、发热问题和信号出现异常情况。

3.2 继电保护系统自动测试软件研究

要想提高继电保护装置的质量, 不但要求具有高质量的硬件设备, 而且要求具有操作简单、功能全面的软件系统。在当前的继电保护系统中, 普遍应用Windows视窗界面, 具有多种报告功能, 主要内容包括保存数据、计算定值、自动生成各种数据报告、并迅速输出, 可以满足各种不同任务要求, 具有多方面监测的功能, 可以同时允许大量信息进出, 提高了工作效率, 使内部程序最大的发挥效能。不但具有标准测试方式, 还依据我国电力系统工作人员的实际情况, 研制出了多种适合我国电力系统稳定运行的测试模板。

在继电保护自动测试系统的发展中, 当前已经具备了较为先进的硬件系统和软件系统, 可以满足不同用户的各种需求, 具有强大的运行功能, 可以实现不同试验方法、试验参数和试验过程的控制, 促进了继电保护装置的全面发展, 改变了传统测试方式, 逐步发展成为技术较为成熟的实时测试技术, 可以提高工作效率, 保证电力系统的稳定运行。

参考文献

[1]应站煌, 建斌, 瑞东, 保恩.继电保护装置自动测试系统研究设计[J].电力系统保护与控制, 2010 (17) .

[2]高健.浅谈继电保护系统自动测试[J].无线互联科技, 2013 (02) .

[3]王雨.继电保护系统自动测试研究[J].科技风, 2011 (03) .

继电保护测试 篇2

天津电力调度通信中心李大勇

一、继电保护“四性”

1、可靠性

是继电保护最基本性能要求，通俗的讲，就是在保护范围内发生故障要可靠动作，发生区外故障要可靠不动作，也可以理解为不误动、不拒动。

2、速动性

快速切除故障，保证电力系统稳定运行（比如电流速断、差动保护、线路电流纵差保护）

3、选择性

只切除故障元件 应保证上、下级保护定值、时间配合4、灵敏性

定值保护范围 反映故障的能力 足够的灵敏度

速动性 选择性 灵敏性与整定计算有关

二、整定计算准备工作

1、具备资料

1）系统资料

 上级部门提供厂、站综合电抗（最大、最小），最高允许时限  本地区调度部门提供最大、最小运行方式、最大负荷电流 运行方式单

 一次接线图、调度批准书

 上下有配合（指分级管理范围连接部分）保护整定值情况

2）原始资料

 各种设备的技术参数（如：发电机 调相机 变压器 开关CTPT线路等）

 保护的特性与原理图或展开图 保护型号 说明书

 线路各杆塔架线方式 导线型号、截面

3）整定资料

 整定方案

 短路电流计算及画电抗图

三、参数计算

1、标么值计算

基准容量 天津地区选Sj：1000MVA

Xj=Uj

IjSj

*Ij*UjXj=Uj*Uj/Sj

Xj：基准电抗Uj：电压Ij：基准电流

电压选取：6.310.535115230kV

电流选取：91.65516.55.022.51kA

电抗选取： 0.03970.111.22513.22552.9

计算标么值=有名/基准

IjXj相电流 相电抗

Uj线电压

Ij电流源

2、各元件需要各建设单位上报的参数

 发电机、调相机：额定容量（Se）额定电压、电流

功率因数COSφ 次暂态电抗X”d

 变压器额定容量（Se）额定电流、电压比调压分头百分比短路电压Uk%(三卷变Ukgz% Ukgd% Ukzd%)

 电抗器额定容量（Se）额定电压、电流电抗Xd%

 架空线路各杆塔架线方式 导线型号、线路长度、截面电缆截面  电容器额定容量（Se）额定电压、电流 电容器内部结构 每相容量

3、元件参数计算

 发电机、调相机：X*=Xd”/100*(Sj/Se)单位一致 Se视在功率  变压器X*=U”k%/100*(Sj/Se)

三卷变 通过Ukgz% Ukgd% Ukzd%计算各侧Uk%

Ukg%=1/2(Ukgz% +Ukgd%-Ukzd%)

Ukz%=1/2(Ukgz% + Ukzd%Ukgz%)

10.66%18.72%6.57%

 架空线路 计算几何均距 通过线路截面查找每公里电抗

经验数值0.35-0.41Ω/kM

电缆一般根据型号 截面 电压查表

经验数值0.11-0.20Ω/Km

X*=X/Xj

 电抗器 X*=Xd%/100*（Ue/Ie）*(Ij/Uj)

四、短路电流计算

1、计算假设：

 所有参数均用X，当RΣ>=1/3XΣ时才计算电阻用ZΣ计算并取X1=X2;

 发电机电势取E*=1，不计

 除专用定值外,不计负荷电流影响

 不计电弧电阻和接地电阻影响

 不计非周期分量影响

2、短路计算公式

 三相短路

Id1*=E/X1*Σ 根据上面假设得出

故障点正序电流就是三相短路电流

Id1*＝Id*（3）

实用计算公式： Id（3）= Id1*×Ij =Ij/X1Σ*

Id1*―――正序电流标么值

Id*（3）――三相短路电流标么值

Id（3）――――三相短路电流有名值

 二相短路

Id1*=E/（X1*Σ+ X2*Σ）Id2*=－ Id1*

Id*（2）＝α2 Id1*+αId2*=√3 Id1*如果X1Σ= X2Σ

则Id*（2）＝√3 Id1* ＝√3 × E/（X1*Σ+ X2*Σ）＝√3/2×（E/X1*Σ）＝√3/2×Id*（3）

得出实用计算公式： Id（2）= 0.866Id（3）＝0.866 Ij/X1Σ*

Id2*―――负序电流标么值

 二相接地短路

实用计算公式：I(2)0= Ij /（X1*Σ+2 X0*Σ）

 单相接地短路

实用计算公式：I(1)0= Ij /（2X1*Σ+ X0*Σ）

五、可靠系数

继电保护技术分析 篇3

关键词：高压线路继电保护装置

0引言

输变电行业是从电能产生到使用消耗的重要的中间环节，高压线路的保护至关重要，对工农业生产、交通、运输、国防以及日常的生产生活具有非常重要的意义。国家电业部门也对高压开关柜等设备提出了严格的要求，并逐渐形成了相关的法规标准。随着计算机微型化技术的迅速发展，使小型化的微机控制系统快速成熟起来。同样，在输变电行业中，单片机控制技术具有先天优势，在控制技术或电子信号方面，可大大提高控制与保护的精度、速度、范围，而且还能与计算机联网，构成系统化管理体系和无人职守的站点，极大地降低了工作人员的劳动强度，提高了安全性。

1单片微型计算机的工作原理

单片机是将具备计算机内部各个基本功能的模块集成在单一硅片上的微型计算机，具备计算机的全部基本功能，是目前用于自动化(或智能化)控制的理想芯片，通常芯片内掩膜CPU、RAM、EPROM(或EEPROM)。

INTEL8051微处理器是该类产品的典型代表，属于8位带有256BRAM、1KBROM的单片机，并有4个并行口或多功能端口。在用于自动控制系统时，用于执行各种保护、检测、控制等功能子程序。并且一般采用外接RAM和EEPROM来存放数据和程序。外接RAM用于存放过程物理量检测值，以便于控制程序调用和工作人员查询；EEPROM用于存放各种检测、保护等功能程序和保护设定值，8255用于对并行口的扩展，来实现人机对话，进行数据更改、查询等操作，另外，还有地址译码器、地址锁存器，用于CPU对各单元芯片进行访问与联络时指定位置。

2信号输入回路

在输入回路中通常采用传感元件将强电信号转换成弱电信号，并将输入通道用光电隔离器将二者隔离，以减少系统对检测电路的影响与干扰。一般有电压量、电流量、频率量等输入，采样电路则根据这些量之间的物理联系，转化成所需要的系统电压信号、电流信号、频率信号、功率因数信号、负荷状况等表征系统运行状态的物理量。传感元件一般有电压互感器、电流互感器、零序电流互感器、频率计等。

在输入通道中，通常设置了多路模／数转换器，用于对各种不同回路的物理量进行转换与采样。如INTEL公司生产的ADC0809，就是根据积分比较原理进行转换的8位芯片，它将前方传送的数据进行转换后并保持，以便CPU进行处理。在模／数转换器与前方输入通道之间通常设置快速光隔，以最大限度地减低干扰信号的进入，并进一步抑制共模干扰信号，提高CPU系统工作可靠性与控制精度。

3控制量输出回路

控制量输出一般采用性能可靠、适合微机管理的元件或机构，如出口继电器、断路器的分闸合闸机构、脱扣器、步进电机、晶闸管等，这些元件一般受控于模拟量或开关量，CPU发出控制信号时，需要将数字量转化成模拟量或开关量，再由驱动回路将此信号进行放大，驱动执行机构动作，在对高压线路实施保护控制时一般采用的执行元件或执行机构有：出口继电器、永跳继电器、启动继电器、三相重合闸装置等。其中永跳继电器用于驱动操作回路中的防跳继电器，以作为三跳继电器拒动时的后备跳闸回路，即在CPU发出三跳命令O。25s后。故障点仍有电流时驱动此继电器，以便通过断路器的闭锁接点锁住重合装置。

为确保系统的可靠性，可由多片CPU组成不同功能的模件，在各自的CPU芯片中设有自诊断程序，通常情况下，如果模件上有硬件损坏可由模件自诊断功能检出，之后一方面直接驱动相应模件发出报警信号，另一方面通过串口向人机对话模件报告，通过驱动打印机或显示器发出关于故障点的详细信息(如故障点位置、故障类型、芯片名称等)，如果某一CPU模件的硬件在致命部位有故障，致使模件不能正常工作，即失去了自诊断与报警功能，此时可由入机对话模件通过巡检发现而告警。人机对话模件在运行状态下不断通过通讯口向其它CPU模件发出巡检令，并作出相应回答，如若不回答则先对回路复位后再次巡检，仍不应答则发出故障信息。

4装置的保护类型

4.1距离保护所谓距离保护是指相间故障、接地故障时采取的保护措施。当故障发生后，如相间短路、单相接地、缺相运行等故障，CPU首先会接到相应回路点发来的中断信号，然后根据其中所包含的故障信息作出相应的判断，并向执行部件发出动作指令。

当系统发生第一次故障时，利用电压记忆，CPU准确判断1～3段任何故障的类型和方位，在震荡闭锁期间，如再发生故障，因系统可能处于震荡状态，使测量不可靠，故对各种不对称故障均采用负序方向元件来把关，此时，震荡闭锁中的控制采用偏移进行矫正。为保障动作的可靠性，而设置此逻辑，并应具备以下条件：①敏感元件应先有信号发出；②电阻分量应变化很小：⑨以此来判定震荡是否发生。

4.2零序保护逻辑当系统出现某相接地或发生零序电流泄漏时，该逻辑中的零序保护程序作出响应。正常情况下零序保护元件发出开口三角电压UO，而软件可根据三相电压信号自产出U=Ua+Ub+Uc，若故障前发现Ua+Ub+Uc=U不成立，而u=AO，则故障仍采用U：若UO=O则采用UO。

4.3负荷控制通常在此逻辑中，根据各回路中的负荷情况，将数据进行汇总向上级电业部门进行报送，当出现电力负荷不均衡时，电力部门按照有关规定，根据负荷等级向用电部门发出指令进行统一调配，单片机在此进行数据汇总，并与上级电业管理部门进行通讯联络。

4.4三相重合闸该逻辑用于回路中突发性短时故障时，故障能在发生后自动消除情况下，若再次送电不会发生故障时能及时恢复电网供电。此类故障，如相间因细小的金属线等杂物短路，当金属线烧短后，再次送电并不影响系统正常运行。该逻辑设有突变量启动元件，该元件不动作时，重合闸的各种功能均不投入，仅保留了轻载下断路器偷跳时的重合闸功能，如偷跳时负荷电流小而不足以使启动元件启动，可部分启动重合闸，如装置内任一种保护发出跳合闸时，可由逻辑插件中的三跳固体继电器经光隔来启动重合闸插件的电流元件，切除故障时刻并开始计时，在每次重合闸后都进行一段延时，以防止多次跳合。

此外，还可设置功率因数调整、运行检测显示、表格制作、图形打印等管理功能。

5小结

对于继电保护测试发展的探讨 篇4

随着现阶段信息技术、通信技术和计算机技术的迅速发展, 各种各样新的技术流程和技术方式, 成为继电保护探究的重点模式和首要任务, 也成为继电保护装置分析和探索的要点。特别是数字化变电站技术的高速发展, 这种技术更是日益广泛地应用在当今生活中, 为继电保护的创新和发展带来了重大的改变。与现有的其他设备相比较而言系统的内容不断复杂, 可靠性的要求也不断扩大。现在的继电保护已成为集控制、通信、保护、监视等功能于一体, 同时完善了系统可靠性、时间同步等新需求。

1 创建继电保护检测分析中心

1.1 创建继电保护检测分析中心的技术要求

在当今条件下, 若想成功的建立继电保护测试分析中心, 必须要满足以下技术要求: (1) 应要具备电网系统上的动态仿真的检测平台, 能够使其模仿各种不同的运行方式和种类不同的故障。 (2) 在电网系统里继电保护的设备, 需要都是用计算机实行控制的数字保护方面的设备。 (3) 拥有能传递保护测试相关数据的网络和运输的通道。 (4) 能够使用数据的传送通道, 来把电压仿真方面的数据, 传送到计算机的保护装置中。

1.2 建立保护测试分析中心的制约因素

制约继电保护测试分析中心建立的因素有如下几点: (1) 经济因素。创建继电保护测试分析中心需要投入大量资金。 (2) 传统观念因素。传统的继电保护检测方式不易更改, 人们不愿接受新的观念和思想。 (3) 相对应的技术难点得不到解决。例如不能解决电压、电流仿真采样数据之间的时序关联。 (4) 相对应的技术条件不满足。例如保护测试数据得不到网络传送, 微机保护装置不能够实行网络数据检测。

1.3 创建继电保护检测分析中心的具体方法与措施

对于继电保护测试分析中心的构建而言, 需要建立动态仿真方面的检测平台, 其主要方式为以下几个方面。

1.3.1 软件动态仿真方法

这种方法主要是用来解决物理动态仿真费用比较高和较多的工作量的问题。所以为降低费用以及工作量, 能用软件方式来创建动态仿真检测的平台。使用软件模拟进行动态仿真计量, 能够得到电网在出现故障的情况中, 各个保护装置所安装的电流, 获得的相关数据, 以及许多展示电网系统运行情况。在电网系统中, 在其出现故障时, 可以采取各种各样的保护设备的故障录波数据来进行科学有效的比较验证与分析, 结合有关数据从而能够使软件动态仿真方法能越来越接近事实。

1.3.2 物理动态仿真方法

这种方式具体来说, 是在动态的实验室里中, 创建电网系统的有关物理模型, 能够有效的创建动态仿真的检测平台。但在电网系统方面, 其物理模型可以满足运动方式各不相同的动态仿真。又能够在物理模型之上, 来对不同点上种类不同的故障来进行动态的仿真。在实际的工作应用中, 还是可以使用三段式的电流保护。也就是说, 在第一阶段中, 进行保护的是瞬时电流快速中断, 它是一种辅助保护, 能够实现在非常短的时间内把线路首端的故障切除掉;在第二个阶段中, 进行保护的是稍带时限的电流快速中断, 它是作为首要保护而存在, 对全部的线路实施保护;在第三个阶段中, 进行保护的是定时限过电流, 作为一种后备保护, 一来可以作为下一级的线路的后备保护, 二来可以对全长的线路保护。

1.3.3 仿真数据时序的确定

由于保护检测分析中心的动态仿真检测平台产生的电压、电流仿真数据应该有严格的时序关联, 要有同步的基准点, 还要在相同的频率周期下的仿真数据采样点数始终一样。要想满足这些需求, 就需要电压、电流仿真数据在锁频、锁相的基础上同时采样获得, 传送的电压、电流仿真数据应由时间序列表示, 在不同采样点上获得的相同时间序列。仿真数据是同一时间的采样值, 在同一采样点上获取的不同时间序列仿真数据具有严格的相位关系。依据收到的电压、电流仿真数据时间序列, 各微机保护装置就能进行行为测试或动作测试。

2 继电保护检测数据的传送

为了能够将保护检测数据在保护检测现场微机保护装置与分析中心之间安全传送, 建设用于传送保护检测数据网络是必需的。在网络的创建过程中, 要注意以下几个方面:

数据网络的可靠度;数据网络建设是否经济;数据网络的技术是否先进;数据网络的成熟度。综上的各种因素, 单独为传送保护检测数据创建一个数据网络明显是不能实施的, 但是利用电网系统的数据网络来传送保护检测数据是现实和可行的。目前电网系统中应用最为成熟的数据网络是电力调度自动化系统网络。下面将简要介绍使用调度自动化系统网络来传送保护检测数据的方法。

3 利用调度自动化系统数据网络的技术要求

使用调度自动化系统数据网络来传送保护检测数据, 在不影响调度自动化系统网络安全性和可靠性的情况下, 对调度自动化系统数据网络提出以下的技术要求。

3.1 应用层协议的技术要求

调度自动化系统数据网络需使用面向对象方式的应用层协议, 不应该使用面向功能方式的应用层协议。对面向功能方式的应用层协议, 协议的构造是根据功能代码, 并且随着功能代码的更改而更改。协议构造确定后, 一旦需增加功能代码, 则只能更改协议构造, 重新对协议构造进行编程。这种工作极其复杂, 需要生产厂家的支持, 所以实现过程十分艰难。而面向对象方式的应用层协议, 协议构造是根据对象定义构造, 其对象定义构造是规范的, 所以协议的构造是不会改变的。协议的内容可由对象定义方法生成, 生成的协议内容不会影响到协议的构造, 所以这种方法适合保护检测数据的传送。

3.2 保护测试数据通信处理机的技术要求

保护检测数据要使用面向连接传送, 通信连接的工作可以由通信处理机来完成。使用连接方式传送保护检测数据后, 保护检测分析中心将不会关注现场微机保护装置的物理地址, 只要关注现场微机保护装置的逻辑地址即可。因为通信连接的工作由通信处理机来实现, 因此通信处理机要有从逻辑地址到物理地址的地址分析能力, 或者从物理地址到逻辑地址的地址映射能力。通信处理机还应该有数据网络通信的一切功能, 可以使用牌总线、以太网、FDDI等通信方式。考虑电力系统以后共享数据网络的情况增加, 电力公司已经开始创建三级骨干数据网, 用来满足电力系统发展的共享数据网络需求。在电力系统三级骨干数据网建成以后, 实现继电保护远方检测将会变得更加方便容易。

4 结束语

由于现阶段新产品和科学技术的不断发展, 多种技术的引入对继电保护检测带来了新的挑战, 从事检测和标准化经验的基础上, 及时根据市场的需要和改变, 制定相应的检测方法标准和规范是十分重要的, 对继电保护产品质量保证将起到非常重要作用。

参考文献

[1]王为.继电保护测试发展方向的思考[J].科技专论, 2012, 42 (11) :35-37.

[2]姚致清.继电保护测试发展方向的思考[J].继电器, 2008, 36 (11) :76-84.

电力继电保护1 篇5

交卷时间：2016-03-01 18:16:59

一、单选题

1.(5分)

YΔ—11接线的变压器差动保护的稳态不平衡电流采取措施完全被消除的是（）

    A.有载调分接头

B.YΔ—11接线的变压器两侧电流的相位不一致 C.两侧电流互感器的计算变比与实际变比不一致 D.电流互感器的误差

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

2.(5分)

相差高频保护出现相继动作是因为（）

   A.区内单相短路，当被保护线路长度大于175km B.区内两相短路，当被保护线路长度大于175km C.电力系统振荡  D.区内三相短路，当被保护线路长度大于175km

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

3.(5分)

方向阻抗继电器的α值为（）

    A.α=0 B.α=0.1 C.α=1 D.α=∞

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

4.(5分)

距离保护中阻抗继电器需要采用记忆电压和第三相电压的继电器为（）

  A.全阻抗继电器 B.偏移特性阻抗继电器   C.方向阻抗继电器 D.多边形特性阻抗继电器

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

5.(5分)

用标幺值制计算电力系统电路电流，系统的电压级为

.容量基值选（）

   

。电压的基值为 A.110kV B.220kV

C.各电压级的平均额定电压 D.10kV

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

6.(5分)

自动重合闸的后加速是（）    A.加速高频保护

B.继电保护动作后加速Ⅲ段 C.继电保护动作前加速Ⅲ段 D.继电保护动作后加速Ⅰ段

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

7.(5分)

单相接地短路，若，当时，接地点的零序电压为（）

 A.B.

 C. D.纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

8.(5分)

高频阻波器的作用（）

    A.制短路电流

B.阻止高频电流向变电站母线分流 C.消减高频电流 D.补偿接地电流

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

9.(5分)

零序方向电流三段保护有死区。（）

  A.正确 B.错误

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

10.(5分)变压器差动保护中采用BCH－2型差动继电器，两侧电流互感器的计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流由（）来减小。

    A.平衡线圈 B.差动线圈 C.制动线圈 D.短路线圈

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

11.(5分)

零序功率方向继电器的死区和反应零序功率的方向为（）

    A.零序功率的方向为正零序功率 B.零序功率的方向为负零序功率 C.零序功率方向继电器无死区 D.零序功率方向继电器有死区

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护 12.(5分)

功率方向继电器采用 

接线是为了（）短路没有死区

A.B.都无死区 C.D. 

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

13.(5分)

发电机相间金属性短路时，短路电流（）

    A.机端短路电流最大 B.机端短路电流最小 C.中性点短路电流最小 D.中性点短路电流最大

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

二、多选题

1.(5分)

种发电机那些保护有死区（）

    A.发电机的横差保护 B.发电机的纵差保护 C.发电机的失磁保护 D.发电机定子100%接地保护

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

2.(5分)

一台三相变压器，容量S=100kVA、额定电压10kV/0.4kV.。估算原、副边的额定电流（）

 A.   B.C.D.纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

3.(5分)

一般三段式保护它们的保护特性为（）

    A.Ⅰ段保护线路全长 B.Ⅱ段保护线路全长 C.Ⅲ段保护到下一线路全长 D.每段不确定

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

4.(5分)

阻抗继电器相电压接线能正确反应（）  A.B.所有短路 C.D. 

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

5.(5分)

YΔ—11接线的变压器差动保护两侧电流互感器的接线应为（）

    A.YΔ—

11、YY－6 B.YΔ—

11、YY－12 C.YΔ—

5、YY－6 D.YΔ—

5、YY－12

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

6.(5分)电流三段电流互感器的接线为（）

    A.Ⅲ段采用两相两继电器式接线 B.Ⅲ段采用两相两继电器式接线 C.Ⅰ，Ⅱ段采用两相两继电器式接线 D.Ⅰ，Ⅱ段采用两相两继电器式接线

纠错

得分： 5 知识点： 电力系统继电保护

7.(5分)

阻抗继电器采用相电压 

接线能正确反应（）

A.B.所有短路 C.D. 

纠错

广域继电保护系统研究 篇6

关键词：电力系统；广域继电保护系统；研究

中图分类号： TM771 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）14-152-2

0 引言

针对电力系统来说，继电保护系统是其中非常重要的预防危险和问题的防线。电力系统要是发生故障和问题的话，继电保护系统能够在第一时间做出反应，对电力系统进行非常高效的保护，进而确保电力系统的正常工作和运行不会受到影响。如果继电保护系统没有在第一时间做出保护动作的话，就有可能会出现非常严重的事故，造成国家的经济损失，甚至是人员伤亡。能够造成电网系统大范围故障的原因非常多，但是因为保护动作出现失误、没做出保护动作和电网大范围潮流转移过程中出现的保护连锁动作，能够将小事故在很大的程度上扩大，进而造成大范围停电事故产生。本篇文章针对电力系统中的广域继电保护系统进行研究和分析，并加以阐述，希望会对广域继电保护系统的发展和进步有所帮助。

1 潮流转移识别

1.1 输电断面有功安全性保护算法

按照实际的网络拓扑结构和潮流分布对系统的状态图进行良好的构建，之后使用有向图的邻接矩阵以及路径矩阵对电网中的并行输电断面进行找出。这种方式能够对过去的方式进行改变和完善，并在进行紧急控制的过程预留了非常富裕的时间。在输电断面明确以后，迅速对单一支路断开时进行极短，之后对其他输电断面中的支路进行并行，这种方法也存在一定的缺点，那就是因为对基态潮流的影响进行了忽略，进而造成比较大的误差值产生。线路相关集就是说在单条支路断开之后，和断开线路两端有关联，而且还会受到非常大的潮流影响的线路集合。运用决策树理论对线路相

关集进行找出，并对故障线路断开之后的潮流转移进行估

计[1]。

1.2 基于潮流转移因子的过负荷保护算法

有关资料引入用支路电流关系表达的潮流转移因子（FTRF）概念，将潮流转移因子矩阵利用离线计算形成。在单一支路断开的时候，通过潮流转移因子矩阵中和这个断开的单一支路对应的列元素估算出其他线路的电流量，并对估计值和实际值进行对比，进而就能够判断出其中是否发生了潮流转移现象。对潮流转移的虚拟折返过程对系统中多条支路连锁除去时转移因子的快速算法进行了构建，这样就能够防止对潮流转移因子矩阵进行反复的更改。同时，也针对支路上的电流量进行了更正[2]。

1.3 研究的难点和建议

利用仿真实验，对结果进行分析我们能够知道，上述潮流转移识别算法的运算时间都符合紧急控制的时间需求。但是因为在支路除去的时候，系统中的发电机等中的电流量是随时变化的，而且有些非线性元件也在电力系统的应用非常普遍，这样就不能够确保在进行支路去除时，其中的部件的关系都是线性的，就是说，在进行计算的过程中有可能会存在一定的偏差。所以，潮流转移识别算法在计算精度上必须要进行完善。

2 基于故障元件识别的广域后备保护

2.1 广域方向比较纵联保护

相关人员将区域调度中心当作后备保护系统中心，并对该区域范围内部的多个变电站线路保护装置的方向判别信息进行了良好的调查，并对故障方向关联矩阵进行了监理，进而能够对故障或问题进行非常快速的判断，同时进行保护动作。网络仿真软件（NS2）的仿真结果显示出主站到子站的端对端通信时长是4.6ms，这个数值符合广域后备保护的通信需求[3]。

2.2 广域电流差动保护

有关资料中针对在分布式结构的广域电流差动保护算法的前提下，建立了图论方法的专家系统，按照相关设施的数据参数和实际结构，对设施的主要和后备保护区进行明确。将一个区域内的保护装置能够完成良好的通信，就能够完成差动保护。同时，按照其内部结构的变化规律，进行自适应调整。有些学者在上述基础上将预测和修正自愈策略的保护Agent承担通信以及协调性能进行了有效的接入。通过仿真实验，其结果显示其在出现电网连锁故障的时候，其对比过流保护有着更好的动作特点[4]。

2.3 广域信息容错性算法

针对广域信息容错性算法进行分析和研究，就是在集中决策系统了解是什么样的信息错误的前提下，没有对信息的准确性进行考究。因此，对于这种问题来说，有关学者提出了遗传算法和故障问题的识别原理，利用各种函数的交叉计算，进而得出信息的准确度。通过仿真实验得到的结果显示出，在5/32的信息畸变率下进行保护动作的时候是能够对相关信息进行非常精准的判断和识别的。除此之外，还能够通过对状态进行估计，对相关信息进行判断和识别，并运用递归量测误差估计辨识法对不正确的信息进行找出，这种方法有着更好的实用性。

2.4 研究的难点和建议

针对保护系统的结构而言，区域集中式、变电站集中式以及分布式结构的广域继电保护系统都有优点和缺点，区域集中式和变电站集中式结构系统的资金投入量非常少，其中集成的信息总量也非常大，这种情况就能够使其做出的保护动作更多，但是其中也有着决策中心依赖的程度非常高的缺点。分布式结构的保护系统通信量非常少，而且其中的算法也非常简便，可靠性非常强，但是其中也有着IED性能的要求很高，在实际工作中进行运用的难度非常大的缺点。所以，怎样才能够按照电力系统的实际状况，对非常适用的结构系统还需要进一步研究。根据广域后备保护系统中的算法来看，运用方向对比纵联保护的最大优点就是对GPS同步对时的要求比较低，但是怎样才能够提高逻辑量输出的准确性和传统纵联方向保护中的问题还需要进一步的研究。比如说，区内或区外单相接地故障转区外或区内异名相单相/两相接地故障的时候，方向元件出现拒保护动作。线路非全相运行，负/零序方向元件退出之后，发生故障或问题的时候保护拒绝发生动作。在环网中的功率分点故障，线路两侧不同方向元件有可能会被一同判断为正向，进而致使保护出现错误动作等。应用广域电流差动保护就能够防止这些问题的产生[5]。

3 结语

综上所述，我们能够知道，电力系统在发生故障和问题的第一道保护防线就是继电保护系统，继电保护系统能够在电力系统出现故障或问题的时候，及时做出保护动作，进而使电力系统能够正常运行，并且还能够避免故障或问题进一步扩大，导致出现电力系统瘫痪，出现大范围停电现象。如果继电保护系统存在误判断、拒保护等问题，就会造成严重的事故。因此，上文针对广域继电保护系统进行的具体的分析和研究，在当今时代下，广域继电保护系统的发展非常迅速，而且其随着电力系统的发展而进步，相关人员也在对其进行更加深入的研究，相信在未来的某一天，广域继电保护系统的作用会更大，促使电力系统在工作和运行的过程中更加安全可靠，进而使我国的社会发展和经济建设都能够进一步提高。

参 考 文 献

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[3] 丛伟，潘贞存，丁磊，等.满足“三道防线”要求的广域保护系统及其在电力系统中的应用[J].电网技术，2014，28（18）：29-33.

[4] 张保会.加强继电保护与紧急控制系统的研究提高互联电网安全防御能力[J].中国电机工程学报，2014，24（07）：101-106.

继电保护自动测试接口设计及应用 篇7

自动测试系统的测试项目以保护的逻辑测试为核心, 逻辑测试需要驱动测试仪按照测试需求向保护输出序列化的电压电流, 并根据保护的相关开出接点记录保护的反应, 从而完成保护的逻辑功能测试。由此可以看出, 继电保护自动测试标准接口的设计包括两个方面的内容:标准化的继电保护测试功能数据, 标准化的测试仪控制。

目前的自动测试系统开发模式基本上还是以各测试仪生产厂家自行开发为主。各厂家开发自动测试时基本上都是采用自定义的测试参数, 并且只针对本厂家的测试仪提供控制接口, 在系统设计时没有从架构上考虑对别的厂家测试仪器的兼容性, 不仅限制了自动测试用户对于测试仪的自主选择权, 也给自动测试系统的使用和推广带来了诸多不便。

本文通过对继电保护装置 (如:距离保护、零序保护、差动保护等) 逻辑测试功能的研究, 抽象其功能测试, 提出了一套标准化的继电保护测试项目和数据接口, 并以此为基础, 通过对各测试仪生产厂家测试过程的分析比对, 求同存异, 设计出一套通用的继电保护测试仪控制接口, 从而实现了继电保护测试仪的标准化控制。

2 标准化的继电保护测试功能数据接口

目前继电保护装置主要包括线路保护、变压器保护、母线保护、发变组保护、发电机保护、断路器保护等。综合分析各类型保护的逻辑功能, 基本上可以归结为以下几大类:

(1) 采样值测试

(2) 电流型保护功能, 如过流、零序过流、负序过流, 过负荷等;

(3) 电压型保护功能, 如过压、欠压、过激磁等;

(4) 阻抗型保护功能, 如距离保护、阻抗保护、工频变化量保护等;

(5) 差动型保护功能, 如变压器差动、母线差动、线路差动等;

对于不同类型的保护, 保护逻辑的工作原理决定了其对应的测试方法, 包括测试需要提供的数据、测试后应记录的结果数据。以“距离保护”为例, 距离保护的工作原理为“三相系统发生短路故障时, 保护通过测量保护安装处的三相电压、电流, 计算故障点到保护安装处的正序阻抗, 从而判断短路点位置是否处于保护范围之内, 确定动作与否”。由此可知, 距离保护定值校验时需要提供短路点的位置信息, 即短路点距离保护安装处的短路阻抗 (包括幅值和角度) , 同时测试过程需要测试仪模拟三相系统的短路故障, 所以还必须提供相应的短路计算参数, 包括故障类型、故障方向、短路电流, 等等。距离保护的动作逻辑结果为在规定的时间范围内跳开断路器的ABC相接点, 所以测试结果数据表现现为A、B、C相跳闸时间。

基于以上方法, 本文通过对以上各类常见的保护逻辑测试功能测试过程的研究, 抽象其功能测试, 设计了一套标准化的继电保护测试功能数据接口。每一种测试功能数据接口包括三部分, 分别为测试项目标识、测试数据、结果数据, 采用XML标准格式表示。仍然以“距离保护”为例, 其标准化的测试功能数据接口描述如下图所示, 左侧为树状结构描述, 右侧为XML描述, 其中clsid部分为测试项目标识, params部分为测试数据, result部分为结果数据。如图1所示。

3 标准化的继电保护测试仪控制接口

自动测试系统要完成保护的逻辑测试, 必须通过与测试仪器的数据交互, 控制测试仪实现电压电流输出, 记录保护接点反馈信息, 从而完成保护逻辑功能的测试。各继电保护测试仪生产厂家的软件互不相同, 因此需要进行抽象分析, 提取其中的共性, 同时结合标准化的继电保护测试功能数据接口, 设计出一套测试仪控制的通用接口, 从而实现继电保护测试仪的控制标准化。

3.1 测试仪控制接口设计

通过对各厂家测试仪软件对测试仪控制过程的分析, 总结得出以下几个共同的控制操作点:

(1) 测试仪连接:通过接口 (网口) 与PC机通讯;

(2) 测试参数下载;

(3) 测试执行;

(4) 测试结果获取;

由此可以根据以上共同的操作定义一组通用的测试仪控制接口, 包括测试仪连接、启动测试、停止测试、开出量发送、开入量状态读取等等。其中“测试参数下载”和“测试结果获取”两个操作需要提供相关数据, 这一部分的数据已经通过前面标准化的继电保护测试功能数据接口描述来加以定义。测试仪的控制接口包括下行消息和上行事件两部分, 具体定义如下面所示:

3.1.1 下行消息定义

如表1所示。

3.1.2 上行事件定义

如表2所示。

3.2 通用控制接口的实现方式

自动测试的测试仪控制接口实现包括“客户端”和“服务器端”两部分。

客户端由自动测试系统通过“自动测试服务进程”的方式实现, 包括发送下行消息、接收测试仪的上行反馈信息, 包括开入接点的变位、测试结果等事件。

服务器端由具体的测试仪生产厂家提供实现, 用于完成测试仪控制接口的具体功能, 包括下行消息的处理、上行事件的发送等等。

客户端和服务器端之间采用TCP协议进行数据传输, 数据格式定义为XML格式, 服务器端的端口固定为TCP 4566。

3.2.1 客户端和服务器端之间的通讯数据结构定义

如表3所示。

3.2.2 客户端和服务器端之间的通讯数据编码方式定义

4 应用举例

按照本文提出的标准化的测试功能数据接口以及标准化的测试仪接口控制设计, 针对广东昂立电气自动化有限公司的三种不同的测试仪型号, 包括A/AD系列传统测试仪、F系列光数字化测试仪、B系列数模一体化测试仪, 进行了实现和验证, TCP实现过程如表4所示。

5 结论

本文结合继电保护自动测试的需求, 通过对继电保护装置逻辑测试功能的抽象, 提出了一套标准化的继电保护测试功能数据接口, 并以此为基础, 设计出一种基于XML的通用的继电保护自动测试接口, 从而实现了继电保护测试仪的标准化控制。通过在广东昂立电气自动化有限公司三种不同的测试仪型号的实现和验证, 证明了该接口的通用性和可行性, 可以进一步推广应用到其他厂家的测试仪, 从而实现自动测试系统对多种继电保护测试仪的兼容性。

摘要：本文结合继电保护自动测试的需求, 针对测试系统中的保护逻辑测试和继电保护测试仪控制进行了标准化设计, 提出了一种基于XML的通用的继电保护自动测试接口, 并以此为基础, 在广东昂立电气自动化有限公司的三种不同的测试仪型号上进行了实现和验证, 证明了该接口的通用性和可行性, 可以进一步推广应用到其他厂家的测试仪, 从而实现自动测试系统对多种继电保护测试仪的兼容性。

关键词：继电保护,自动测试,测试仪驱动保护,逻辑测试

参考文献

[1]陈泾生, 陈久林, 郑海雁, 等.继电保护检验标准化作业专家系统的研发和应用实践[J].电力系统自动化, 2009, 33 (16) :108-111.

[2]赖擎, 华建卫, 吕云, 等.通用继电保护自动测试系统软件的研究[J].电力系统保护与控制, 2010, 38 (3) :90-94.

继电保护测试 篇8

继电保护及自动装置是电力系统的重要组成部分。对保证电力系统的安全经济运行,防止事故发生和扩大起到关键性的决定作用。由于电力系统的特殊性,电气故障的发生是不可避免的。一旦发生局部电网和设备事故而得不到有效控制,就会造成对电网稳定的破坏和大面积停电事故。现代化大电网对继电保护的依赖性更强,对其动作正确率的要求更高,也造成了对继电保护装置的测试要求越来越高。

各大继电保护的厂家对保护装置的测试也非常重视,基本上采用的都是黑盒测试的方法,通过测试人员和工程人员采用商用测试仪进行加量进行闭环的保护功能测试,这种测试方式虽然能检查出一部分系统的漏洞,但是远远达不到对于可靠性要求极高的继电保护装置的测试要求。并且数字化的测试依赖于外部的数字化测试仪[1]。这种测试方法的不足体系在以下几点:

1)无法进行软件平台的各模块代码覆盖率测试。

2)无法进行系统的自动回归测试。

3)无法进行自动测试用例管理,测试质量由测试人员的专业素质决定,而不是由各测试和开发人员的测试积累组成。

4)无法规范地进行测试报告记录,不能详细记录研发人员关心的测试量信息。

5)商用测试仪不能与保护装置进行交互。

鉴于传统测试的上述问题,设计了一种满足研发人员、生成人员以及工程人员使用的统一测试体系,该测试体系包括上位机、测试仪和被测装置,覆盖了研发阶段和单板测试阶段以及整机测试各阶段。

最近两年,也有一些装置厂家[2,3,4]也通过自主研发开发一套适合自身产品的自动测试系统,但是目前这些测试也集中在保护功能的闭合测试上,没有考虑装置中平台部分的功能隐蔽性,一般功能测试很难系统地对其进行逻辑测试。本文将重点介绍自动测试系统中的白盒测试实现方法。

1 系统结构

保护装置的软硬件体系结构图如图1所示。

测试主机的功能分成两个部分,离线功能包括完成测试用例的编写、测试用例的管理、测试用例程序编译等离线功能。在线功能包括测试用例下载,测试参数下载,测试命令发送和测试报告生成等。

平台系统软件包含下面模块:任务调度、系统监视、对时、异常处理、调试及下载模块。平台管理通信模块包括:MANAGER管理、事件录波、IEC103模块、IEC61850模块;LCD模块;PRINT模块。平台装置的板卡通常由三大部分组成:管理CPU板、计算处理CPU/DSP板和I/O板。

测试主机通过以太网采用内部通信的协议与调试代理插件相连,调试代理驻留在PPC插件上,内部通信协议具有下载文件、调试变量、修改变量等功能。整个测试过程的上位机与装置的交互都是以该协议为基础。

自动测试系统和平台设计同时进行,完成对平台的软件模块和通信管理模块的自动测试,并将测试结果直观地反映到测试终端。

2 白盒测试架构

白盒测试时需要保护装置运行一个测试支撑系统,白盒测试包括测试装置中所有智能插件上的程序,尤其是平台系统软件程序,这部分程序在整组的功能测试实验(黑盒测试)中不是测试重点,所以需要通过周密的白盒测试来覆盖测试路径。测试支撑系统运行在Manager插件上。

目标板上的测试支撑模块包括测试用例运行管理、PC通信管理、测试运行信息采集及管理、系统信息处理、信息上送等模块。测试用例运行管理是运行在目标板上与PC机同步执行同一测试用例的管理程序;PC通信管理是与PC机通信,接收PC下发的参数信息,下载的程序信息、启停测试用例命令和测试数据上送等功能;测试运行信息采集及管理是指采集某一个测试用例执行后的一些变量数据信息,组织成特定的数据报文;系统信息处理是目标板上的其他应用模块,当这一测试用例运行时其他应用模块的数据信息采集(例如SOE事件测试用例会收集103模块的报文信息);信息上送是通过组织报文发送到PC机,由PC机进行结果比对。

运行在Manager插件上的测试用例的测试流程如图2所示。

第一步:PC测试主机下载ppc测试用例可执行程序out到目标板上。

第二步:PC测试主机发送启动测试命令到测试代理。

第三步:测试代理装载测试用例程序。

第四步:PC测试主机启动主机上运行的相应测试dll。

第五步:目标板上测试用例测试过程中,与PC机上对应的比对dll进行参数以及测试结果交换。

第六步:PC机对结果进行比对,形成测试报告。

运行在其他智能IO上的测试用例框架结构如图3所示。

测试用例运行在从板上时,测试用例目标文件首先下载到Manager系统中,重新上电后加载到从板中运行。MANAGER负责与从板系统的信息交互。

平台模块在设计时,设计了测试代理程序的接口,确保测试代理程序可以通过该接口进行功能测试和性能评估。该代理程序通过平台的测试接口,实现对平台代码的测试,并通过网络通信将测试结果上送给测试终端。同时通过网络接收测试终端的测试用例,并根据给定的测试用例进行相关测试。

运行在装置中的每个模块在设计初期即考虑了测试方案,通过自动测试系统可确保测试的代码覆率达到90%以上。有效的压力测试可以发现并解决平台的隐藏问题,为平台的可靠性及稳定性提供了保证。

3 测试框架实现

测试系统上位机的主要功能有:测试用例管理,测试用例的执行流程、测试结果比对和测试报告生成四个模块。

3.1 测试用例管理

测试用例管理包括:1)对测试时所需要的源代码的管理,需要链接的库和obj文件的管理;2)生成hex文件;3)界面模板tpl文件;4)测试用例tpl文件的管理。

保护装置的测试打桩程序以源程序的形式保存在上位机中,当用户选择某个测试用例时,需要编译对应的c文件和链接相应的库,生成obj文件,一组测试用例生成一个.out或者一个hex执行文件下载到目标板中。考虑到目标系统的空间大小,一次全测试过程可以生成多个hex文件,在测试过程中分别下载。

下位机上执行的每一种类型的测试用例需要在上位机中配置一个解析该测试用例的比对程序,比对程序以dll的形式驻留在上位机中,当上位机启动下位机某一个测试用例的同时,需要装载相对应的比对dll。该比对dll负责与下位机测试用例进行交互,得到测试结果返回给上位机测试报告模块,统一形成测试报告。

一个hex文件中包含了多个测试用例,测试用例的启动是通过上位机来启动的,上位机告诉下位机现在执行某个测试用例,这样保证了上位机测试比对程序与下位机测试用例的一致性。当用例配置完成后,根据所配置的测试用例和测试用例的执行顺序生成测试用例入口源程序,并链接测试函数和系统库函数,生成hex文件。

例如:在***.tpl文件中,配置了测量量、CAN网、和事件3个测试点,测量并配置了刷新测试项和置值测试项,且3个测试点均在DSP板上运行。生成的init.c源代码为

该测试用例入口函数由上位机生成,上位机通过内部调试协议修改下位机变量testcase来控制测试用例的启动,通过修改参数变量的值,来传递函数的参数。当生成源码后,需要在makefile中添加链接init.o、以及各测试函数所在的.o文件,生成一个hex文件。

界面模板的tpl管理是指为了实现参数配置,界面风格是通过用户根据测试项自定义的,本测试框架程序提供了一套可视化界面配置前端程序提供给用户配置自定义的参数界面,配置后生成tpl文件,由测试工具解析显示相应的界面。

3.2 测试流程管理

流程控制功能包括以下两个方面。

1)流程控制的配置

执行顺序表示测试项的顺序执行顺序。

异常控制表示该测试项如果不正确执行,是继续执行、退出执行或者跳转执行。

表示该测试项测试前是否具有初始化操作、测试完成后是否需要复位操作、断开连接并重建连接操作,是否具有重新下载程序等操作。这些流程控制的配置信息在配置完成后都是以模板配置的形式保存在PC上位机中。

2)流程的自动控制

配置完测试用例的执行顺序后,系统根据配置信息,进行自动执行。

3.3 测试结果的比对

测试结果的回送通过两种方式:通过通信端口报文回送到PC机进行回读判断,通过PC机读取变量的形式读测试结果。

测试结果比对由测试用例对应的dll完成,将测试结果的详细信息送到测试报告模块。

3.4 测试报告生成

在测试过程中,对于每个测试项会有一个简单的结论,在测试完成后,生成一个详细的测试报告。测试报告中的详细信息,需要在测试比较模块主动向测试报告的数据结构输入,生成测试用例时,按照一定的格式,生成测试报告。

测试报告格式如表1所示。

4 CAN网测试举例

上文大篇幅地阐述了白盒测试的实现方法,如何通过白盒测试体系架构来实现测试覆盖率,进行各种边缘测试、压力测试以及负荷测试等具体功能及性能测试则依赖于测试用例的编写以及实现上。

下面以CAN网测试为例,进行网络压力测试、CPU负荷测试、疲劳测试及持久性测试。测试平台的基本架构如图4所示。

CAN1驱动模块测试的单次测试过程为

1)PC机通过调试变量下装参数/控制命令到PPC板和GOOSE板;

2)PPC板或GOOSE板读取到控制命令后,启动[CAN1测试程序];

3)在[CAN1测试程序]的执行过程中,PPC板或GOOSE板向CAN1网发、收数据;

4)PPC或GOOSE板将[CAN1测试程序]的执行结果通过调试变量返回到PC机;

5)PC机利用返回的调试变量值验证测试结果。

在测试用例中对CAN网收发程序的语句进行静态分析,对条件判断等逻辑分支进行测试覆盖,在一次测试用例中发送双方发送各种异常/正确报文,使测试能够覆盖CAN网模块的所有语句。

连续进行多次CAN网测试,从每秒1 000帧连续发送10 s到每秒10 000帧连续发送10 s进行递增,对每次测试过程中,通过装置中变量来记录测试的信息,然后将这些测试过程信息上送到PC机,由PC机得出CAN网的稳定性能时负荷值等重要参数。

5 结论

在ARP保护装置系统中设计了一整体测试系统,不仅包括白盒测试来测试系统程序或者应用程序,还包括整机测试和整屏系统。整机和整屏系统是闭环的功能测试系统,但都融于本文介绍的这套测试体系框架之内。这套测试系统为装置的出厂测试、现场测试提供了很大的便利。

参考文献

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继电保护测试系统组态软件的应用 篇9

继电保护测试装置是在运行前和检修期间对继电保护装置进行检查的重要设备,它对尽早检测出保护装置的故障、保证电力系统安全稳定地运行有着重要的意义。虽然继电保护测试软件如今已达到实用水平,但是软件在体系结构和设计思想上还存在许多不足:(1)软件对应用环境的适用性差,代码在不同应用环境间很难共享;(2)在软件交付前,客户很难清楚完整的需求。

近年来出现了基于组件的继电保护测试软件平台的设计思想,此种设计将多态和程控源,两种基本测试类型封装成组件,其它测试类型通过调用该组件来完成测试。虽然此种方法便于维护,但它不能完全覆盖所有测试类型。

本文所提出的继电保护测试的组态软件,就是将组态思想、组件技术及软件平台相结合,运用到继电保护测试软件框架的设计中。

组态的概念是使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置,达到使计算机或软件按预先设置,自动执行任务,满足使用者要求的目的[1]。组态软件是一种控制系统开发工具,用户只需要根据应用对象和控制任务的要求,利用组态软件提供的工具,通过简单形象的组态工作,就可以得到所需的软件功能。它为用户提供一种界面操作简便直观、直接面向最终用户、包含大量系统和可复用软件构件的组态工具软件,使不熟悉软件开发过程却了解业务流程的技服人员(或用户),无需代码编程,直接使用该工具软件,通过对功能构件的组装集成来实现应用系统。这种继电保护测试软件以功能组态的方式实现目标应用系统,是一个支持构件复用的集成开发支撑环境。

1 组态软件的特点

(1)实时多任务[2]

实时多任务性是工控组态软件的重要特点。在实际工业控制中,同一台计算机往往需要同时进行实时数据的采集、处理、存储、检索、管理、输出,算法的调用,实现图形、图表的显示,报警输出,实时通信等多个任务。

(2)接口开放

在实际应用中,用户可以很方便地用VB或VC++等编程工具自行编制或定制所需的设备构件,装入设备工具箱,不断充实设备工具箱。

(3)系统安全

工控组态软件提供了一套完善的安全机制。用户能够自由组态控制菜单、按钮和退出系统的操作权限,只允许有操作权限的操作员对某些功能进行操作。

(4)系统组态灵活,通用性强

在系统配置方面,本平台系统都采用组态方式,大大的提高了系统的通用性。

2 继电保护测试装置工作原理

继电保护测试系统一般由上位机和下位机构成。上层由PC机进行控制和管理,通过串口或USB口与下位机通信,传送控制命令、数据以及测试仪的反馈信息。下位机由DSP根据上位机的指令进行实时运算,其产生的数值信号经D/A转换和功率放大后输出四路电压和三路电流到被测保护装置。同时将保护的动作状态、测试仪的运行情况以及电压电流输出端口的采样值传回给PC机,以实现继电保护的测试。继电保护测试软件控制继电保护装置发送模拟量来完成测试,通过控制模拟量的变化可以实现各种不同故障模型,达到对多种保护进行测试的目的,并将结果以报告或图表方式打印。

3 基于组态平台的设计

3.1 软件系统的逻辑模型

用户在组态平台上完成各种组态操作,在生成并启动系统后,下位机便充当现场站,不断地实时采集、整理数据,并激活通讯系统将实时数据传送给上位机。上位机一方面实现实时数据处理,将求解的控制结果实时送往下位机;另一方面也可将这些数据以各种图表的形式直观地显示给用户[3]。当生成、运行测试过程时,系统一方面充当仿真终端,不断地在后台实时采集、整理数据,另一方面在前台实时地实现监控功能。

由于不同厂家的继电保护设备的接口驱动程序不同,系统设计时定义了各类I/O接口交换数据的标准缓冲区,只要不同类型的I/O接口的驱动程序加载至组态系统时,按定义好的数据缓冲区存放数据就可与组态系统联接。其系统的逻辑模型如图1所示。

3.2 组态软件的框架设计

组态平台采用三层体系结构,基于组态的三层分布式应用体系结构适合于业务逻辑经常变化的大型应用系统的开发。在这种三层式模型中,应用层、事务层和数据存储层[4]在逻辑上都是彼此分离的,如图2所示。各层功能说明如下:

(1)应用层(编辑测试界面)主要负责与测试用户进行交互。当用户提出具体的测试要求时,组态工程师就调用组态工具编辑测试界面,确定测试流程,同时会向中间组件层发出调用对应组件的请求。应用层将具体的测试要求(数据)下发给中间组件,并接收中间组件反馈回来的测试结果信息。

(2)中间组件层(事务层)由具体的测试组件构成。当用户确定测试流程后,会下发调用组件请求,中间组件层积极响应这一请求,安排所要求的组件用于支撑整个测试流程。主要负责响应上层所下发的测试要求,通过COM通讯[5]与应用层建立连接,它与应用层是相对独立的。当应用层提出一个测试请求时,中间组件层获取上层测试数据,并对获得的数据实施相应的处理,将处理后的数据下发给测试仪,测试仪将测试结果反馈回来,最终反馈给应用层。

(3)数据存储层是整个应用程序的数据源,负责维护、更新和管理数据。主要是对输入电流、电压、开入量和开出量等继电保护测试元素以及输出结果进行存储,以便对系统进行实时的数据更新。一般使用数据库来进行数据的管理。

3.3 组态系统的结构设计

从总体结构上讲,组态软件一般都是由系统开发环境(或称组态环境)和系统运行环境两大部分构成[2]。

系统开发环境是组态工程师为实施其设计方案,在组态软件的支持下进行应用程序的系统生成工作所必须依赖的工作环境,通过建立一系列用户数据文件,生成最终的图形目标应用系统,既组态结果,供系统运行环境运行时使用。系统运行环境将目标应用程序装入计算机内存并投入实时运行。系统运行环境根据测试画面上图元的动画连接实时更新图形画面,将现场测试运行状况以组态图形的方式显示出来。有些组态软件虽然系统组成上包含多种部件,但就其功能结构来说均可以认为是组态环境与运行环境的统合。维系组态环境与运行环境的纽带是实时数据库。

系统开发环境主要分为两个模块[6]:测试界面构建模块和试验测试模块。测试界面构建模块主要负责提供开发平台给开发人员使用,主要完成构建测试模板的功能。测试模块主要是实现提供给用户完成测试的功能,根据平台构建模块所产生的测试模板生成测试界面并完成测试流程。

3.3.1 测试界面构建模块

测试界面构建模块主要是用来完成构建测试方案(即测试流程)的功能,其使用者为继电保护测试企业中的组态工程师、客户服务人员以及经过培训的客户。此模块通过调用组态平台的图形工具来完成界面的设计,同时指定需要调用的测试组件。设计结束后将各图形元素的ID号、大小、位置和测试组件的ID进行存储,提供给测试模块使用。该模块的基本结构如图3所示。

测试界面构建模块包含电流、电压、开入量和开出量等继电保护测试元素(数据)。使用者可以通过拖拉和编辑界面上的继电保护图形界面元素用以编辑测试流程,编辑完成后,软件将测试方案(流程)保存在数据库中。这个功能中所保存的数据描述了使用者对于测试界面和测试过程的个性化定制。

测试界面构建模块为使用者提供一些测试的图形界面元素、一个编辑区和一个生成方案按钮。使用者能把图形界面元素拖放入编辑区,并编辑这些元素的位置和参数,也可以从编辑区删除已存在的元素。当生成方案按钮被按下时,平台就会将编辑区的测试界面元素信息转化成测试界面信息和测试过程控制信息,并将这些信息(即测试流程)保存到文件中。使用者也可以读取并编辑已存在的测试流程。

3.3.2 测试模块

测试模块主要是提供给客户使用,用于完成测试。用户首先从数据库读取平台构建模块的界面数据,根据界面ID和创建界面的信息动态生成测试界面,然后测试界面再根据数据库中的组件ID来调用相应测试组件来完成试验,最后通过打印组态生成测试报告。该模块基本结构如图4所示。

测试模块的功能:读取数据库中的测试流程(测试方案),以生成用户个性化定制的界面和测试过程,并提供生成测试报告的功能。用户输入测试数据并开始测试,软件平台按照个性化定制的测试过程完成测试试验,并将测试结果返回。最后根据测试方案(流程)和测试结果,产生测试报告提交给用户。此模块主要实现读取现有的测试方案(流程)、产生测试界面并接收客户的测试数据输入、根据测试方案控制测试过程、向DSP发送命令控制继保仪工作并获得测试结果、根据测试方案生成测试报告。

3.4 组态系统的功能划分

该组态平台设计的最终目标[1]是一个集数据采集、过程监控、数据处理于一体的大型综合软件,它应能完成图5所示的功能。

3.4.1 通讯组态

本系统采用串行通讯协议包括RS-232、PC104和USB三种协议。通讯组态应是最先进行组态的内容。它主要是完成用户对上、下位机的通讯(与DSP通讯)功能,并通过向DSP发送各种命令和参数来完成不同的测试。

3.4.2 变量组态

变量组态是指用户按实际测试需要(用于模拟故障发生等状态),输入电流、电压、开入量和开出量等继电保护测试元素。要求变量组态结束以后能够生成一张变量表存储上述的各种信息。这张变量表是以后各种组态的基础,也是运行系统运行时的基础,要求变量及其变量结构有严格的一致性。这就要求一个组态变量文件必须对应于某一特定的测试过程,即某一测试过程的图形组态文件要与变量文件严格对应;另外,尽管各采样点的信息千差万别,但变量的数据结构必须保持严格统一。

3.4.3 图形组态

图形组态[7]主要用来根据变量组态的内容绘制测试流程图,产生流程文件及相关变量位置的文件。组态工程师通过图形构建测试界面。

3.4.4 打印组态

组态系统生成多种文件,打印组态的功能就是将这些组态文件及控制状况从打印终端设备上输出,并根据不同的生产对象的要求输出生产报表等。但由于各种组态文件格式、内容各不相同,系统设计时对其分门别类地进行了处理。

3.4.5 系统生成

在经过变量组态、控制组态、图形组态后,用户已向计算机描述完了特定的现场的信息,并提出了自己的要求。此时,在计算机中已经建立起了一个有关测试流程的逻辑模型。但这并不是所希望的最终目的,用户所希望得到的是由系统生成的可以正式运行的测试系统。

系统生成完成的任务就是读取计算机内部有关测试流程的描述,按照用户的要求,链接组态系统提供的功能模块,最终生成一个符合用户要求的、针对特定测试类型的系统。

4 结束语

本文提出一种新的继电保护测试软件设计方法,将组态软件的设计思路引入到继电保护测试软件的设计和开发中,期望设计出继电保护测试软件平台。主要通过组态平台思想解决,需求改变时不需要修改底层的DSP程序,动态地修改上位机内的组件即可完成功能。

参考文献

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继电保护测试 篇10

继电保护系统在保护电力系统安全、稳定运行方面起着至关重要的作用。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,这些保护装置功能变得复杂化,由于保护装置的嵌入式系统自身的一些特点,这直接导致保护装置的测试成本和测试难度也越来越大,这些变化给继电保护装置的测试和校验带来巨大的挑战。

近年来,微机型继电保护测试仪已广泛应用于继电保护装置测试,提高了继电保护装置测试水平,但在实际应用时,需要测试人员对保护原理和微机型继电保护测试仪有比较深入的理解,在测试过程中需要根据测试功能不同相应调整测试参数,测试完成后要分析测试数据整理成检验报告,存在测试不规范、测试范围覆盖有限和测试效率低下等诸多问题,给继电保护装置产品质量控制和电力系统安全运行带来隐患。

本文针对继电保护装置测试的现状,特别是继电保护装置研发领域和生产领域各自的测试特点,结合人工测试方式下出现的问题和解决办法,在生产领域测试中引入自动测试概念和自动测试工具,明确自动化测试系统具备的基本目标和系统设计时遵循的原则,提出通用化、实用化的智能闭环自动测试系统解决方案。

1 自动测试系统基本要求

1.1 继电保护装置测试的现状和特点

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[1]。继电保护装置从研发到使用一般要经四个阶段的测试:研发测试、入网测试、生产检测和现场校验等几个过程。按照测试内容和测试要求可以简单分为研发测试和生产检测类。

在研发测试阶段,基于电力系统继电保护安全性考虑和嵌入式系统的特殊性,研发过程继电保护产品测试极为严格,一般以组建实时仿真系统,对装置进行自动化、实时的系统测试。测试内容包括:

(1)装置的全面的性能检测,包括动作性能、动作原理、时间参数和功能性检测。

(2)装置电磁兼容性测试,包括快速瞬变、静电放电、辐射电磁场等检测内容。

(3)装置温升、绝缘、机械、电源影响等其他相关性试验。

(4)装置的软件和硬件稳定性测试。

在生产和现场检测中,测试任务主要是检测装置的硬件、动作性能、保护功能以及其他一般性检测项目。测试内容包括:

(1)装置的保护硬件常规检测;

(2)装置的软件动作性能参数检测;

(3)装置的时间同步功能检测;

(4)装置通信协议检测,检测装置信息远传功能。

研发测试目标是验证装置研发中硬件和软件设计是否符合继电保护产品标准,一般是以产品型号为单位,检测设备专用化和检测自动化程度高,检测项目多且周期长;生产测试目标是装置产品设计不存在缺陷的情况,针对具体装置进行产品硬件和软件等相关常规检测,以保证出厂产品的质量和正常使用。检测项目相对稳定,检测要求统一。两者相辅相成,缺一不可,共同构成完整继电保护装置检测流程。

生产过程的测试中测试项目标准化、测试要求统一和测试工作量巨大,因此生产检测具备引入自动测试系统的基本条件和现实意义。

1.2 自动测试系统优势和要求

在测试过程中引入自动化工具进行自动化测试是一种非常高效实用的方法[2]。自动化测试具备测试可重复性,保证测试工作的可追溯性;自动化测试可以利用其系统具备多种测试手段的优势,拓展测试覆盖范围,保证测试的完整性;自动化测试中测试任务自动生成和报告的自动生成,减少人工因素干扰,排除测试随机性和重复测试,可提高测试效率和测试的可靠性。

为了有效解决人工测试时因人工因素干扰带来测试可靠性和测试效率低下,自动化测试必须满足以下基本要求:

(1)测试标准化。所有测试项目和测试要求由测试开发人员进行制定且必须符合规程标准的规定,测试执行人员只能执行测试流程不能修改测试流程。

(2)闭环性自动测试。测试执行人员只需要提供继电保护装置配置信息或型号,系统就能够自动选定测试方案,自动设定测试项目故障参数;测试结果判断必须依据装置反馈信息和其他仪器返回信息作为判断依据,形成闭环性测试。

(3)报告标准化。系统在测试完成后能够自动生成标准格式的试验报告,根据要求生成相关格式电子文档。

(4)测试提示信息具体化。系统能根据装置基本信息生成测试方案,能提供测试试验接线基本信息和其他必要的试验信息。

(5)测试过程透明化。系统具备多种界面显示手段,提供测试过程每个节点执行过程和执行结果,在测试不合格时,系统能够显示测试失败具体的原因。

(6)自动测试系统具备良好的可扩展性。

2 系统设计和组成

2.1 总体设计

系统采用对象化设计思想,按照分布式的设计模式特点,将智能自动测试系统划分成测试方案设计系统、测试数据库和自动测试系统三个部分,而自动测试系统由测试主控制平台、继电保护测试仪控制模块、装置规约解析模块、开入开出通信模块、卫星时钟同步模块以及其他设备接口模块组成。其系统组成图如图1所示。

测试方案设计系统针对具体的保护型号,依据测试规程/标准定制而成,主要工作包括设定标准测试的试验项目,设置标准测试装置保护定值和测试流程中应用参数,设立测试项目测试结果判断逻辑条件。测试方案设计系统主要任务就是编制测试方案和整定相关参数。

测试数据库系统主要任务是将测试方案数据化方式保存,提供给自动测试系统有关测试数据和相关测试实例。

自动测试系统主要是利用测试数据库中测试方案中信息和数据,结合具体装置信息,完成继电保护自动测试、测试结果评估和测试报告生成,并在测试过程中提供有效测试失败的具体原因,承担是整个系统中自动测试任务的执行工作。智能自动测试系统中三个子系统关系图如图2所示。

2.2 自动测试系统组成和各模块功能

自动测试系统硬件结构如图3所示,它主要由测试控制计算机、微机继电保护测试仪、可编程控制器、卫星时钟同步装置和继电保护装置构成。

与系统硬件结构相对应,自动测试系统的软件结构如图4所示,自动测试系统的软件模块包括自动测试控制平台、测试仪控制模块、保护规约解析模块、可编程控制器通信模块以及其他测试模块。

2.2.1 自动测试控制平台功能

测试控制计算机是整个控制系统的核心硬件[3],它通过网络和系统中其他硬件进行信息交互,控制继电保护测试仪向保护装置输出模拟量,接收保护装置信息解析模块上送的保护动作信息并通过其完成对保护装置的控制,控制可编程控制器输出保护测试的开入量命令,检验保护装置继电器开出触点动作。

自动测试控制平台执行具体的测试功能,控制平台采用界面友好的Windows操作系统,提供友好的人机界面。控制平台主要任务:自动测试系统系统配置,测试用例和测试方案的读取,测试过程信息监视,测试结果分析和处理以及测试报告生成、保存和打印。具体工作流程为:根据装置的具体信息,选择自动测试方案,通过网络命令驱动其他程序模块控制相应的硬件,配合完成保护功能测试,并依据测试方案结合其他模块反馈测试数据,完成测试结果判断和测试报告形成。

2.2.2 系统其他模块功能

保护规约解析模块实现被测装置定值的读取反馈信息、保护模拟量的信息、保护动作报文的上送、保护硬压板和其他遥信变位报文的读取和解析,并通过标准统一信息交换方式上报自动测试控制平台,接受自动测试平台的控制命令,实现自动测试控制平台对被测保护装置定值的修改、信号复归、远方遥控、时钟同步以及其他辅助性控制功能。

测试仪控制模块实现对测试仪器的控制功能,接受自动测试控制平台发出控制参数及命令类型,向保护装置输出模拟量,完成向保护装置输出模拟量完成保护功能的测试,并及时将测试仪器反馈信息以标准统一格式上报到自动测试控制平台。

可编程控制器通信模块根据自动测试控制平台发过来的命令,控制可编程控制器输出开关量信号,实现保护装置硬压板的投退和保护开关量输出功能,读取可编程控制器内基于保护装置继电器开出触点检测输入的采样数据,上送自动测试控制平台,为保护动作触点判断提供连续有效开入量采样数据。时钟同步装置负责自动测试系统各组成模块所在主机、保护测试仪、保护装置时钟的统一。

2.3 测试流程设计

本系统在设计时充分考虑系统使用时具体的情况,将智能测试系统分为两个子系统,即测试方案设计系统和自动测试系统。测试方案设计系统主要负责测试方案的设计,即测试开发流程,而自动测试系统完成测试执行流程。两者构成一个完整测试流程,如图5所示。

测试开发流程主要任务:制定测试方案、整定测试参数、编写和提交测试用例和录入自动测试数据库系统。普通测试人员的测试执行流程主要包括:(1)读取装置基本信息;(2)根据装置实际情况和测试系统硬件配置,定制系统配置环境;(3)读取测试方案有关数据,定制测试任务并初始化测试数据;(4)启动测试任务并完成测试;(5)测试任务结束,生成测试报告并核对;(6)打印报告并将测试报告上传到其他应用管理系统中,恢复装置被测前状态。

3 关键问题讨论及解决

3.1 自动测试平台下接口问题

作为通用化和智能化的自动测试系统,其系统本身必须具有良好的可扩展性,必须适应不同类型被测装置及不同功能模块。如本系统中装置规约解析模块,目前使用的网络IEC-8705-103规约,随着61850规约普遍推广,自动测试系统也必须具备61850规约解析功能,以满足保护装置升级换代测试的需要。

从自动测试系统软件模块结构关系图中可以看出,自动测试平台通过测试仪控制模块、保护装置规约解析模块和可编程控制通信模块来完成整个装置的测试。为了保证自动测试系统中硬件选型具有更多的余地,降低自动测试系统应用成本,扩大自动测试系统应用范围,必须解决自动测试平台和测试仪器控制模块接口、自动测试平台和保护装置规约解析模块接口、自动测试平台和可编程控制器通信模块之间接口问题。因此,需要统一自动测试系统中同类功能模块和自动测试平台信息交换格式。

测试仪控制模块实现对测试仪器的控制,不同测试仪厂家的测试仪控制程序不一致,为了保证自动测试平台在不改变程序源代码的前提下,实现自动测试控制平台和不同测试仪厂家的测试仪控制模块进行信息交互,必须明确自动测试平台和不同厂家测试仪控制模块信息交换标准的格式,即在协议上约定信息交互的方式。只要信息交换的格式符合标准格式,自动测试平台就可以弱化对微机继电保护测试仪器的硬件要求。本系统在统一信息交互格式基础上,实现了北京博电PW30系列和成都天进MP3000系列微机继电保护测试仪器在本系统中相互替代,有效降低本系统对硬件模块的要求。

在保护装置规约解析接口方面,可以采用COM组件方式进行设计或者模块化设计方式两种方式。在COM组件方式下,对于不同保护装置通信规约,统一规约解析组件的初始化函数和规约解析模块与自动测试平台信息交互接口标准化,就可以满足自动测试平台对于信息交换标准化的要求。在模块化设计方式下,不同的保护装置规约设计成独立运行模块,各规约模块和外部信息交互遵循相同接口标准,其运行和退出由自动测试平台控制。本系统采用模块化设计方式。

可编程控制器通信模块设计则以简洁为原则,不同可编程控制器其功能基本相同,在选定可编程控制器厂家时,其信息交换方式是唯一的,因此基本上不存在自动测试平台和PLC可编程控制器通信模块间接口问题。如果采用其他相同功能的硬件,只要两者通信模块和自动测试平台信息交互方式和信息格式完全一致,可以方便进行硬件互相替代。

综上所述,通过模块化设计和组件技术运用,提高本系统测试功能可扩展性,可以根据测试项目的需要,通过添加新的硬件模块和接口模块,可以低成本实现系统测试功能的扩展。

3.2 保护出口继电器触点采样时间要求

保护装置的保护动作出口继电器触点动作情况是自动测试系统必测项目之一。按照保护动作继电器触点类型可以分为常开瞬动型、常开保持型、常闭瞬动型和常闭保持型四类触点。对于保持型触点,可编程控制器开关量输入采样功能可满足要求,但对于瞬动型触点,可编程控制器输入采样功能的实现取决于瞬动型触点接通时间和可编程控制器扫描周期。当可编程控制器扫描周期不大于瞬动型触点接通时间,可编程控制器可以实现对瞬动型触点输入采样。可编程控制器扫描周期和系统硬件配置及用户程序指令的多少密切相关[4],但一般不大于10ms,而瞬动型触点导通时间一般在50~100 ms之间,远远大于可编程控制器扫描周期。因此,可编程控制器扫描周期不会对瞬动型节点采样产生影响。

虽然可编程控制扫描周期不会对瞬动型触点采样产生影响,但考虑到可编程控制采样数据是以通信方式上传,如果不对采样数据进行特殊处理,上位机在瞬动触点导通期间得到触点状态采样目标就难以实现。自动测试系统要求将保护动作前和保护动作后出口继电器触点通断情况进行对比,并以此作为该系统中出口继电器触点检测判断依据之一。因此必须实现上位机得到采样周期小于50 ms的可编程控制器采样数据。

对于可编程控制器来说,只要采样周期不小于2倍扫描周期,数据采样是可以实现的。利用可编程控制器中数据转存和逻辑控制功能,将每50 ms一次采样数据寄存到连续但不相同数据缓冲区[5]。通过采样周期时间的整定和通信协议最大传送报文长度,上位机只需要在给定的时间内进行一次性读取多次采样数据即可。上位机读取采样数据后,根据可编程控制器采样数据转存的原则和逻辑,将已接收到的采样数据进行采样时序的还原。这样对于上位机来说,可以连续不断地得到50 ms采样周期采样数据,满足控制系统对数据采样的特殊需要,且相对占用系统的资源可以接受,不会影响整个系统稳定性。

实践证明,该方法在保证上位机得到数据采样的连续基础上,降低上位机网络流量和系统运行占用资源,提高整个测试系统的稳定性和可靠性。

3.3 组态化保护配置模式下测试方案的设计问题

目前保护装置的研发和设计与以前相比,在设计模式发生比较大的变化,特别一段时期以来,各地对保护装置的功能要求不一样,这对生产厂家保护软件设计提出更高的要求。为了解决该问题,部分厂家实现同一型号继电保护装置下实现保护功能的可配置性,这对自动测试系统的测试方案制定提出挑战。如果针对每一种型号保护装置下各种配置模式都进行测试方案的制定,这对测试方案的开发设计人员是一个考验。

通过对装置保护功能的可配置性的分析,可以得到一个结论:无论装置保护功能怎么配置,其功能不可能超出研发时软件和硬件设计所允许的最大化配置,包括保护功能、装置定值。因此在测试方案设计时,可以按照装置最大化配置功能进行设计。在面临具体配置的装置测试时,可以通过装置保护配置文件或其他有效装置信息和最大化配置的装置测试方案中有关数据,进行保护功能测试项目、装置定值进行逻辑上“与”处理,动态决定装置测试项目、有关测试装置定值以及其他关键参数,以此解决装置保护功能可配置化带来测试方案制定工作量巨大的问题。

4 结语

本文对继电保护装置自动化测试特点和要求进行分析,并在此基础上开发一套基于生产测试领域的通用智能化的自动测试系统,该系统有效解决传统人工测试模式下测试工作繁琐、测试质量易受人工因素干扰等缺点,提高测试效率和测试可靠性。使用自动测试系统后,相同类型装置测试时间由原来人工测试方式两天缩短为两个小时,极大地提高了生产效率。

该系统应用表明,自动测试系统等其他自动测试工具在测试领域的应用,扩大继电保护装置测试范围和满足一些特殊测试的需要,将测试人员从繁琐机械测试解脱出来,使测试人员有更多的时间投入到专业领域研究,产生良好经济效益和社会效益。

摘要：介绍继电保护产品人工测试的现状和缺点,分析继电保护装置的研发和生产领域各自测试特点和要求。针对生产领域继电保护产品的测试特点,从继电保护装置测试的需求和原理出发,提出基于分布式智能化自动测试系统。该系统采用分布体系结构和模块化设计思想,实现装置闭环性的自动测试;采用开放式结构,方便测试系统的扩展。实际应用表明,该系统的应用提高了继电保护测试工作的效率,保证了检验结果的可靠性。

关键词：继电保护,自动测试,可编程控制器,测试仪器,数据库

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试析继电保护的隐藏故障 篇11

关键词：继电保护 隐藏故障 危害性 监测

中图分类号：TM77文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）09（b）-0089-01

1 继电保护隐藏故障的概述

作为电网安全运行的三道防线之一的继电保护在保障电力系统安全中具有不可替代的地位。伴着电力系统日益规模化以及复杂化的更新发展，继电保护装置也有了新的机遇与挑战。但随着系统网络规模提升及电压等级的增强，电网的安全问题日益提上日程。继电保护的隐藏故障可以带来规模连锁停电，近年来，世界范围内连续发生很多大规模停电事故，且随着近年电网规模的不断提升，呈现愈来愈多的趋势，如2007 年的纽约大停电及西欧大停电事故等都给电网造成了不可估量的损失。

而它们在大规模停电事故发生之前，都有一个通性，即电网中某一元件由于故障而停止运转，随着该元件的罢工，事故进而向着更坏的方向发展，从而引起连锁反应：其他元件也陆续退出运行，使得原本局部地区的小范围事故扩展到大范围地区的停电事故，并最终引发大面积停电。这类事故显要的特性是由某一原件的故障发展成大范围连锁停电事故。而这一问题的产生的经专家研究表明，造成这些大规模停电事故的元凶就是继电保护系统的隐藏故障。

继电保护装置中存在一种永久性的缺陷，被人们称之为继电保护系统的隐藏故障，这种故障平时不会出现，只有当系统发生不正常运行状态的故障是才会表现出来，这将直接导致被保护的元件错误的断开。即使由于这种隐藏故障引起的大规模停电故障出现的几率不多，但影响和危害不容小觑，甚至会造成电网的连锁反应，最终导致整个电网崩溃，给人们带来毁灭性的恶果。基于此，我们应该对继电保护隐藏故障有足够的重视，并做到实时进行监测，以此来保证电网的可靠、安全、健康和持续运行。

2 继电保护隐藏故障的危害性

隐藏故障并非统统具有一样的危害性，其对电力系统产生的危害轻重程度取决于隐藏故障爆发的位置。各个隐藏故障都有一定的隐患范围，只有在隐患范围内故障产生了隐藏故障才有爆发的条件。隐藏故障的危害程度往往以脆弱性区域和隐藏故障严重性来形容。如在一个电网中，沿着保护装置正方向的属于脆弱性区域，保护装置具有隐藏性质故障，若正好在此脆弱性区域内故障产生，那么保护装置的隐藏故障即将被激发，从而使得保护装置误动。此时一切牵涉到此区域的故障都为隐藏故障的脆弱性区域。此区域只是对隐藏故障产生的概率大小进行了估量，但没有考虑到隐藏故障影响的严重性，因此今后的研讨中亟需对各个脆弱性区域进行级别分类。通过对脆弱性的区域以及其级别的考量，来对可能产生大规模严重事故的概率进行估计，并预测其产生后对系统可能引起的损害以及危害性进行级别划分，从而对可能带来大范围的隐藏故障以及高脆弱的重点监测。进一步分析各种可能性对系统的影响，对隐藏故障的危害性进行排序，就可以按对系统的严重影响程度来划分隐藏故障的级别。对于影响范围大、脆弱性指数高的隐藏故障实施重点监测。从而更加快速有效地做好预防监测工作。

3 继电保护隐藏故障的监测

对继电保护的隐藏故障进行区域脆弱性程度及爆发范围进行认定后，我们就能够比较准确的认定何为危害性比较大的隐藏故障，从而对此隐藏故障重点监测来减少故障的产生几率。实践中可以发现，继电保护的隐藏故障在平时运行中根本不会有所表现，只有在系统出现负担的状态下才会表现出，即隐藏故障仅仅会暴露于系统的运行中，因此，很多方法如离线式检测在监测隐藏故障方面根本不适用，当前还没有专门用来监测继电保护系统运行中有没有隐藏故障的监测系统，仍仅凭借计算机系统中的简单的自检功能来保障保护系统的运行。它们都没有涉及到继电保护系统运行中是否有故障的问题，它们都不是十分可靠的监测方法，因此我们必须针对性的研发对继电保护隐藏故障有效的实时监测系统。这样可以对保护装置进行实时监测，可以比较及时的发现问题，可以在系统运行中暴露出隐藏故障的第一时间发现其中的故障动作倾向，然后人们可以针对性的对存在隐藏故障的保护装置实施动作闭锁或者使运行提前终止，从而避免由于保护装置的隐藏故障而引起的保护误动作的行为。

参考文献

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探讨变压器继电保护测试发展方向 篇12

1 进行变压器继电保护测试研究的重要意义

近几年来微机保护大量使用于在电力系统之内, 这是由于微机保护这一新兴方式比传统的常规性的继电器的保护拥有许多新的特性。近几年来, 以计算机通信技术, 仿真技术的迅猛发展为代表的许多新的技术有了许多新的应用和尝试, 尤其是在在数字化保护设备这一层面之中, 特别是是近几年来数字化变电站技术的迅猛发展, 给变压器继电保护的发展前进带来了意想不到的巨大助力, 除此之外, 新兴的时间同步性要求以及新兴的安全检测方式也给变压器继电保护带来了许多不一样的东西。本文依据多年的变压器继电保护从业经验, 试图从理论层面提出了变压器继电保护测试领域所急需人们关注的新兴的技术与问题, 试图对变压器继电保护从业工作者带来一些启迪, 并且能够一起为变压器继电保护事业的发展贡献自己的绵薄之力。

2 变压器继电保护产生的新技术的特点

近几年来, 变压器继电保护技术迅猛发展 , 首先要提 到的是61850技术的出现 , 61850新技术的出现引发了变压器继电保护技术新的迅猛发展, 尤其是伴随着国家IEC61850新的标准的发布, 还有61850的新的产品的发现与不断的拓展 , 变压器继电保护也随之产生以一系列新的迅猛发展;其次要提到的是变压器继电保护功能中的保护功能与变压器继电保护功能的自动化的功能的联系更加密切更加的切合;最后要提到的是在现在的变压器继电保护上面一个厂家的所有类型的保护都可以使用统一的整体性的硬件平台, 这就可以为变压器继电保护带来更强大的整体性特征。

2.1 61850 新技术的发展

近几年来伴随着国家IEC61850新的标准的公布以及新的61850新产品的不断发展壮大, 变压器继电保护项目带来了许多新的特点与发展。使用新型的电子计算机以及仿真技术会给变压器继电保护带来了许多新的变化。考虑到如何去创造新型的适合新的变压器继电保护的新技术, 如何让信号满足越来越发散的技术性要求, 都需要变压器继电保护研究人员不断努力创新。研究人员必须在依靠原有的变压器继电保护的技术的优点, 继续持续保证变压器继电保护装置可靠性以及稳定性, 维持住变压器继电保护的优势。

2.2 保护功能与自动化功能结合

在现有的技术条件之下, 对于变压器继电保护中的低压保护在实际上已经是融合保护功能与测控功能为一体的新兴保护技术。伴随着变压器继电保护新技术的不断发展以及61850新产品的不断产生以及使用, 这一切正不断推动着继电的保护功能与计算机仿真系统地控制功能更加紧密合一地融合在一起形成一个整体, 最后形成一个在逻辑上仍然存在这区别, 但是在物理层面上却存在在一个物理的装置之内发挥自己的作用, 这样存在的变压器继电保护功能与计算机自动化功能的结合也使变压器继电保护产生的新型特点。

2.3 统一硬件平台带来的整体性

厂家的统一的硬件平台理应与保护原理没有关系, 这样就可以让硬件维持稳定, 以便使得硬件拜托改变的桎梏, 仅仅只是通过改变配置文件就可以起到改变变压器继电保护类型的作用。在今天, 已经有许多的厂家采用了使用统一的硬件平台的变压器继电保护的方法, 但是目前确实仍然存在一些很严峻的问题急需解决, 比如作为统一整体的硬件很难完成替换, 而且如果替换的话, 替换时很有可能需要改动一些必备的硬件, 再者, 对于那些可以进行替换的硬件, 因为作为一个复杂的统一的整体, 硬件的参数配置因为其太复杂所以便缺乏了实际上的可操作性。只有能够完成真实意义上面的一键替换才能够大大的来减轻现场变压器继电保护维护人员的工作量, 才能够让整体硬件的整体性得到保护。

3 目前变压器继电保护检测仍需增添的内容

截止目前为止, 虽然变压器继电保护已经得到了极大的发展, 但是仍然需要增添一些新的内容。因此, 需要在原有的传统的变压器继电保护的测试的各种项目的变压器继电保护基础之上, 仍然需要根据变压器继电保护的原理为变压器继电保护装置的发展找寻出新特点, 就需要增加以下本文要指出的检测的内容。

3.1 变压器继电保护之中时间同步能力的检测

目前, 伴随着多种时间同步技术产生与发展, 时间同步技术在变压器继电保护行业正在扮演非常行之有效的角色。其行之有效的解决了在不同的变压器继电保护装置之间存在的时间不同步的问题, 让不同的变压器继电保护装置之间起到了同步的作用。针对于故障分析的应用, 时间同步分析更是有极大的作用。虽然时间同步装置很有作用, 但是目前为止, 时间同步方面的检测仍然存在一些问题, 仅仅局限于时间同步装置。这就要求变压器继电保护装置的时间同步能力的测试必须处于优先的考虑地位, 只有这样才能从整体上去保证变压器继电保护装置上面的时间同步的效果。在如今, 特别是在对于针对广域的测量方式以及变压器继电保护装置或者系统的时候, 变压器继电保护装置上面的时间同步效果将对测量结果产生一些非常大的影响, 并且其时间同步性的准确与否也最终会对系统的分析和继电装置的保护的效果产生非常重大的影响。

3.2 变压器继电保护装置可靠性检测

在近几年的变压器继电保护发展过程之中, 因为现如今的测试项目其中很大一部分是针对的样品的功能和性能的检测项目, 虽然在这个过程之中也会对变压器继电保护装置上面的出口的继电器上面的可靠性进行一系列的寿命检测试验, 但是由于到目前为止在变压器继电保护装置的可靠性检测方面仍然很是缺乏非常行之有效的地检测手段。好的方面是由于近几年来计算机仿真系统的不断发展, 微机型变压器继电保护装置正在逐步扩大它的使用范围, 因此, 目前为止, 装置的可靠性检测试验已经可以分为两方面来进行考虑和实施, 第一方面便是是装置的硬件的可靠性的方面, 第二方面是软件系统自身是否是可靠地。

综上所述, 变压器继电保护技术能够发展到今天的地步, 仅仅依靠传统的变压器继电保护性能的测试的方法已经远远不能满足变压器继电保护的需求, 许多新的变压器继电保护的技术的涌现也印证了这一点。本文详细介绍了变压器继电保护的新技术新特点, 希望能通过本文促进变压器继电保护市场的规范性以及促进对于变压器继电保护产品质量的提升。

摘要：在现代技术条件下, 变压器继电保护被赋予了新的内容和新型安全性检测等多重手段, 这一系列的发展都为变压器继电保护这一传统项目带来了新的内容与发展方向。在变压器继电保护中, 要根据新技术特点, 做好变压器继电保护之中时间同步能力的检测, 变压器继电保护装置可靠性检测, 给给变压器继电保护的发展前进带来更更安全的保障。

关键词：变压器,继电保护,测试,方向

参考文献

[1]王维俭.变压器保护运行不良的反思[J].电力自动化设备, 2001 (10) .

[2]王增平, 徐岩, 王雪, 杨奇逊.基于变压器模型的新型变压器保护原理的研究[J].中国电机工程学报, 2003 (12) .