继电保护系统自动测试

继电保护系统自动测试（精选12篇）

继电保护系统自动测试 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) .

继电保护系统自动测试 篇2

一、原理

1、电力设备中的绝缘材料在直流电压作用下，电介质（绝缘材料）中有微弱电流流过；

2、这部分电流可由电容电流i1，吸收电流i2，泄漏电流i3，三部分电流组成，即i= i1+ i2+ i3；

3、电容电流i1和吸收电流i2，经过一段时间后趋近于零，故绝缘电阻指加于试品上的直流电压与流过试品的泄漏电流之比，即R=U/i3;

4、绝缘电阻有体积绝缘电阻和表面绝缘电阻之分，当绝缘受潮或有其他贯通性缺陷时，体积绝缘电阻降低，因此应才采用屏蔽措施，排除表面绝缘电阻的影响；

5、对大容量试品（如变压器）除测量其绝缘电阻外，还要求测量吸收比或极化指数；

6、吸收比K等于60s的绝缘电阻与15s的绝缘电阻之比，即K=R60s/R15s>=1.3~1.5时绝缘是良好的；

7、当吸收比小于1.3时，试品测量其10min与1min的绝缘电阻之比，即极化指数P>=1.5时合格。

二、绝缘电阻表的使用（2500V 电动式兆欧表，智能型兆欧表）1、2500V 电动式兆欧表

“L”端子——线路端子，输出负极性直流高压，测量时接于被试品的高压导体上；

“E”端子——接地端子，输出正极性直流高压，测量时接于被试品外壳或地上；

“G”端子——屏蔽端子，输出负极性直流高压，测量时接于被试品的屏蔽环上。

判别绝缘电阻表正常与否：

1、将“L”、“E”端子（短时）短接，此时指针指“0”；

2、将“L”、“E”端子间开路时，指针指“∞”。

2、智能型兆欧表

先选择量程

25kV 或 5kV

然后高压通按钮

三、①试验项目：主变绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数

试验地点：云南新立钛业总降变——#1变压器、#2变压器

试验仪器：智能型兆欧表

试验日期：2010.11.12~2010.11.20

②试验项目：耦合电容器的绝缘电阻测量

试验地点：云南新立钛业总降变——#1电容器室、#2电容器室

试验仪器：2500V 绝缘电阻表

试验日期：2010.11.13~2010.11.14

③试验项目：220kV GIS汇控室各CT绝缘检查

试验地点：云南新立钛业总降变——三楼 220kV GIS汇控室

试验仪器：2500V 绝缘电阻表

试验日期：2011.2.22 „„

四、影响绝缘电阻的因素：

1、一般情况下，绝缘电阻随温度升高而降低、故必须记录试验温度（环境温度及设备本体温度）；

2、空气相对湿度增大和电力设备表面脏污越严重，其绝缘电阻越低；

3、大容量设备运行中残余电荷或试验中形成的残余电荷未完全放尽，会造成绝缘电阻偏大或偏小，测量绝缘电阻时，必须充分接地放电；

1）、残余电荷的极性与绝缘电阻表的极性相同时，测得量大于真实值；

2）、残余电荷的极性与绝缘电阻表的极性相反时，测得量小于真实值；

4、现场预试中，由于带电设备与停电设备之间的电容耦合，使得停电设备带有一定电压等级的感应电压；

绝缘电阻表最大的输出电流值（输出站经毫安表短路测得）对吸收比和计划指数测量有影响。

五、绝缘电阻的测试及其注意事项：

1、测试步骤

a、实验前先检查安全措施，被试品电源及一切对外连接应拆除。被试品接地放电，勿用手直接触放电导线；

b、根据表面脏污及潮湿情况决定是否采取表面屏蔽或烘干及清擦干净表面脏污；

c、放稳绝缘电阻表，检验是否指“0”或“∞”，短接时应瞬间、低速；

d、将被试品测量部分接于“L”与“E”端子之间，“L”接高压测量部分，“E”接低压或外壳接地部分；

e、测量吸收比时，读数后先断开“L”端子与被试品连接（用绝缘柄），再停止，防止反充电损坏表计；

f、试验完毕或重复试验时，必须将被试品对地或两极间充分放电，以保证人身、仪器安全和提高准确度；

g、记录被试品设备铭牌、运行编号、本体温度、环境温度及使用的绝缘电阻表型号。

2、测试注意事项：

a、测试时，“L”与“E”端子引线不要靠在一起，并用绝缘良好的导线；

b、测量的绝缘电阻过低时分析过低的原因，应尽量分解试验，找出绝缘电阻最低部分；

c、为了便于比较，每次测量同类设备最好用同型号绝缘电阻表，并于同一时间下读数；

d、同杆双回架空线，当一回路带电时，另一回的绝缘电阻不能测量；

e、测量电力电容器极间绝缘电阻时，试验前后应直接对两极充分放电（采用火花法）。

直流泄漏电流试验及直流耐压试验

一、特点

1、直流泄漏电流试验所用的电源一般采用可调的直流高压装置；

2、泄漏电流随加压时间的变化实际上是吸收电流的变化过程，正常良好的绝缘，泄漏电流与一定范围内的外加电压成线性关系。

二、试验接线——单相半波整流电路

组成：

1、交流高压电源：Ud=1.414U1=1.414KU2，U1、U2为其一、二次电压；

2、整流部分：稳压电容器电容C：3~10kV时，C>0.06uf；15~20kV时，C>0.015uf；30kV时，C>0.01uf；

3、保护电阻R1：限制被试品击穿时的短路电流；

4、微安级电流表：三种接线方式

（1）接在试品高压端：测出的泄漏电流准确，接线简单，在被试品接地端无法断开时采用；

（2）接在试验变压器T2一次绕组尾部：当被试品的接地端能与地断开并有绝缘时（避雷器）不常用；

（3）接在试品低压端：当被试品的接地端能与地断开并有绝缘时（避雷器）常用。

直流高压的测量——在试验变压器低压侧测量

UDC=1.414KU2

其中：UDC—被试品所加直流电压，V；

K—变压器变比；

U2—变压器低压侧电压的有效值

三、①试验项目：氧化锌避雷器试验

试验地点：云南新立钛业总降变——35kV 高压室

试验mA表接线：接在被试品的低压端

试验过程：（1）可靠接地，正确接线（直流高压发生器）

（2）开电源→高压通（升压只1mA）→读取电压（切换）→读取泄漏电

流（<=50uA）

（3）将电压降为0→高压断→断电源

试验时间：2010.11.7

②试验项目：10kV 室外氧化锌避雷器预防性试验

试验地点：广州换流站

试验mA表接线：接在被试品的高压压端

试验时间：2011.2.14 „„

四、影响泄漏电流测量的因素

1、高压引线的影响：接在被试品低压端应着重考虑其设备接地端对地绝缘是否良好；

2、温度的影响：温度升高，绝缘电阻下降，泄漏电流增大；

3、电源电压的非正弦波形对测量结果的影响；

4、加压速度对泄漏电流测量结果的影响；

5、残余电荷的影响：极性与直流输出电压同极性时，泄漏电流有偏小误差，因此应充分放电；

6、直流输出电压极性对泄漏电流测量结果的影响，一般为负极性高压并读取5min后的值；

7、湿度及表面脏污的影响。

五、异常分析

1、泄漏电流过大：应先对试品、试验接线、屏蔽、加压高低等进行检查，排除外界影响因素；

2、泄漏电流过小：可能由接线有问题，加压不够，微安级电流表有分流等引起的；

3、对无流在试品低压侧进行测量的试品，当泄漏电流偏大时，可考虑采用差值法。

六、注意事项

1、按要求接线，检查操作部分外壳及其他是否已可靠接点，试验安全距离是否正确后，方可通电升压；

2、升压应均匀分级进行，不可太快；

3、升压中若出现击穿，闪络等异常现象，应立刻降压断开电源，并查明原因；

4、试验完毕，降压、断开电源后，均应先对被试品充分放电才能更改接线；

5、针对较大容量被试品放电，应使用高压电阻放电棒进行放电。

过程：

逐渐接近试品；

一定距离时，声音由有至无时再用放电棒放电；

直接用接电线放电。

介质损耗因素tanδ试验

一、tanδ测量的原理和意义

1、电介质电导引起的损耗：在电场作用下电介质电导产生的泄漏电流会造成能量损耗；

2、极化引起的损耗：在交流电压作用下，电介质由于同期性的极化过程，质点克服极化分子间的内摩擦力而造成的能量损耗；

3、局部放电引起的损耗：尽量避免内部气隙、毛刺等引起的局部放电；

4、介质损耗角：α的余角δ，α称功率因素角，是交流电压U与电介质中流过电流I的夹角α；

I=IC+IR

tanδ=IR/IC=1/wCPR

介质损耗：P=UIR=UICtanδ=U2wCPtanδ，因此当外加电压及频率一定时，介质损耗P与tanδ成正比，即可用tanδ来表示介质损耗的大小

5、结论：多个电介质绝缘的综合tanδ值总是小于等值电路中个别tanδ的最大值，而大于最小值，tanδ对局部缺陷反映不明显。

二、测量tanδ的仪器——QS1型高压西林电桥

所测得的CX:

CX=CN R4(100+R3)/n（R3+P）

1、对耦合电容器，若CX明显增加，常表示电容层间有短路或水分浸入；

2、对耦合电容器，若CX明显减小，常表示内部渗油严重或层间有断线。

接线方式：

1、正接法：试品两端对地绝缘，电桥处于低电位，试验电压不受电桥绝缘水平限制；

2、反接法：适用于被试品一端接地，测量时电桥处于高电位，试验电压受电桥绝缘水平限制；

3、侧接法：适用于试品一端接地，而电桥又没有足够绝缘强度进行反接法测量时，试验电压不受电桥绝缘水平限制；

4、低压法接线：在电桥内装有一套低压电源和标准电容器，一般只用来测量电容量。

三、①试验项目：电力变压器介质损耗因素tanδ试验

试验地点：云南新立钛业总降变——#1变压器、#2变压器

试验接线：反接法

试验时间：2010.11.15

②试验项目：CT套管介质损耗因素tanδ试验

试验地点：深圳换流站——35kV 间隔

试验接线：正接法

试验时间：2011.2.18

③试验项目：电容式电压互感器的电容分压器的tanδ和电容量测量

试验地点：深圳换流站——35kV 间隔

试验接线：自激法

试验时间：2011.2.19 „„

补充：自激法

1、PT绕组间、绕组对地的介损，不需要外加试验用电压互感器；

2、只要给被试品PT二次绕组（一般为辅助二次绕组aDxD）施加一较低电压（不超过5~10kV）。

四、影响tanδ测量的因素

1、湿度的影响：tanδ随温度的升高而增高；

2、电压的影响；

3、频率的影响：升→f0→降；

4、局部缺陷的影响：现场测试时能分解试验的尽量分解试验以减小影响； 5表面的影响：空气相对湿度较大或表面脏污时，瓷表面泄漏电流的影响。

解决方法：

1、用电热风机将瓷表面中的四裙吹干；

2、等天气干燥后再测。

交流耐压试验

一、交流耐压试验的目的与意义

1、绝缘的击穿电压值不仅与试验电压的幅值有关，还与加压的持续时间有关；

2、一般规定工频耐压时间为1min；

3、交流耐压试验有3种加压方法：

（1）、工频（45~65Hz）耐压试验：检验被试品对工频电压升高的绝缘承受能力；

（2）、感应耐压试验：工频感应耐压试验及倍频（100~400Hz）感应耐压试验，针对变压器、电磁式电压互感器等，采用从二次加压而使一次得到高压的试验方法来检查被试品绝缘；

（3）、冲击耐压试验：波冲击电压试验、雷电冲击电压试验；

4、可灵敏有效地检查出某些局部缺陷、考验被试品绝缘承受各种过电压的能力。

二、交流耐压试验原理

1、交流耐压试验接线分为五个部分：交流电源部分、调压部分、控制保护部分、电压测量部分和波形改善部分。

（1）交流电源部分：从系统中抽取

小容量被试品交流耐压试验多采用220V、380V试验电源，对试验电源电压波形要求较高时多采用线电压380V；

大容量超高压试验变压器多采用6~10kV移圈式调压变压器进行调压。

2、调压部分：要求是电压应能从零开始平滑地进行调节，并使其电压波形不发生畸变。

（1）、自耦调压器：一般用于电压50kV以下小容量试验变压器的调压；

（2）、移圈式调压器：100kV以上试验变压器常用的配套调压装置；

（3）、高压试验变压器：串联谐振装置（电感与被试品串联）。

三、交流高压的测量

1、低压侧测量：被试品电容量较小时，如油断路器、瓷绝缘、绝缘用具等；

方法：试验变压器的低压侧或测量绕组的端子上，测量出二次电压。UH=KUL

2、高压侧测量：当被试品的电容量较大及对电压幅值及波形要求较高时；

“容升现象”：△U=UL=UC×2πfCX×(UN2/SN)×ZK(％)

当试验变压器选定，被试品为电容性，且试验电压一定时，被试品电容量愈大，则被试品上电压UC较U升高愈多。

方法：

（1）、用电压互感器测量：不常用；

（2）、用静电电压表测量：将静电电压表与被试品并接；

（3）、用球隙测量：不宜现场使用；

（4）、电容分压器测量：串联电容器上电压按电容值反比分配，使被测电压通过串联的电容分压器进行分压，测出低压电容CZ上的电压UL:UH=KUL=(C1+C2)/C1×UL

四、交流耐压试验方法

1、采用并联电抗器补偿法：现场输出电流大小时采用；

2、采用串联电抗器谐振法：若被试品额定电压较高时采用；

3、采用变频串联谐振法：解决现场10~500kV电力设备交流耐压试验工作； 通常并联电容器补偿法与串联电抗器谐振法组合采用。

五、①试验项目：220kV GIS汇控室交流耐压试验

试验地点：新立钛业总降变——三楼GIS室

试验方法：变频串联谐振法

试验日期：2010.12.11

②试验项目：35kV 高压室 交流耐压试验

试验地点：新立钛业总降变——二楼35kV 高压室

试验方法：串联电抗器谐振法

试验日期：2011.1.6

③试验项目：10kV 高压室 交流耐压试验

试验地点：新立钛业总降变——一楼10kV 高压室

试验方法：并联电抗器谐振法

试验日期：2011.1.12

④试验项目：35kV 室外各间隔避雷器的交流耐压试验

试验地点：深圳换流站

试验方法：直接加压法

试验日期：2011.2.17 „„

六、交流耐压试验的操作要点

1、试验前，应了解被试品的试验电压，同时了解被试品的其他试验项目及以前的试验结果；

2、试验现场应围好遮拦或围绳，挂好标示牌，并派专人监护。被试品应断开与其他设备的连线；

3、试验前，被试品表面应擦拭干净，将被试品的外壳和非被试绕组可靠接地；

4、加压前，首先要检查变压器是否在零位；

5、升压过程中不仅要监视电压表的变化，还应监视电流表的变化，以及被试品电流的变化；

6、试验中若发现问题应立即缓慢均匀降下电压，拉开电源，在高压侧挂上接地线； 7交流耐压试验前后均应测量被试品的绝缘电阻，有条件时，还要测量局部放电。

七、交流耐压试验中异常现象的分析

1、电流增大，电压基本不变或有下降趋势，可能是被试品容量较大或试验变压器容量不够或调压器容量不够，可改用大容量的试验变压器或调压器；

2、电流表突然上升或突然下降，电压表突然下降，都是被试品击穿的象征；

3、调节调压器，电压表无指示，可能是自耦变压器碳刷接触不良，或电压表回路不通，或变压器的一次绕组、测量绕组有断线的地方；

4、若给调压器加上电源，电压表就有指示，可能是调压器不在零位；电流表异常读数，调压器输出侧可能有短路和类似短路的情况，如接地棒忘记摘除等；

5、试验时被试品是合格的，无明显异常，试验后却发现被击穿了，这往往是由于试验后没有降压就直接拉掉电源造成的。

电力设备局部放电测量试验

一、局部放电的产生机理

1、局部放电：电力设备绝缘中部分被击穿的电气放电，可以发生在导体附近，也可以发生在其他地方，称为局部放电；

2、高压电力设备绝缘内部由于各种原因，存在一定绝缘缺陷，如气泡、杂质、导体的毛刺等缺陷引起局部放电；

3、局部放电起始电压Ui：试验电压从较低值开始上升，升到局部放电量达到某一规定值的最低电压；

局部放电熄灭电压Ue：试品上电压从超过局部放电起始电压的较高值逐渐下降，到局部放电量降到规定值的最高电压；

局部放电的试验电压：试品在此电压作用下的局部放电水平应不超过规定值。

二、局部放电检测方法

1、脉冲电流法：局部放电产生时，试品两端产生一个瞬时电压变化，接入检测回路，就会产生脉冲电流；

2、介质损耗法：利用局部放电消耗能量，使介质增加附加损耗；（一般不用）

3、气相色谱法：充油设备（如变压器、互感器等）产生局部放电时，使油低分子分解，产生各种气体，主要是H2、CH4、C2H2、CO、CO2等；（不停电取样分析，适应于运行中设备的在线检测）

4、超声波法：辅助方法；

5、光测量：利用局部放电产生的辐射进行检测。

三、脉冲电流法检测局部放电

1、在试验电压下，试品充电电流超过测量阻抗Zm的电流允许值或试品固定接地时，则采用测量阻抗Zm与耦合电容器Ck串联的直接法；

2、若试验回路有过高的干扰信号时，则采用平衡法；

3、局部放电测试仪显示有放电波形特征的示波器与显示视在放电量等参数的指示仪表。

四、电力变压器的局部放电试验（高压试验）

1、电力变压器局部放电试验电压值低于耐压试验电压值，高于设备运行电压值，加压时间远大于耐压时间；

2、对于套管是电容式的，可利用其主电容作为耦合电容器Ck。末屏端子对地串接测量阻抗。

当三相励磁时，也可以通过中性点串联测量阻抗Zm；

3、局部放电试验电源一般采用中频电源，100~200Hz。发电机和变频器产生中频电源。

4、U1=1.7Um/1.713，U2=1.5Um/1.713，U3=1.1Um/1.713.五、试验注意事项

1、防止套管放电，在试验前给套管加均压装置；

2、电容器Ck、电源升压变压器应选用无局部放电设备；

3、分级绝缘变压器试验时，测量在线端进行，而自耦变压器连接的一对较高电压和较低电压线圈的线端也同时进行测量；

4、放电量以相对稳定的最高重复脉冲为准；

5、在进行均不放电试验时，如果发现放电量特别大，应立即停止试验，并查明原因。

电力变压器试验

一、电力变压器预防性试验项目

1、测量绕组绝缘电阻和吸收比或极化指数；

2、测量绕组泄漏电流；

3、测量绕组介质损耗因素tanδ；

4、交流耐压试验

5、测量 铁梁和穿芯螺栓（可接触到的）的绝缘电阻，测量铁芯对地、铁芯对 铁梁、穿芯螺栓对铁芯的绝缘电阻；

6、测量绕组直流电阻

7、测量电容型套管的介质损耗因素tanδ和电容值；

8、检查绕组所有分接头的电压比；

9、校正三相变压器的组别或单相变压器的极性；

10、测量空载电流和空载损耗

11、绝缘油试验及油中溶解气体色谱分析；

12、检查有载分接头开关的动作情况。

二、变压器绝缘电阻、吸收比和极化指数试验

1、测量方法：依次测量各绕组对地和对其他绕组的绝缘电阻值，测量时，被测绕组各引线端均应短接在一起，其余非被测量绕组皆短路接地。

2、测量顺序：

1）、双绕组变压器：低压绕组（外壳及高压绕组接地）→高压绕组（外壳及低压侧绕组接地）→高压绕组及低压绕组（外壳接地）

2）、三绕组变压器：低压绕组（外壳、高压绕组及中压绕组）→中压绕组（外壳、高压绕组及低压绕组）→高压绕组（外壳、中压绕组及低压绕组）→高压绕组及中压绕组（外壳及低压绕组）→高压绕组、中压绕组及低压绕组（外壳接地）

3、测量绝缘电阻时，对额定电压为1000V以上的绕组用2500V绝缘电阻表，其量程一般不低于10000MΩ，1000V以下用1000V绝缘电阻表；测量前后均应将被测绕组与外壳短路充分放电，放电时间不少于2min；

4、同一变压器绝缘电阻测量结果，一般高压绕组测量值大于中压绕组测量值，中压绕组测量值大于低压绕组测量值；

5、绝缘电阻表屏蔽法解决绝缘值偏低的具体部位；

测量部位：

1）、高压绕组—低压绕组（L—高压绕组，E—低压绕组，G—中压绕组及外壳）

2）、高压绕组—中压绕组（L—高压绕组，E—中压绕组，G—低压绕组及外壳）

3）、高压绕组—地

（L—高压绕组，E—中压绕组及低压绕组，G—外壳）

6、铁芯，穿芯螺栓、铁梁对地及相互之间的绝缘应选用1000V量程进行。

三、变压器介质损耗因素tanδ试验

1、由于变压器外壳均直接接地、现场一般采用QS1电桥反接法测量tanδ；

2、双绕组变压器tanδ：高压绕组加压（低压绕组+铁芯接地）→低压绕组（高压绕

组+铁芯）→高压绕组+低压绕组（铁芯）

三绕组变压器tanδ：高压绕组（中压绕组、低压绕组、铁芯）→中压绕组（高压绕组、低压绕组、铁芯）→低压绕组（高压绕组、中压绕组、铁芯）→高压绕组、低压绕组（中压绕组、铁芯）→高压绕组、中压绕组（低压绕组、铁芯）→低压绕组、中压绕组（高压绕组、铁芯）→高压绕组、中压绕组、低压绕组（铁芯）3、35kV及以下tanδ<=1.5;66~220kV: tanδ<=0.8;330~500kV: tanδ<=0.6.四、变压器交流耐压试验

1、试验时被测试绕组的引出线端头均应短接，非被测试绕组引出线端头均应短路接地；

2、加规定电压持续1min时，听到正常的电晕声，变压器油箱内无声音，指示仪表指示正常，球隙无放电等；

五、变压器直流电阻试验

1、测量方法：

降压法：测量小电阻时电压表在前，电流表在后，测量大电阻时，电流表在前，电压表在后；

电桥法：单臂电桥（被测电阻10Ω以上），双臂电桥（被测电阻10Ω以下）

2、使用方法：变压器绕组的电感较大，同样需等充电电流稳定后，再给上检流计开关；

读数后拉开电源之前，先断开检流计（220kV及以上时应将被试品接入电桥的测量电压线也断开）

3、导线与仪表及测试绕组端子的连接必须良好，用单臂电桥测量时测量结果应减去引线电阻；

测量时双臂电桥的四根线（C1、P1、C2、P2应分别连接），C1、C2引线应接在被测绕组外侧，P1、P2接在被测绕组内侧，以避免将C1、C2与绕组连接处的接触电阻测量在内）；

4、有载调压变压器应在所有分接头上测量直流电阻；无载调压变压器大修后应在各侧绕组的所有分接头位置上测量直流电阻。

六、变压器的变比试验

变压的电压比，是变压器空载时高压绕组电压U1与低压绕组电压U2的比值，即变比K=U1/U2

七、变压器的极性和组别试验

1、减极性：两绕组绕向相同，在同一磁通穿过时，两绕组内的感应电动势在同名端子间任何瞬间都有相同的极性，此时一、二次电压UAX和Uax相位相同，连接X和x，UAa等于两电压的向量差；

加极性：同名端子间的电动势方向相反，电压相位相差180°，连接X和x后，UAa等于两电压的向量和；

2、试验方法：

1）、用一个电池，将其“+”极接于变压器一次绕组A端，“—”极接于X端；

2）、将毫安表或毫伏级电压表“+”端接于二次绕组a端，“—”端接于x端；

3、操作方法：

先接好测量回路（接入毫安级电流表、毫伏级电压表、极性表）、后接通电源。

正偏（减极性）、反偏（加极性）

八、变压器空载试验

从变压器任意一侧绕组（一般为低压绕组）施加正弦波形，额定频率的额定电压，在其他绕组开路的情况下测量变压器空载损耗和空载电流的试验。

互感器试验

一、互感器交接和预防性试验项目

1、测量互感器绕组及末屏的绝缘电阻；

2、测量35kV及以上互感器一次绕组连同套管的介质损耗因素tanδ；

3、测量连同套管一起对外壳的交流耐压试验；

4、油箱和套管中绝缘油试验及油中溶解气体色谱分析；

5、测量铁芯夹件螺栓（可接触到的）绝缘电阻；

6、互感器的极性、变比、励磁特性等特性试验；

7、局部放电试验

二、绝缘电阻和泄漏电流试验

1、电压互感器绝缘试验

1）、按绝缘结构分：电磁式电压互感器、串级式电压互感器和电容式电压互感器；

2）、测量时，一次绕组用2500V绝缘电阻表，二次绕组用1000V或2500V绝缘电阻表，非被测绕组接地；

3）、串级式电压互感器tanδ的测量

a）、常规法试验接线：考虑到接地末端“X”的绝缘杆和QS1电桥的测量灵敏度一般选择2kV电压试验；

b）、自激法试验：给被试互感器二次绕组（一般为辅助二次绕组aDxD）施加一较低电压（5~10kV）,利用互感器本身的感应关系，即可在高压绕组上产生一个较高的试验电压；

c）、末端屏蔽法测量：测量时被试互感器一次绕组A端加高压，末端X接电桥屏蔽（正接线时X端接地）；

d）、末端加压法：测量时，一次绕组的高压端A接地，末端X施加试验电压（2~3kV），二次绕组开路

4）、电容式电压互感器tanδ的测量

a）、电容式电压互感器由电容分压器、电磁单元（包括中压互感器、电抗器）和接线端子盒组成；

b）、没有A端子引出的电容式电压互感器tanδ和电容量C的测量

主电容C1和tanδ1的测量接线采用自激法；由中压互感器辅助二次绕组加压，XT点接地，按QS1电桥正接法测量；分压电容C2的“δ”点接高压电桥的标准电容器CN的高压端，主电容C1的高压端接高压电桥的CX线。（试验电压不宜超过3kV）

分压电容C2和tanδ2的测量接线采用自激法；C2的“δ”端子接电桥CX线，由中压互感器辅助二次绕组加压，XT点接地，接正接线测量，由于C2电容较大，加压时应考虑容升电压。（4kV以下）

中压互感器电容量CTV和tanδTV的测量接线及等值电路C2和中压互感器一次绕组并联，将C2末端“δ”点与C1首端相连，XT悬空，中压互感器二次绕组短路接地，QS1电桥反接法，CX接线C2末端与C1首端短接线。（3kV以下）

2、电流互感器绝缘试验

1）、测量一次绕组对二次绕组及地，及二次绕组对地，末屏对二次绕组及地的绝缘；

2）、L—110型串级式电流互感器没有末屏端子，用正接线测量时，一次绕组加高压，二次绕组短路（引线拆除）后，接电桥CX线，用反接线测量，CX线接高压及一次绕组，二次绕组短路接地；

3）、电容型电流互感器tanδ和C的测量，用QS1电桥正接线进行测量，一次绕组加压，二次绕组短路接地，电桥CX线接末屏端子。

三、互感器特性试验

1、测量互感器的绕组的直流电阻（单臂电桥）；

2、极性试验：直流法——电源应加在互感器一次侧，测量仪表接在互感器的二次侧；

3、变比试验：

1）、CT变比检查：非被试电流互感器二次绕组短路，严防开路；比较法（标准CT与被试CT变比相同）；

2）、PT变比检查：应通过调压器和变压器向高压侧施加电压，在二次侧测量。

4、互感器励磁特性试验

1）、CT伏安特性试验：将二次绕组引线和接地线均拆除，实验室，一次侧开路，从二次侧施加电压；

2）、PT空载励磁特性试验：PT高压侧开路，低压侧通以额定电压，读取其空开电流及空载损耗。

断路器试验

一、高压断路器的预防性试验项目

1、绝缘电阻试验； 2、40.5kV及以上少油断路器的泄漏电流试验； 3、40.5kV及以下非纯瓷套管和多油断路器的介质损耗因素tanδ试验；

4、测量分、合闸电磁铁绕组的绝缘电阻；

5、测量断路器并联电容的CX和tanδ；

6、测量导电回路电阻；

7、交流耐压试验；

8、断路器分闸、合闸的速度、时间，同期性等机械特性试验；

9、检查分、合闸电磁铁绕组的最低动作电压；

10、远方操作试验；

11、绝缘油试验；

12、SF6断路器的气体泄漏及微水试验。

二、绝缘电阻和泄漏电流试验

1、断路器导电回路对地的绝缘电阻，测量时应采用2500V绝缘电阻表；

2、对空气断路器，实际是测量其支持瓷套管的绝缘电阻，一般数值很高，最低不得小于5000mΩ；

3、对于少油和多油断路器还应测量绝缘提升杆的绝缘电阻；

4、提升杆绝缘受潮：合闸状态下测得的绝缘电阻远低于分闸状态下的测量值； 5、40.5kV及以上的少油断路器、空气断路器和SF6断路器，应测量其支持瓷套管、绝缘提升杆以及断口间的直流泄漏电流。

三、40.5kV及以上多油断路器介质损耗因素tanδ试验

1、对断路器应进行分闸和合闸两种状态下的tanδ试验；

2、分闸状态下应对断路器每支套管的tanδ进行测量；

3、合闸状态下应分别测量三相对地的tanδ（分解试验）；

四、交流耐压试验

1、从试验变压器低压侧测量并换算至高压侧；

2、多油断路器应在分、合闸状态下分别进行交流耐压试验；

3、三相共处于同一油箱的断路器，应分相进行；试验一相时，其他两相应接地

五、SF6断路器和GIS的预防性试验——成套性

六、断路器速度测量、动作时间测量

1、固有分闸时间——由发布分闸命令（指分闸回路接通）起到灭弧触头刚分离的一段时间；

2、合闸时间——由发布合闸命令（指合闸回路接通）起到灭弧触头刚接触为止的一段时间。

七、断路器导电回路直流电阻测量

1、断路器导电回路直流回阻包括套管导电杆电阻、导电杆与触头连接处电阻和动静触头之间的接触电阻等；

2、导电杆电阻一般不会变化，其他两处的连接电阻和接触电阻常常有所增加；

3、测量前将断路器电动合闸后测量，只有允许手动合闸的断路器才可在手动合闸后进行测量；

4、若测量值偏大，可将断路器跳合几次，以消除可能的触头之间氧化膜影响。

八、SF6断路器和GIS耐压试验

1、“老练净化”——混入设备的导电微颗移到低电场强度区域或微颗陷进中和烧蚀电场表面的毛刺、尖端或杂质，对绝缘强度不产生危害作用；

2、交流耐压试验应采用变频串联谐振法，电压波形应接近正弦，两个半波完全一样，且峰值与有效值之比应等于1.414+-0.07，试验电压的频率为10~300HZ,试验电压为出长试验值的80％。

电容器试验

一、电力电容器交接试验项目

1、测量两极对外壳的绝缘电阻；

2、测量极间电容值；

3、泄漏油检查；

4、交流耐压试验； 5冲击合闸试验；

6、并联电阻测量。

二、测量绝缘电阻

1、测量前后对电容器两极之间，两极与地之间，均应充分放电，尤其对电力电容器应直接从两个引出端上直接放电，而不应仅在连接导线板上对地放电；

2、电力电容器电容量较大，储存电荷多，不允许长时间遥测电力电容器两极之间的绝缘电阻；

3、对两极放电的放电引线两端应接在短绝缘棒上，人身不能直接接触放电引线，放电引线应采用裸铜导线。

三、冲击合闸试验

1、试验的目的是检查电容器补偿容量是否合适，电容器所用熔断器是否合适以及三相电流是否平衡；

2、电容器组及与之相配套的断路器及控制保护回路电流，电压测量装置等安装好后，在额定电压作用下，对电容器组进行三次合闸、分闸冲击试验；

3、冲击合闸试验时，应测量每相电流。试验前应将测量电流互感器TA事先接于测量回路中；

4、电容器组为星形接线，应将测量电流互感器TA接于电容器中性点侧的回路内；

5、电容器组为三角形接线，应将测量电流互感器TA只能串接在各相高压回路内。

避雷器试验

一、避雷器分类

1、普通阀式避雷器。可分为FS型（不带并联电阻）和FZ型（有并联电阻）；

2、磁吹避雷器。可分为FCZ型（变电所用）和FCD型（旋转电机用）；

3、金属氧化物避雷器是由具有良好非线性的金属氧化物阀片组成的一种过压保护装置。其中：

1、普通阀式避雷器是由火花间隙和阀片（非线性电阻）串联而成；

2、FZ型在间隙上并联了电阻使每个间隙的放电电压比较均匀；

3、磁吹避雷器主要是由火花间隙和阀片，采用磁场驱动电弧来提高灭弧性能。

二、避雷器的主要预防性试验项目及要求

1、测量绝缘电阻：FS型>=2500mΩ；FZ、FCD、FCZ型与前一次比较不应有显著变化；

2、测量电导电流：FZ、FCD、FCZ型电导电流应在规定的范围内，其差值不大于30％，FS型不做；

3、检查串联组合元件的非线性因素：FZ、FCD、FCZ型同一相内各串联元件α差值不大于0.05，FS不做；

4、测量工频放电电压：仅对FS型进行，FZ解体大修后进行；

5、测量直流1mA电压U1mA及75％U1mA电压下的泄漏电流，U1mA与初始值比较，变化不大于+-5％，75％U1mA泄漏电流不大于50uA；

6、测量交流运行电压下的电导电流：当电导电流的有功分量增加为初始值的2倍后，应停电检查；

7、基座绝缘及放电计数器动作试验。

三、FS型避雷器试验

1、采用2500V绝缘电阻表，测得绝缘电阻不应低于2500mΩ，若绝缘电阻低于规定值时，可增加直流电导电流测量，规定电压下测得的电导电流不超过10uA为合格；

2、工频放电电压测量检查FS型避雷器火花间隙的结构及放电铁性是否正常及在过电压下动作的可靠性；

3、对每只避雷器应测量三次工频放电电压值，并取其平均值作为工频放电电压，测量时，升压速度不宜太快，以免电压表由于惯性作用而带来偏大的测量误差，一般以3~5kV/S为宜，保护电阻R用于限制工频放电时流过避雷器火花间隙的电流，防止工频电流将间隙烧坏。

四、FZ、FCD、FCZ型避雷器试验

1、对FZ、FCD、FCZ型多元件串联组成的避雷器要求用2500V绝缘电阻表测量每一单独元件的绝缘电阻；

2、在避雷器两端施加一定的直流电压时，流过避雷器本体的电流称为电导电流。

五、金属氧化物（MOA）避雷器试验

1、金属氧化物避雷器由金属氧化物阀片串联组成，没有火花间隙与并联电阻，用2500V或5000V，每节都测；

2、测量直流1mA电压U1mA及75％U1mA电压下的泄漏电流。受温度影响，每升10°C，U1mA均降低1％；

3、运行电压下交流泄漏电流测量，测量阻性电流可以有效性地监测避雷器绝缘状况；

4、三相成直线排列的同类型避雷器其阻性电流与有功损耗PX有明显差异，一般情况下，A相测量数值偏大，B相居中，C相偏小。（由三相避雷器间的相间干扰，电容耦合所致。

六、避雷器基座及放电计数器试验

1、记录放电计数器试验前后的放电指示位数；原则上将放电计数器指示位数通过多次动作试验恢复到试验前位置；

2、对避雷器基座要求用2500V绝缘电阻表测量，其绝缘电阻一般应在100mΩ以上；

3、MOA在计数器前边串一只全电流mA表，在运行电压下测量全电流值，判断其运行状态。

电力电缆试验

一、电力电缆的试验项目

1、电力电缆主要由电缆芯、绝缘层和保护层三部分组成；

2、电力电缆的薄弱环节是电缆的终端头和中间接头；

3、绝缘电阻测量，对护层有绝缘要求的电缆，应用500V绝缘电阻表测护层的绝缘电阻；

4、直流耐压试验并测量泄漏电流，U0为电缆导体与金属套或金属屏蔽之间的设计电压，U为导体与导体之间的设计电压；

5、检查电缆线路的相位，两端相位应一致。

二、电力电缆绝缘测量

1、指电缆芯线对外皮或电缆某芯线对其他芯线及外皮间的绝缘电阻； 2、1000V以下的电缆可用1000V绝缘电阻表，1000V及以上的电缆用2500V绝缘电阻表，6kV及以上电缆也可用5000V绝缘电阻表。

三、电力电缆直流耐压和泄漏电流试验

1、对长电缆线路进行耐压试验时，所需试验设备容量小；

2、在直流电压作用下，介质损耗小，高电压下对良好绝缘的损伤小；

3、在直流耐压试验的同时监测泄漏电流及其变化曲线，微安级电流表灵敏度高；

4、试验前先对电缆验电，并接地充分放电；

5、每次耐压试验完毕，应先降压，切断电源。

四、电力电缆的相位检测

检查电缆相位时，依次在一端将芯线接地，在另一端用万用表或绝缘电阻表测量对地的通断，每芯测3次，共测9次。

五、电缆故障探测

1、接地故障，指电缆一芯或数芯接地故障，分为低阻接地故障和高阻接地故障；

2、短路故障，指电缆两芯或三芯短路，或者是两芯或三芯短路且接地；

3、断线故障，指电缆一芯或数芯被故障电流烧断或受机械外力拉断，形成完全断线或不完全断线的故障；

4、闪络性故障，多出现在电缆中间接头和终端内；

5、判断电缆故障性质，一般采用1000V或2500V绝缘电阻表及万用表进行测量

1）、首先在任意一端用绝缘电阻表测量电缆各芯对地绝缘电阻值，判断是否有接地；

2）、测量各芯间的绝缘电阻，判断有无相间短路故障；

3）、如测得绝缘电阻为0，可用万用表测量各相对地或各相间的电阻，判断是低阻故障还是高阻故障；

4）、因为运行中有可能发生断线故障，所以还应作电缆导通性检查：在一端将A、B、C三相短路但不接地，在另一端用万用表测量各相间是否完全通路，相间电阻是否完全一致。相间电阻不一致时，应用电桥测量各相间电阻，检查有无低阻断线故障。

绝缘子试验

一、绝缘子概述

1、绝缘子承担绝缘和机械固定作用；

2、按形状和使用场所可分为悬式绝缘子、支柱绝缘子、棒式绝缘子、针式绝缘子、套管绝缘子、防污绝缘子；

3、按绝缘子材料构成上看，瓷质绝缘子、玻璃绝缘子、合成绝缘子；

4、当电力系统出现过电压及工频电压升高等情况时，有零值绝缘子的绝缘子串易形成闪络。

二、测量绝缘电阻

1、由于绝缘子数量多，用绝缘电阻表遥测其绝缘电阻工作量太大，因此仅在带电检测出零值绝缘子位置后，停电更换该零值绝缘子前，为保证准确性才遥测绝缘电阻；

2、用2500V及以上绝缘电阻表遥测绝缘子绝缘电阻，多元件支持绝缘子的每一元件和每片悬式绝缘子的绝缘电阻不应低于300MΩ。

三、交流耐压试验

1、根据试验变压器容量，可选择一只多多只相同电压等级的绝缘子同时试验，交流电压加1min；

2、耐压过程中，绝缘子无闪络，无异常声响为合格；

3、对于35kV绝缘子（多元件支持），当试验电压不够时，可分节进行。

由两个胶合元件组成的，每节试验电压为50kV/min；

由三个胶合元件组成的，每节试验电压为34kV/min。

四、带电检测绝缘子

1、火花间隙法

用一个适当间隔的开口杈搭在绝缘子两侧，良好的绝缘子两端有相当的电位差，电位差通过导电杈传到一个可调的很小的间隙上，间隙被击穿发出放电声；

2、电阻杆法

测量绝缘子两端点之间电位差的接线，以其电位差大小来判断，接地线应连接可靠。

母线试验及定相试验

一、母线试验

1、试验项目：检查连接部分的接触情况，在运行条件下还可采用红外线温仪测量；在停电条件下对母线进行交流耐压试验；

2、母线耐压试验时母线所带电压互感器、避雷器等设备应当与母线断开，并保证有足够的安全距离；

3、对有两段母线且一般运行或母线所带线路一侧带电的情况，做母线耐压试验时应注意母线与带电部位距离是否足够。两者距离承受电压应按交流耐压试验电压与运行电压之和考虑。间隔距离不够时应设绝缘挡板或不再进行耐压试验，而对母线用2500V绝缘电阻表摇绝缘。

4、母线耐压时间为1min，无击穿、无闪络、无异常声响为合格。

二、定相试验

1、当两台新投变压器要并列运行，新架输电线路与系统并网，新装电力电缆交接运行中电力电缆重装接线盒或终端头后投运等情况下，必须进行定相试验；

2、高压定相（110kV及以下系统）

1、将需要并网运行的两端电压分别送至一隔离开关或断路器两侧；

2、当两侧电压相位相同时，高压定相电流表PA指示为0或一较小数值；

3、当两侧电压相位不同时，PA指示为一较大数值，其值大约为U/R

U——系统线电压

R——两电阻杆阻值之和

3、低压定相（110kV及以上系统）

1、通过电压互感器二次电压定相；

2、两侧电压同相，PV指示为0；

3、两侧电压不同，PV指示为线电压（100V）。

保护装置异常报警试验

1、频率异常报警

三个线电压大于40V，频率小于49.5HZ,延时10S报警灯亮。

2、接地报警

A(B、C)相电压大于75V，时间大于15S，报警灯亮。

3、PT断线报警

保护定值中“PT断线检测”控制字投入，加单相电压57.7V，延时10S，报警灯亮。

4、控制回路断线报警

“辅助参数”中“检测控制回路断线”置1，装置TWJ和HWJ状态均为0（在“开关量状态”查看，延时3S报警灯亮。

5、TWJ异常报警

电流大于0.06倍额定电流，装置TWJ状态为1，延时10S报警灯亮。

6、CT断线报警

仅在A相加0.5倍额定电流，延时10S报警灯亮。

7、弹簧未储能报警

装置“弹簧未储能”开入有分到合（“开关量状态”），经整定延时报警灯亮。

8、过压报警

过压保护的控制字，软压板和硬压板至少有一个不投，加三相电压，使任一线电压大于过压定值，经整定延时发过压报警。

保护装置输出接点检查

1、发生保护跳闸或者开关偷跳时，事故总信号接点闭合3S；

2、手动分合或者遥控分合断路器，KKJ（合后继电器）相应的断开和闭合；

3、进行遥控合闸操作，遥合接点应闭合；

4、进行遥控分闸操作，遥跳接点应闭合；

5、断开保护装置的出口合闸回路，模拟重合闸，相应的合闸接点应闭合；

6、断开保护装置的出口跳闸回路，模拟跳闸，相应跳闸接点应闭合；

7、关闭装置电源，闭锁接点闭合，装置正常运行时，闭锁接点断开；

8、发生报警时，报警接点闭合，报警事件返回时该接点断开；

9、操作回路的控制回路断线时，接点应闭合；

10、开关在跳位时，TWJ（跳闸继电器）输出接点应闭合；

11、开关在合位时，HWJ（合闸继电器）输出接点应闭合；

12、某一保护元件动作时，出口组态中设定的相关出口接点均应动作。

RCS-9611CS线路保护整组试验调试

一、过流保护（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段）——反时限，动作延时应和相应反时限特性计算出来的延时一致

1）、整定定值控制字中“过流Ⅰ（Ⅱ、Ⅲ）段投入”置1，“过流Ⅰ（Ⅱ、Ⅲ）段经复压闭锁”置1，“过流Ⅰ（Ⅱ、Ⅲ）段经方向闭锁”置1，软压板中“过流Ⅰ（Ⅱ、Ⅲ）段”置1；

2）、模拟正方向相间故障，使得电压满足复压定值，电流满足电流定值，电压超前电流的夹角在—45~135°之间。此时过流Ⅰ（Ⅱ、Ⅲ）段经整定延时跳闸。

二、零序保护（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段）

1）、整定定值控制字中“零序Ⅰ（Ⅱ、Ⅲ）段投入”置1，软压板中“零序Ⅰ（Ⅱ、Ⅲ）段投入”置1；

2）、若零序电流选择外加，则在其端子加入电流，若零序电流选择自产，则在相电流回路加入电流；

3）、当零序电流超过定值时，零序Ⅰ（Ⅱ、Ⅲ）即经整定延时跳闸。

三、重合闸保护

1）、整定定值控制字中“重合闸投入”置1，“重合闸检同期”及“重合闸检无压”置0，软压板中“重合闸投入”置1，“闭锁重合闸”硬压板退出；

2）、开关在手合位置，待15S后重合闸充电；

3）、模拟故障，跳闸后撤去故障，此时重合闸经整定延时动作。

四、（零序）过流加速保护

1）、重合闸功能投入；

2）、整定定值控制字中“（零序）过流加速段投入”置1；“前加速投入”置0，软压板中“（零序）过流加速段投入”置1；

3）、待重合闸充电后模拟故障跳闸，待跳闸后撤去故障，重合闸应动作，待重合闸动作后，再立即加故障电流，此时（零序）过流加速经整定延时动作。

五、过负荷保护

1）、整定定值控制字中“过负荷投入”置1，软压板中“过负荷投入”置1，此时过负荷选择的是跳闸；

2）、加故障电流，当电流超过定值时，过负荷保护经延时跳闸。

六、低频保护

1）、整定定值控制字中“低周保护投入”置1，“DF/DT闭锁投入”置1，软压板中“低周保护投入”置1，“低频减载”硬压板投入；

2）、加三相电压，使各线电压均大于“低周保护低压闭锁定值”，频率高于“低周保护低频定值”；

3）、频率开始下降，下降的速度应低于“DF/DT闭锁定值”；

4）、待频率低于定值后即经整定延时跳闸。

七、低压保护

1）、整定动作控制字中“投低压保护”置1，“投过流闭锁低压”置1，软压板中“投低压保护”置1，“投低压保护”硬压板投入；

2）、断路器在合位；

3）、加三相正常额定电压，然后降低电压使各线电压小于低压定值，同时使电流小于电流闭锁定值，此时低压保护经整定延时跳闸。

RCS-9700系列C型测控装置调试

一、主控室各测控装置分布情况： 1、220kV 线路测控柜：腰新Ⅰ线—RCS—9701C；腰新Ⅱ线—RCS—9701C；

2、#1主变测控柜：变高—RCS—9705C；变中—RCS—9075C；变低—RCS—9703C；

3、#2主变测控柜：变高—RCS—9705C；变中—RCS—9075C；变低—RCS—9703C； 4、220kV 分段测控及备自投：RCS—9705C；

5、站变备投保护测控柜：RCS—9709C；

6、公用测控柜：测控装置一RCS—9702C；测控装置二RCS—9702C；测控装置三 RCS—9702C

二、测控装置功能测试

1、遥测功能测试

1）、选定测试回路，调出该数据所在的单线圈；

2）、在测量回路端子排加入试验电压及电流，调整其值及相位角；

3）、记录数据并与试验表计对数，并检查后台机和远动机数据变化的响应时间；

4）、对电压、电流、功率、频率各类模拟量各加5次量进行测试。

2、遥信功能测试

1）、测试遥信数据的正确性及传输时间；

2）、对其开入量进行试验，在相应屏柜端子上加0→1和1→0的变位信号，检查显示是否一致。

3、遥控功能测试

1）、选择一个断路器或刀闸，进行“遥控”；

2）、开关刀闸在手动强制解锁或逻辑条件满足情况下，进行“遥控执行”；

3）、从系统中对相关的遥控点进行试验，用万用表在相应输出端子上测量输出接点的动作情况，对遥控的准确性和响应时间进行测试。

4、联锁组态功能测试

1）、通过改变相关开入量状态来模拟闭锁条件；

2）、通过后台遥控操作来验证站控层逻辑闭锁结果是否正确；

3）、通过装置就地操作来验证间隔层逻辑闭锁结果是否正确；

4）、逻辑满足时应能可靠动作，逻辑不满足时应能可靠闭锁。

5、检同期功能测试

1）、测试检同期，检无压功能的正确性；

2）、整定有关同期定值，并对装置加相应的电压及相角量；

3）、对有关同期的“压差闭锁”、“频差闭锁”、“角差闭锁”、“检无压”、“同期复归时间”等功能进行测试；

4）、同期时间设置为30S，当同期电压不满足条件时，不能进行同期合闸，当30S内同期条件满足时，不用再进行按钮合闸，自动进行同期鉴定，自动合闸。注：建议定值

低压闭锁值：40V

同期复归时间：25S

压差闭锁值：10V

线路补偿角：0

频差闭锁值：0.1HZ

检无压比率：30％

频差加速度闭锁：1HZ/S

允许合闸角：30°

RCS-931BM超高压线路成套保护装置调试

一、纵差差动保护定值校验：

1、差动电流高定值校验

1）、模拟对称故障或不对称故障，使故障电流为：I=m×0.5×（Imax1）；

2）、Imax1为“差动电流高定值”、4Un/4Xc1两者的大值；

3）、m=0.95时差动保护Ⅰ段应不动作，m=1.05时差动保护Ⅰ段能动作。

2、差动电流低定值校验

1）、模拟对称故障或不对称故障，使故障电流为：I=m×0.5×（Imax2）；

2）、Imax2为“差动电流低定值”、1.5Un/4Xc1两者的大值；

3）、m=0.95时差动保护Ⅱ段应不动作，m=1.05时差动保护Ⅱ段能动作。

3、正序容抗定值（零序差动）试验

1）、抬高差动电流高、低定值，建议整定为2In，零序起动电流可整定为0.1In；

2）、整定Xc1，使Un/Xc1>0.1In，建议为0.4In，Xc0定值整定比Xc1适当大一点；

3）、加正常三相对称电压，大小为Un，三相对称电流电流超前电压90°，大小为In=Un/2Xc1，使差动满足补偿条件；

4）、增加任意一相电流（另外两相电流不变），使零序电流大于0.3In；

5）、零序差动保护选相动作，动作时间为120ms左右。

二、距离保护定值校验

1）、投入距离保护压板，重合把手切换至“综重方式”。将保护控制字中“投Ⅰ（Ⅱ、Ⅲ）段距离”、“投Ⅰ（Ⅱ、Ⅲ）段相间距离”置1，等待保护充电直至充电灯亮；

2）、加故障电流I=In，故障电压U=m×I×Zzd1（Zzd1为相间距离Ⅰ（Ⅱ、Ⅲ）段阻抗定值），模拟三相正方向瞬时故障，m=0.95时可靠动作，m=1.05时可靠不动作；

3）、加故障电流I=In，故障电压U=m×（1+k）I×Zzd1（Zzd1为接地距离Ⅰ（Ⅱ、Ⅲ）段阻抗定值，k为零序补偿系数），模拟正方向单相接地瞬时故障；

4）、加故障电流4In，故障电压为0V，分别模拟单相接地、两相或三相反方向故障，距离保护不动作。

三、零序保护定值校验

1）、仅投入零序保护压板，重合闸把手切换至“综重方式”。将相应的保护控制字投入，等待保护充电，直至充电灯亮； 2）、加故障电压30V，故障电流1.05×I01ZD(其中I01ZD为零序过流Ⅰ段定值)，模拟单相正方向故障，其保护动作；

3）、加故障电压30V，故障电流0.95×I02ZD，模拟单相正方向故障，其保护不动作。

四、工频变化量距离定值校验

1）、投入距离保护压板，分别模拟A、B、C相单相接地瞬时故障和AB、BC、CA相间瞬时故障；

2）、模拟故障电流固定（其数值应使模拟故障电压在0~Un范围内）模拟故障前电压为额定电压；

3）、模拟单相接地故障时：U=(1+k)×I×DZset+（1-1.05m）×Un

模拟相间短路故障时：U=2I×DZset+（1-1.05m）×1.732Un

其中：m——系数，0.9,1.1（m=0.9时可靠不动作，m=1.1时可靠动作）

DZset——工频变化量距离保护定值

五、TV断线相过流，零序过流定值校验

1）、仅投入距离保护压板，使装置报“TV断线”告警，加故障电流I=m×Ipt成dx1（TV断线相过流定值）

2）、仅投入零序保护压板，使装置报“TV断线”告警，加故障电流I=m×Ipt成dx2（TV断线零序过流定值）

RCS-915AB-HB型微机母线保护装置调试

一、母线差动保护

投入母差保护压板及投母差保护控制字。

1、区外故障

1）、短接元件 1 的I 母刀闸位置及元件2 的II 母刀闸位置接点；

2）、将元件 2TA 与母联TA 同极性串联，再与元件1TA 反极性串联，模拟母线区外故障；

3）、通入大于差流起动高定值的电流，并保证母差电压闭锁条件开放，保护起动。

2、区内故障

1）、短接元件 1 的I 母刀闸位置及元件2 的II 母刀闸位置接点； 2）、将元件 1TA、母联TA 和元件2TA 同极性串联，模拟I 母故障； 3）、通入大于差流起动高定值的电流，并保证母差电压闭锁条件开放，保护动作跳I 母；

4）、将元件 1TA 和元件2TA 同极性串联，再与母联TA 反极性串联，模拟II 母故障；

5）、通入大于差流起动高定值的电流，并保证母差电压闭锁条件开放，保护动作跳II 母；

6）、投入单母压板及投单母控制字。重复上述区内故障，保护动作切除两母线上所有的连接元件

3、比率制动特性

1）、短接元件 1 及元件2 的I 母刀闸位置接点；

2）、向元件 1TA 和元件2TA 加入方向相反、大小可调的一相电流，则差动电流为|I1+I2|，制动电流为K×（|I1|+|I2|）。分别检验差动

电流起动定值Hcd I 和比率制动特

4、电压闭锁元件

在满足比率差动元件动作的条件下，分别检验保护的电压闭锁元件中相电压、负序和零序电压定值，误差应在±5％以内。

5、投母联带路方式

1）、将“投母联兼旁路主接线”控制字整定为1，投入母联带路压板，短接元件1的I 母刀闸位置和I 母带路开入；

2）、将元件 1TA 和母联TA 反极性串联通入电流，装置差流采样值均为零；

3）、将元件1TA 和母联TA 同极性串联通入电流，装置大差及I 母小差电流均为两倍试验电流

4）、投入带路TA 极性负压板，将元件1TA 和母联TA 同极性串联通入电流装置差流采样值均为零，反极性，两倍。

二、母联充电保护

1）、投入母联充电保护压板及投母联充电保护控制字；

2）、短接母联 TWJ 开入（TWJ＝1），向母联TA 通入大于母联充电保护定值的电流，同时将母联TWJ 变为0，母联充电保护动作跳母联。

三、母联过流保护

1）、投入母联过流保护压板及投母联过流保护控制字；

2）、向母联 TA 通入大于母联过流保护定值的电流，母联过流保护经整定延时动作跳母联

四、母联失灵保护

1）、模拟母线区内故障，保护向母联发跳令后，向母联TA 继续通入大于母联失灵电流定值的电流；

2）、保证两母差电压闭锁条件均开放，经母联失灵保护整定延时母联失灵保护动作切除两母线上所有的连接元件

五、母联死区保护

1、母联开关处于合位时的死区故障

1）、用母联跳闸接点模拟母联跳位开入接点，模拟母线区内故障；

2）、保护发母线跳令后，继续通入故障电流，经整定延时Tsq 母联死 区保护动作将另一条母线切除。

2、母联开关处于跳位时的死区故障

1）、短接母联 TWJ 开入（TWJ＝1），模拟母线区内故障，保护应只

跳死区侧母线；

2）、故障前两母线电压必须均满足电压闭锁条件

六、母联非全相保护

1）、投入母联的非全相保护压板及投母联非全相保护控制字；

2）、保证母联非全相保护的零序或负序电流判据开放，短接母联的 THWJ 开入，非全相保护经整定时限跳开母联。3）、分别检验母联非全相保护的零序和负序电流定值，误差应在±5％以内。

七、断路器失灵保护

1）、投入断路器失灵保护压板及投失灵保护控制字，并保证失灵保护电压闭锁条件开放。

2）、对于分相跳闸接点的起动方式：短接任一分相跳闸接点，并在对应元件的对应相别TA 中通入大于失灵相电流定值的电流（若整定了经零序/负序电流闭锁，则还应保证对应元件中通入的零序/负序电流大于相应的零序/负序电流整定值），失灵保护动作。

3）、对于三相跳闸接点的起动方式：短接任一三相跳闸接点，并在对应元件的任一相TA 中通入大于失灵相电流定值的电流（若整定了经零序/负序电流闭锁，则还应保证对应元件中通入的零序/负序电流大于相应的零序/负序电流整定值），失灵保护动作。

4）、失灵保护起动后经跟跳延时再次动作于该线路断路器，经跳母联延时动作于母联，经失灵延时切除该元件所在母线的各个连接元件。

5）、在满足电压闭锁元件动作的条件下，分别检验失灵保护的相电流、负序和零序电流定值，误差应在±5％以内。

6）、在满足失灵电流元件动作的条件下，分别检验保护的电压闭锁元件中相电压、负序和零序电压定值，误差应在±5％以内。

7）、将试验支路的不经电压闭锁控制控制字投入，重复上述试验，失灵保护电压闭锁条件不开放，同时短接解除失灵电压闭锁接点（不能超过1s），失灵保护应能动作。

其中：

电力系统继电保护的自动化策略 篇3

[关键词]电力系统；继电保护；自动化策略

在我国，电力工业不仅是国家的基础支柱产业之一，而且它的运营情况，将会直接关系着我国人民的用电水平。而电力企业要想有进一步的发展，就不可能离开继电的保护技术，而随着科技的进步，以及用户量的增加，当前的形势下，继电的保护系统正在不断的向自动化以及智能化的方向发展，为了跟上时代的步伐，所以一定要把这方面的技术进行研究并推广。

一、继电保护和继电保护的自动化理念

电力系统实际上是一个技术性和专业性都非常强的整体概念，在基本的理论上有很深的基础知识，而且在实际的使用上又涉及到了很高的技术性，而且在现实生活中，如果有操作不当的情况，其还会危及到人员的人身安全，所以在这方面，一定要有非常专业的保护装置，在日常管理上也要有专业的技术人员，只有这样，电力系统才可以安全稳定的运行，进而保证人们的日常用电情况。在通常的情况下，机电的保护装置在使用中，它的最基本的功能就是一但电力系统在某些位置或者是其部件出现了故障，或者是有运行不稳定的问题，机电的保护装置就会进行一些有效的保护动作，例如是跳闸，或者是发出警告等，这些自动化方法的使用，可以进一步防止电力系统的继续恶化，以此来提高整个电力的水平和质量。

继电保护技术是继电保护系统中，确保电力系统能够健康运行的一个必要因素，所以对其的建立一定要从思想层面重视起来。在继电系统中，它的保护作用主要表现在电力系统在正常工作中，如果发生了一些运行故障，它就会发挥其在这个系统中的保护作用。继电的保护装置，在工作的时候，它的反应速度是非常快的，所以其处理问题的效率表现的也非常好，简而言之，如果系统发生故障，或者其相关的设备以及零部件，这个继电保护系统都会从整个电力系统中，对其进行根本性的切除保护工作，这样不仅可以保证一些电路的正常工作，而且其还可以确保这些故障不会升级，从而产生更大的故障发生。

二、电力系统的继电保护在自动化方向发展的策略

针对电力系统中的继电保护的自动化而言，它的发展不是一帆风顺的，其在发展中经过一系列的反战事件，在二十世纪的六十年代，我国才开始对继电的保护模式进行研究，在经过几代人数十年的积极发展后，才开始进行继电保护技术在高科技方面的探究和发展，而这些技术的发展，肯定是离不开计算机技术的，因为计算机技术现在已经成为了一个非常基础而有效的技术，所以其在很多领域都得到了大力的推广和发展。在上个世纪的九十年代，我国的继电保护技术，才开始进入全面的微机保护时代，也就是通常所说的自动化时代。电力系统在继电保护的发展中，其自动化的主要内容表现在了以下几个方面。

2.1使用微机技术进行继电的保护工作

微机保护技术，通常也就是所说的计算机保护技术，这个技术在继电的保护领域中有着无可替代的作用。微机技术其自身所具备的优点在现在这个阶段，已经被大量的使用在电力系统的保护当中，这种技术的相互结合，本身就非常具有挑战意义。微机保护的技术，在使用中其拥有非常好的数学运算能力，而且逻辑思维和逻辑处理能力也是屈指可数的，所以在应用到电力系统的继电保护装置中，其这些优点都得到了最大化的发挥。在实际的工作运行中，微机会时时刻刻的对机电日常的运行的方式，还有它的工作状态进行严密的监察，通过微机在检测方面的精准特点，以及其在处理功能方面的高效特点，就足可以提高电力系统工作运行中的速度和效率，而且它的继电保护性能也会有显著的提高，这样在整体的运行和保护上，都有个非常高效的表现，给继电保护的智能化发展开启了一个很好的开端。图1就是微机的继电保护工作图。

图1 微机继电保护工作图 图2 继电保护系统监控过程示意图

2.2在继电保护自动化中客户机的实际作用

对继电保护中的客户机而言，这些客户机通常情况下都设置在当地的变电站，因为在实际应用中，它不仅可以在多方面进行功能的运转，而且在其控制的效果还是非常好的，所以近些年收到了广泛的推广。其具体的作用主要有以下几点。①客户机可以通过对发生故障的录波器接口的管理和保护，从而来对一些信息采集和收集的分析工作，在所有的信息当中，可以包括不同的用电厂家，还有它们的保护装置和故障录波器的一些信息等。平常客户机在工作的时候，必须要对电力系统的运行情况，进行非常详细的检查和检测工作，而且这种设备使用，可以及时得到电力系统在保护的过程中，所发生的一系列问题，同时还能制作出相关问题的报告和这些线路故障的报告等。与此同时，这个技术的应用，还可以确保在电力系统发生一些故障的时候，或者是出现了一些问题的情况时，对这些信号进行接收保护工作，还有对产生故障的录波器进行报告的生成工作。②客户机在运行的过程中，还可以使用管理监控系统的主站接口，以此可以对值班的技术管理工作人员进行监管，看其在当时的工作状态是否符合标准，如果发现有一些松懈的问题，客户机就可以相应的发出一些警告信号，以这种方式来惊醒工作人员，让其继续的坚守在岗位上，同时还可以保持良好的工作状态，以提高当班人员的警惕性。③客户机在使用中，还可以充分的对远动主站的接口进行管理，因为电力系统在运行的时候，难免会出现一些异常的问题，所以客户机就可以把这个系统中的装置，还有零部件，以及一些其他的信息及时的进行上传，在调度的管理端口上就会呈现，这个工作过程，都是远动主站作为中间的介质来完成的，在这个方面也可以看出，网络的连接以及其调度作用对电力系统的继电保护在自动化方面的应用是非常重要的，所以在这方面一定要控制好，保证好。系统的监控图如图2所示。

总结

继电保护装置的自动化系统不是一朝一夕就可以完全发展起来的，相关的技术人员以及电力公司的研究人员，只有更加的用心来探讨和进行深入的研究，才可以把我国电力系统在继电保护方面所出现的问题，及时的解决掉，并且把现有的自动化技术进行逐步的完善和健全，这样电力系统就可以安全，快速，稳定的发展起来，从而为我国的经济发展，还有社会的进步做出更大的贡献。

参考文献

[1]王喜香，李吉春.浅议电力继电保护的故障及维修技术[J].黑龙江科技信息，2010（35）.

[2]翟红侠，孙洁.220kV变电站的继電保护工作要点探讨[J].科技创新导报，2011（2）.

[3]李洪波.浅议电力系统的继电保护[J].赤峰学院学报（自然科学版），2009（1）.

继电保护系统自动测试 篇4

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

参考文献

[1]姚志清.继电保护测试发展方向的思考[J].继电器,2008,36(11):76-78.YAO Zhi-qing.Some thought about development target of testing for relay protection equipment[J].Relay,2008,36(11):76-78.

[2]李忠安,沈全荣,王言国,等.电力系统智能装置的自动化测试系统设计[J].电力系统自动化,2009,33(8):77-79.LI Zhong-an,SHEN Quan-rong,WANG Yan-guo,et al.Electrical power system intelligence installment automated test system design[J].Automation of Electric Power Systems,2009,33(8):77-79.

[3]张丽娟,宗国萍,等.继电保护装置智能测试系统的软件设计[J].微计算机信息,2009,25(10):312-314.ZHANG Li-juan,ZONG Guo-ping,et al.Protective relay test system for intelligent software design[J].Micro Computer Information,2009,25(10):312-314.

[4]廖运初.《可编程序控制器应用技术》[M].重庆:重庆大学出版社,2007.LIAO Yun-chu.Programmable controller application technology[M].Chongqing:Chongqing University Publishing House,2007.

继电保护系统自动测试 篇5

摘 要：在经济迅速发展的今天，综合化的科学技术已经得到快速的提升，在这种形势下，电力企业的自动化也在发生着不断地变化。电力行业作为影响国家民生的重要企业，电力系统的继电保护也成为人们重要关注的问题，因此处理好电力自动化和继电保护之间的关系已经势在必行。

关键词：电力自动化；继电保护；管理；联系

中图分类号：TM77 文献标识码：A

电力行业是我国能源的主要供给中心，是一个具有变化性和非线性的动态系统，同时它的参数也是不好确定的。因为电力系统涉及的范围广，作用大，所以深深地影响着人们的生活、生产。电网系统的不断扩大使其对电力系统的管理和控制提出了更高的要求。

1.电网的组成部分

实现电力系统的自动化和继电保护都离不开电网的大力支持，电网资源可以得到充分的应用。从电力系统的自动化以及继电保护来获取相关的重要信息，并由电力系统的调度中心获得电网的参数、结构。从EMS系统中获得电力设备的运行状态以及输送情况。对于需要进行保护的重要信息要从调度管理系统获取，通过调度的现场执行来完成的。

2.电力系统自动化概念以及继电保护的内容

2.1 电力系统及其自动化的概念

（1）电力系统自动化是电力行业未来发展的必要趋势，主要包括电力自动化、水利发电自动化、供电自动化、电力系统信息传输自动化、电力故障处理自动化等，它是一个全方位的自动化处理系统。

（2）电力系统结构简单化：电力系统的结构对整个电网系统来说起到了优化的作用。因整个系统中有很多的设备需要联系起来，也意味着其设备运行的不易操控，增加了电力系统调度工作的难度，并且控制的频率也在不断上升，最终导致整个系统的运行设备不能发挥出最大的作用。因此，我们要对电力系统进行自动化的改进，通过改进来促进电力企业的可持续发展。

（3）电力系统的一体化操控：随着电力系统一体化进程的不断加快，整个控制系统也变得简单起来，这样更有利于智能化的发展。电力系统操控一体化是满足时代发展对电力系统提出要求后的改造方法，同时它也为继电保护在电力系统中的更好的应用提供了有利的条件。

（4）电力系统功能的多样化：电力系统功能的多样化是电力企业长期发展中实现转变的必要要求，可以有效地增加电力运行中对电能的监测程度，通过制定科学合理的电力系统电能操控方法，从而对电力系统的运行做出优化。

2.2 电力系统自动化及继电保护技术的内容

电力系统自动化指的是电网的二次系统。电力系统的自动化主要是通过采用检测、控制的系统设备，经过数据传输来保障电力系统的安全行、可靠性。其自动化不仅节约了人力财力，还以自动化的先进方式让电力系统的资源得到有效利用。电力能源也随着人口的增加变得越来越紧张，在这种情况下，大量的数据需要进行分析和整理，会使得电力系统调度人员的工作量加大，导致工作的质量也得不到保证，而计算机信息技术则很好地解决了这种问题。计算机网络技术已经渗透到电力系统的继电保护中，而且还实现了无人管理，采用远程遥控、远程监控的方式在电力故障检测、电力故障分析、数据管理上发挥了很大的作用。

3.电力系统及其自动化和继电保护技术的应用

3.1 线路保护

在高压供电系统中，对继电保护技术的应用最为广泛了，不仅对电力系统线路的安全、可靠运行产生了深远影响。由于在线路保护中，采用的是三段式或者二段式的保护方式，使得一段对速断电流进行保护，二段对速断电流的显示做出保护，三段则是对过电流做出保护，因此保障了电力系统运行中线路的安全。

3.2 母联保护

母联保护是应用了继电保护技术，从而对电力系统运行中故障的发生做好预防，成为电力系统中保障用电安全的一项很关键的工作。

3.3 电容设备的保护

对于电力系统的运行来说，对电容设备的保护主要是指过电流保护、电压保护、电压的零序保护，从而促进线路正常作用的最好发挥。继电保护技术的不断发展，在微机保护方面也发挥出重要的作用。

3.4 可靠性

继电保护技术可以在一定范围内对电力系统起到可靠的保护作用，一旦继电系统中有在这种范围之内的故障，继电保护装置就会在第一时间做出反应并进行分析。如果出现不在控制范围内的故障，即使继电保护装置做出了判断，也不会产生反应的。

3.5 快速性

电力系统在运行中一旦发生故障就容易导致故障的蔓延，因此为了不让故障得到扩展，需要及时恢复用电，以确保继电保护技术的快速性。

4.电力系统及其自动化和继电保护技术存在的问题

4.1 思想重视不足

在电力系统正常运行中，某些电力企业对继电保护技术不够重视，尤其是缺乏完善的电力系统管理制度，对相关电力内容的记录不完善，特别是记录的格式不?范，还有的电力企业没有对继电保护技术做记录，这样就给电力系统的正常运行带来不必要的麻烦，同时也不利于电力行业的更好发展。

4.2 应用的效果不理想

因为相关企业、相关人员对故障发生的情况不够了解，致使继电保护技术没有得到更好的应用。例如有的电力企业已经对故障做了多次的处理，却没有得到彻底的解决，从而造成人员、资源、设备等的浪费，在一定程度上制约了电力系统继电保护技术的提升。

5.完善电力系统及其自动化和继电保护技术的对策

5.1 提高思想觉悟，对技术的应用加强重视

在电力系统的运行中，为了保障系统的有效运行，需要及时转变观念，提高相关人员的思想觉悟，将电力系统的继电保护技术得以更好地应用。加强对电力系统故障的处理，及时做好电力运行的有关记录，并按照电力企业的规范进行操作，从而促进电力系统继电保护技术的更好应用，确保电力行业电力系统的正常运行。

5.2 加强对相关知识的研究，推动继电保护技术的创新

为了确保继电保护技术的更好应用，就要加强对相关知识的研究，加大在该行业的投入，从而推动科学技术的不断进步。例如说对故障的记录要形成总结和分析的习惯，并制定与之相应的措施，为继电保护技术的发展提供一定的参考。

5.3 重视技术的推广，提升应用效果

通过思想认识的提高，对技术研究的不断加强，对电力系统的故障做及时的判断和解决，可以有效减少电力系统运行造成的不良影响。因此应当高度重视继电保护技术的应用与推广，借助该技术性能好、效果佳的优势确保整个电力系统的正常运行。相关的应用单位要努力提升自身的技术水平，确保电力系统的稳定性、安全性。一旦有故障发生，能在第一时间对故障做出判断并进行有效的解决，以此提升继电保护技术的效果。

5.4 采用保护措施促进整个系统的安全运行

除了上边所说的解决对策外，还要积极采取有效的技术措施，例如网络信息化技术、新型感应器技术、继电保护遥控技术等，不同的技术都有自己不同的特点与优势，为满足电力系统的自动化需求，应当积极的借助先进技术并得以应用，为整个电力企业提供安全保障。

6.电力系统及其自动化和继电保护技术的发展趋势

网络化：由于计算机技术的飞速发展，网络化已经成为电力企业发展的必要趋势，并在实际的应用中发挥着非常重要的作用，不仅对整个电力行业产生影响，还对其他行业的发展起到了借鉴的作用。由此看来，电力系统的每个单元都要互相协作、互相配合，并在网络化技术的大力支持下对故障发生点、故障的发生程度、故障的距离做出更快、更准确的判断。

结语

电力系统自动化和继电保护技术在电力企业的应用已经非常活跃，也相信它的发展前景一片美好。利用先进的计算机技术、网络技术，有效提升对故障判断和处理的效率，节约运行成本，使得电力企业得到更好的发展。

参考文献

继电保护系统自动测试 篇6

【关键词】电力系统安全稳定；继电保护；自动化装置

一、前言

用电范围日益扩大，要求电力企业必须要保证电力系统运行的稳定性，避免对人们的生活带来不便。在电力系统运行过程中，应该加强继电保护的运用，提高自动装置的可靠性。继电保护和自动装置运行稳定在很大程度上可以有效促进整个电力系统的安全可靠的运行。所以，应该全面的分析继电保护和自动装置的运行情况，从而保证电力系统运行更加安全和可靠。

二、继电保护和自动化装置的特点

当电力系统过载运行或者发生短路的情况，为了可以把相关情况的信息及时的发送出去，应该保证继电保证装置的可靠性，才可以把相关情况的信息快速准确的发送出去。继电保护装置可以与其它相关设备一起进行排除故障，这样可以快速有效的切除故障点。当继电保护装置出现问题时，主要表现为两种形式，一般为误动故障和拒动故障。继电保护在出现误动故障时，主要表现为当电力系统没有出现故障时，如果自身特性不良或者因为其它因素受到影响，导致出现误动作，这样就会造成一定的经济损失。自动化装置主要作用为控制电力系统和实时检测运行参数，如果自动化装置在发生故障后，对电力系统运行调节、测量以及控制参数时，则会影响到其准确性。当发生拒动故障时，主要表现为当电力系统发生故障后，继电保护装置不能快速准确的发出信号，这样就不能快速的排除电力系统的故障点。当继电保护故障非常严重时，可能会造成整个电力系统瘫痪的情况。

三、提高继电保护运行的可靠性

3.1冗余设计以及优化措施

对于提高继电保护系统容错技术，必须采用硬件冗余来实现这种容错技术。在对继电保护进行设计时，可以采用容错技术，这样当继电保护系统中的某一个保护装置出现错误动作时，电力系统运行不会受到影响，有效的提高了电力系统的稳定性。在采用硬件冗余时，为了能够有效的提高可用度和拒动率等指标，可以采用多数表计、备用切换和并联等多种方法进行有效的提高，并且也能够更加全面的显示恶化的误动率。在采用硬件冗余时，应全面分析继电保护系统的具体情况，然后根据实际情况，采取适合的冗余方式。为了保证可靠性指标可以完全有效的满足要求，应该科学合理的制定优化冗余设计方案，达到有效节约投资额，并且可以减少保护装置的使用数量。

3.2加强继电保护装置的维护工作

在继电保护装置运行的过程中，还应要做好维护工作，可以更好的提高继电保护装置的安全性和可靠性。继电保护装置的维护主要包括以下方面：首先需对继电保护装置定期进行有效的查评和检修，主要检查内容包括二次设备元件的名称、标志，检查它们是否齐全，并对按钮、转换开关及动作等方面全面进行检查，确保装置可以灵活使用，还应排除装置接点接触压力不足的情况，并且还需检查是否有烧伤的现象。同时还需全面检查继电保护装置的红绿指示灯泡及制室光字牌，保证它们的使用正常；其次，还需定期检查配线，确保固定卡子没有发生脱落的情况；当断路器上操作机构出现异常情况时，必须及时进行全面的排除等方面工作。在继电保护装置通过定期检查之后，还需对继电保护装置进行分类，一般是根据继电保护装置的运行情况来分类。当定期检查继电保护发现异常时，应对出现的问题进行判断和分析，采用合理有效的技术措施来处理问题，及时把隐患排除，维护电力系统运行安全。

3.3加强继电保护装置的可靠性

当保护装置在规定的范围内出现故障时，则继电保护装置一般不会出现拒动故障，如果其他保护装置在对拒动进行保护时，继电保护装置不会出现误动作，这样可以有效的提高继电保护的可靠性。为了使继电保护可以更为安全稳定的运行，应该采用科学有效的计算方法对继电保护装置的可靠性指标进行计算，保证可靠性指标的准确无误。在计算继电保护装置运行工作的正确率时，应先排除不正确动作。在采用继电保护辅助配套装置时，一般是利用自动控制回路以及二次继电保护。辅助继电保护配套装置具有很好的可靠性，在很大程度上可以保证继电保护装置运行安全可靠，所以，应该同时加强继电保护辅助装置的可靠性。

四、加强自动化装置的可靠性

4.1全面了解自动化装置的设定值和初始状态

由于自动化保护装置的结构比较复杂，而且运行状态也很容易出现波动。当自动保护装置在后续运行工作中，初始状态对保护装置有直接的影响。为了保证自动化装置的可靠性，应该对自动化装置的初始数据进行清楚的了解，主要包括自动装置的设计图纸、技术资料以及其他相关数据信息等进方面应有全面的了解。

4.2统计和分析自动化装置的运行状况

对于自动化装置的运行情况，应该要做好全面的统计工作，同时对数据进行系统分析，在总结自动化装置运行规律时，可根据统计和分析的数据作为依据。自动化装置在运行的期间，会出现各种程度不同的问题。当自动化装置在运行时间过长时，则装置可能会产生更为严重的问题。所以，应该定期检查和维护自动化装置；如发现自动化装置存在问题，应及时解决，还应并对有可能出现的问题进行处理，排除隐患，加强维修工作的实用性和有效性，使自动化装置的安全性与可靠性得到确切的提高。

4.3关注自动化装置的技术改造

为了促进电力系统的不断发展，应随时关注自动化装置技术的改造和更新，在选择自动化装置时，必须要科学合理的选择相适应的的技术方法。在选择继电保护装置和自动化装置时，可以选择两套不同的生产厂家，并且装置的原理也要不一样，这样可以双重的保护，也可以有效减少装置出现故障的情况，但是在同一站内，不可以采用太多的保护装置型号。在对信息进行控制、采样及存储时，可以适当的采用非常规互感器数字信号以及全数字化保护系统等方法。

4.4对自动化保护装置进行检测

为了确保自动化保护装置的可靠性，应该要采用装置检测器对其进行有效的检测。在对保护装置进行日常检测和保护时，需要使用变压器绕组对其进行变形测试，并且也可以红外热成像技术等方法等进行保护和检测。

五、结束语

继电保护系统自动测试 篇7

1 自动测试系统的原理与架构

1.1 自动测试系统原理

传统的继电保护装置测试系统一般采用上位机对测试仪进行控制, 通过测试仪与保护装置的互动来实现模拟测试, 如图1所示。这种方法存在无法全自动进行, 需要大量手动完成的工作, 测试数据结果及故障报告等无法传送到PC机保存等诸多弊端。

为了解决这些问题, 新的自动化测试系统解决方案的运行拓扑如图2所示。

图2中增加了PC机与保护设备之间的数据通信, 通过标准的通信协议实现控制保护设备进行信号复归、定值整定等操作, 同时实时从保护设备获取到故障报告、扰动数据、定值传输数据的报文, 在PC机中自动生成测试报告。新的自动测试系统将PC机和保护通信的相关功能集成到测试平台中, 实现了数据共享, 闭环测试。进而得出更全面更动态的数据, 测试平台可以根据测试员要求自动生成完整的测试报告, 对每项测试内容给出合格或不合格的结论。

1.2 自动测试系统架构及功能设计

自动测试系统是一个复杂的系统, 按照各自的功能不同, 可将其分成不同的组件模块, 同时从逻辑上依据数据的传递进行不同层面的切分, 定义了基本框架和功能模块, 如图3所示。

其中核心的部分为逻辑层, 逻辑层中的每个模块都是按面向对象的程序设计思想对其功能进行封装, 通过界面层的操作来调用, 其结果返回给界面或是存入数据库中。

1.3 研究价值与实际意义分析

采用这种自动化测试技术的研究价值及实际意义主要有以下几点:

(1) 提高工作效率。先进的测试技术和测试手段的应用, 不断的使测试工作变得方便快捷, 从而大大地提高了测试工作的效率。

(2) 避免在实际应用中的损失。新技术的应用, 使得测试装置具有很强的综合分析能力和判断能力, 几乎就是一个智能专家系统, 因此极大地提高了测试工作可靠性。

(3) 自动测试技术让测试数据的获取、存储、运算、管理等实现了标准化、程控化、可共享化。

(4) 自动测试平台是由各个相对独立而又紧密联系的模块组成的, 各模块被自动测试过程所用的功能仅是其中一部分, 还有许多其他的附加功能可供平常测试和其他工作中使用。如规约分析、通信监视、自动填表、仿真模拟等[2]。

2 自动测试方案分析

本文设计的这套测试方案是基于广州昂立保护试验仪器的基础上开发出来的。它结合了继电保护数据接口技术、继电保护测试仪接口技术;基于XML技术和Word/WPS程序控制接口, 设计出描述自动测试过程和测试方法的文件格式;开发编辑平台编辑自动测试方案文件和标准报告格式文件 (Word/WPS) ;开发自动测试执行平台;根据自动测试方案和标准报告格式文件执行现场测试, 形成标准格式的测试报告。

2.1 系统结构

继电保护检验智能作业及管理系统由继电保护测试仪接口、继电保护测试功能数据接口、自动测试系统、测试方案编辑平台、规约通信引擎程序、规约模版编辑平台、生产管理系统接口等部分组成, 系统层次结构图如图4所示。

图4中: (1) 硬件层, 包括继电保护测试仪和保护装置; (2) 测试仪控制接口程序层; (3) 自动测试/闭环自动测试层, 包括自动测试主程序和通讯规约引擎过程序; (4) 二次开发平台层, 包括保护测试方案编辑平台程序和保护通讯规约模板编辑平台程序; (5) 生产管理系统接口层, 根据不同客户的生产管理系统, 开发不同的接口程序, 实现与生产管理系统的交互; (6) 保护测试功能标准数据接口。

2.2 优势和特色

本套方案对于工作中的继电保护测试任务来说, 相比传统的方式有着显著的优势与特点。

(1) 标准化。继电保护自动测试系统采用平台化的设计思想, 利用面向对象的抽象分析方法, 为继电保护测试引入了全新的测试理念和软件技术。系统由测试仪硬件接口层、自动测试层、二次开发平台程序层3个层次, 每个层次都有标准的数据接口和程序控制接口。系统建立了多个与测试相关的标准, 包括程序接口标准和数据接口标准。在数据接口方面, 系统采用XML技术格式, 便于各种系统访问。

(2) 规约引擎技术。进行数据和控制命令的交互规则。各保护生产厂家设备的规约都不相同, 如果要实现闭环自动测试, 必须解决通信规约的问题, 因此提出了规约引擎技术。规约引擎技术分析规约实现的共性, 根据这些共性抽象出相应的软件接口, 从而实现规约报文解析和制造、规约过程的控制、规约通信方式的配置等。

(3) 广义自动测试。将保护装置改为测控装置, 只需要更换相关的接口部分, 就能够使用本系统进行自动测试。此测试平台通过规约引擎配置通讯规约的相关内容可以和多种被测装置通信。而开放的标准的测试仪接口又可以和其他测试仪通信。故此平台还可以测试保护以外的装置, 而且还可以在测试仪器这方面进行扩展, 如将开入开出测试装置或模拟断路器装置也加入闭环中[3]。

2.3 基于现有方案的操作流程

基于这套昂立测试系统的原理, 实际使用中测试方案的制作及自动测试的相关流程如图5、图6所示。

3 结束语

继电保护测试新技术的应用, 不仅可以更加真实地模拟各种复杂的故障, 更能准确地检验继电保护装置的运行情况以及动作特性, 而且可以使测试过程更加的智能化, 从而减少劳动强度和人为因素的干扰, 缓解对高水平继电保护人员的需求, 提高系统的可靠性和测试人员的工作效率。本文提到的这种测试模式能更好地达到上述要求, 具有极其重要的意义, 值得进一步推广。

参考文献

[1]陈德树.计算机继电保护原理与技术[M].北京:中国电力出版社, 1999.

[2]刘军华.现代检测技术与测试系统设计[M].西安:西安交通大学出版社, 2000.

继电保护系统自动测试 篇8

关键词：继电保护装置,发展阶段,基本原来,测试系统

继电保护装置在电力自动化系统中起到十分重要的作用, 但是就目前继电保护装置技术的发展而言, 在一定程度上制约了电力自动化系统的发展, 所以提高继电保护装置技术是适应电力自动化系统发展必须要解决的问题。

继电保护装置的发展又需要相应的提高测试技术, 通过进行测试确定继电装置的安全性和特性参数, 保护系统的安全、正常的运转。继电保护装置和测试技术的发展促进了电力自动化系统的提高。

1 继电保护装置的基本类型

为了适应电力自动化市场的发展, 继电保护装置也根据不同的情况分为了不同的类型。目前继电保护装置的主要类型有:

(1) 较高端的继电保护装置。由强大功能的仿真软件包与先进数字仿真器组成, 主要模拟电力系统的电磁暂态的过程。这种装置一般都价格偏高、结构较复杂、元件齐全以及应用面积广等特点。

(2) 较普遍的继电装置。这种继电保护装置通常都是具有针对性的。根据实际用途进行设计的。一般而言价格便宜、结构简单、方便携带。

2 继电保护测试装置的发展阶段

目前继电保护测试装置的发展经过了四代技术改革创新的变化。由单一的以单片机作为技能的控制器转化为由单一的PC机智能控制, 然后经过技术的提炼, 使智能的控制器由单一化转化为多样化, 以PC机与串口作为基础, 而最新一代的测试装置则充分利用了现如今的高科技, 以网络和数据库为平台提高了硬件的灵活性与使用的范围, 为继电保护测试装置提供了更广阔的发展平台。

在这四次技术的改革中, 继电保护测试装置逐步的改变以往的一些不足的地方, 充分提高智能保护测试装置的整体性能, 提高它的精准度, 方便用户操作的同时实现实时仿真、自动生成试验报告等。

3 继电保护测试装置的基本原理

继电保护测试装置由主机将标准的电流、电压信号经过内部的处理和转化为设定的电流、电压信号, 然后根据相关的标准, 对被试验的继电保护装置进行分析和评价, 确定继电保护装置的安全性。

对于继电保护测试装置的试验一般分为手动和自动两种。手动试验就要根据以有的测试的开关和功能键进行试验, 是人为的操作。而自动试验则是由计算机的软件自我的控制操作, 根据输入的标准对试验项目进行试验, 具体分析参数变化自动化的编程, 从而完成相关的试验。

4 自动化继电保护装置测试技术分析

自动化继电保护装置测试根据不同时期的技术要求进行改变, 在对自动化继电保护装置测试技术分析中首先要考虑的是目前的继电保护装置与传统继电保护装置的差别, 找出传统继电保护装置中一些不足的地方加以改正, 从而更好的提高继电保护装置测试技术。而结构和设备技术的运用是两者之间差别的根本的原因, 硬件的不同、产品检测方式不同、时间的同步性以及实时性和对装置的要求上都有差距, 保护装置的发展也是根据时代的需求和技术的进步而不断的改变的, 现如今的继电保护装置通过完善这些缺陷, 使它符合现如今电力自动化系统的发展。

随着市场的要求和科技的进步, 电力系统的发展日趋复杂化和智能化, 这位继电保护测试装置提供发展的平台的同时加剧了继电保护测试装置多样化的发展, 各种相关的保护设备层出不穷, 使继电保护测试装置在整体构件上设备不够统一, 不能保证性能的统一性和完整协调性, 为了更好的发展继电保护测试装置更好的发展应该建立统一的、整体的自动的测试平台, 方便操作的同时, 提高测试的精准度。

统一建模的系统要求:⑴测试仪必须具有全自动, 全闭环校验的能力;⑵测试仪本身需要具有数据通讯的能力, 可以接收命令和执行命令, 并接受上位机的控制。

统一建模, 方便调试员的操作, 通过一台主机控制多台的测试仪, 每个单一的测试仪调试一台保护装置, 由系统自动化的配置, 通过数据通信将测试分析结果输送给主机, 由主机进行统一的存档。这种模式有利于减轻调试员的工作加大测试范围, 方便保护装置的测试。在对每一个个体的保护装置进行测试的时候, 可以先通过中央控制PC机对每个测试仪进行单独的配置, 在配置中设置标准的数据, 系统通过自动化的分析, 对数据进行调试, 最后得出分析调试报告, 而中央控制的CP机把所有的数据进行统一存档, 这样在对整个保护装置进行测试的时候, 只需要对主机进行监控管理, 其余单个的测试仪都是由主机控制自动化测试的, 大大的减少调试人员的操作。

在对保护装置进行测试的时候主要采用的软件系统分为三层体系结构:界面层、逻辑层、数据层。根据系统的不同进行针对性的测试分析。

5 结论

电力自动化系统的深入发展, 对继电保护系统装置的要求也越来越高, 以满足市场的需求, 不至于制约和影响电力自动化的发展。而在加强对继电保护系统装置技术提高的同时也要加强对继电系统保护装置测试技术的提高, 只有从整体的系统出发, 才能全面的带动电力自动化系统的发展。

参考文献

[1]孔林.基于双工控机的微机继电保护测试仪研究与实现[D].武汉:华中科技大学, 2009.

[2]李先妹等.数字化变电站继电保护测试技术的分析研究[J].电力系统保护与控制, 2012, 40 (3) .

[3]李晓朋等.基于IEC 61850的数字化继电保护GOOSE功能测试[J].继电器, 2008, 36 (7) .

[4]王治国等.基于统一建模的继电保护测试装置开发研究[J].电力系统保护与控制, 2010, 38 (19) .

[5]周森等.研制新一代继电保护测试仪需要考虑的几个问题[R].第十届全国保护和控制学术研讨会, 2005.

继电保护系统自动测试 篇9

关键词：智能变电站,继电保护,自动测试系统,应用

1 引言

继电保护装置自身的可靠性与稳定性直接关联着电力系统的日常运行效率与安全, 是智能变电站的二次核心。近年来, 随着我国智能电网建设力度的日益增多, 继电保护装置在智能变电站中获得了广泛的应用, 但与人工检验与操作为主要方式的传统继电保护测试已经无法满足电网运行安全的需求, 这就要求必须增强对智能变电站继电保护装置自动测试系统的研究, 并将其逐步投入到实际应用中, 以促进我国电力系统的持续发展。

2 继电保护装置自动测试系统核心技术

2.1 故障模拟系统

通常情况下, 为了确保继电保护装置的正常运行, 必须通过故障模拟系统的应用, 高效的、快速的解决智能变电站中存在的问题, 这主要是由于智能变电站机电保护装置自动测试系统是在故障模拟系统基础上构建的与应用的。同时, 还需确保其满足机电保护装置的外部接口的规格。此外, 现阶段智能变电站的SV采样通常为较为直接的信号采样方式, 并且发送报文的间隔离散值通常低于10μs。经过相关人员长时间的研究与现场的检测, 智能变电站可以通过故障模拟系统满足当前阶段智能化变电站继电保护装置的正常使用。

2.2 外部接口技术

依据有关规定, 在使用电子式互感器, 并且处于66k V、35k V及以下的环境中时, 需要依据间隔确保保护测控装置与智能终端进行单元合并。基于此, 在当前我国智能变电站系统运行过程中, 当处于66k V、35k V及以下电压等级时, 继电保护装置的模拟量采样数据通常为电子式互感器的微小信息。

在110V电压的环境中, 保护装置模拟采样量通常是数字信号。监控系统的通信与智能变电站继电保护装置之间的联系也是在IEC61850标准作用下建立, 同时在通信过程中依照MMS协议形成单播通信。通过IEC61850标准, 可对变电站各种性能的逻辑节点以及数据对象进行较为细化的规定, 同时也对数据对象的描述进行较为完整的叙述并且提供了较为全面的面相对象的服务。

2.3 实际测试用例

在进行自动测试系统设计操作时, 需确保其满足测试用例高效性与稳定性要求以及能够获得广泛应用的性能。针对此, 在进行自动测试系统设计时, 可将系统设置为开放性系统, 以保证测试用例的高效性与稳定性, 并且还可为测试人员就不同测试环境中系统测试选项操作提供便利。通常情况下, 自动测试用例的广泛利用性直接关联着自动测试系统能够代表当前阶段主流的用例使用测试手段, 并且是否能够进行广泛的推行, 从而解决智能变电站继电保护装置中存在的问题。

从整体方面来看, 一个完成的保护功能用例主要包括故障施加量与预期结果两方面内容, 其中, 故障施加量可分为以下两部分: (1) 由定制修改清单和压板投退的清单组成, 一般用于修改用例定值, 或是在压板投退过程中使用。 (2) 各种故障参数, 例如各种故障的类型、用例故障的模拟量和开关量等, 并且还包含了IE61850的配置信息, 例如SV、DA、APPID等。

3 自动测试系统的设计过程

3.1 设计方案以及结构框架

一般情况下, 在自动测试系统设计阶段, 自动测试系统主要通过套接字与测试仪器客户软件进行程序之间信息的交流于通信, 从而全面收集系统测试输出与接受的信息, 并且还可在IEC61850标准的基础上, 通过MMS通信协议进行单播通信, 通过此种模式的应用, 可在传输继电保护装置的命令的同时获取装置动作的各种信息。在此前提下, 设计人员设计出了一套具备执行控制功能、通信功能、用例编辑功能、用例管理功能、日常记录功能、报告生成功能的自动测试系统, 其能够通过SOCKET进行客户端与自动测试系统间的信息交流。

在自动测试系统中, 控制功能主要是对任务进行一定的安排, 并对任务结果进行判断。通信功能则是与客户端软件之间建立完善的通信机制, 实现软件与系统之间信息的传递, 并且对信息进行收集以及研究分析。自动测试系统还需要构建完善的用例数据库, 并且还需保证用例能够满足大多数应用条件与需求。

此外, 自动测试系统具备的用例管理功能主要是对用例进行备份及运作等。日常记录功能则是自动测试系统能够在日常的运行中自动的对运行的信息进行记录, 便于设计人员进行系统信息的收集。报告生成功能则是在自动测试系统完成测试后, 根据需要选择合适的格式对测试的结果信息进行整理分析研究, 并形成测试报告。

3.2 自动测试系统的设计流程

对于自动测试系统设计流程, 主要可分为自动测试前的准备阶段与自动测试系统的调度流程。对于自动测试前的准备阶段, 需要设计人员依据系统装置的ICD文件作为参考依据, 制定出SCD文件, 构建虚拟端口的子连线, 同时还需要设计人员通过IED配置工具在SCD文件选取出外接口的信息, 制定CID文件, 然后将文件传递至被测试的继电保护装置中。

此外, 对于自动测试系统调度阶段, 首先需要通过系统监测当前待测用例的存在, 如果存在待测用例, 应当对测试用例进行规范性的检测。如果检测不通过, 还需要依据用例信息制定测试报告。但用例通过标准检测, 则需要对定值进行修改, 并且还要对压板记性投退, 然后通过驱动测试仪器输出测试信息, 完成上述操作之后, 测试人员就能够依据收集到的测试信息进行分析研究, 制定测试报告, 从而完成整个自动测试过程。

4 继电保护装置自动测试系统的应用

4.1 应用实例分析

某220k V线路光纤差动保护装置中自动测试系统应用流程具体如下: (1) 制定具体的测试方案, 规定测试项目, 确定测试要求。在该项目中, 线路保护测试方案主要包括以下四个保护模块:差动保护、距离保护、零序保护与重合闸功能, 同时, 保护模块测试主要包括以下两方面内容:a.性能方面的测试, 主要为定值精度与动作时间两个指标的测试。b.保护逻辑方面的测试, 主要为各种区内外瞬时故障、转换型、永久性故障方面的测试。 (2) 构建测试用例库。以项目具体测试方案为依据, 对测试项目进行合理的细化, 并且进行测试用例的编制, 完成上述操作之后, 验证测试用例有效性, 满足合格标准之后将其提交给测试用例库。 (3) 测试过程中, 从测试用例库中提取相对应的测试用例直接加载, 并落实自动测试。

4.2 应用效果分析

对于该智能继电保护测试仪继电保护装置中自动测试系统效果, 具体如下: (1) 通过该系统的应用, 实现了继电保护装置的全自动测试, 从而使得继电保护装置的测试流程更加优化, 并大大提高了继电保护装置自动测试的效率。 (2) 该系统可以支持继电保护装置重复测试, 并能够将测试过程中的小概率问题进行充分的暴露, 从而使得自动测试更加完善而全面。 (3) 该系统的运用排除了人工测试中容易出现的不确定因素, 不仅保证了测试的一致性, 同时还保证了测试结果的精确性。

5 结语

综上所述, 在电力系统正常运行过程中, 继电保护装置的可靠性具有十分重要的作用, 这就要求必须做好继电保护装置测试工作。通过自动测试系统软件的应用, 可有效减少作业人员工作量, 并且还能够为测试结果的准确性提供保障, 针对此, 必须对继电保护装置自动测试系统进行深入的研究, 以推动我国智能变电站的持续发展。

参考文献

[1]李晓辉, 李旭东, 宋小舟.智能变电站继电保护数据采样和信息交换规范的研究[J].电气应用, 2012 (17) :60~63.

[2]刘颖.智能变电站全寿命周期“即插即用”技术体系的研究与应用[J].电力系统保护与控制, 2015 (43) :23~28.

继电保护自动测试接口设计及应用 篇10

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.

继电保护系统自动测试 篇11

数据库是世界IT行业发展的趋势之一，在世界范围内不断得到普及与推广。计算与存储的外包即资源库外包。高校在租用数据库服务保护某些敏感资源库和隐私资源库时，势必存在一种担忧。当前，资源库隐私的安全性问题也作为公共云推广首推的公关难题，倘若师生将敏感资源库或隐私资源库上传至云端服务器，对于这些资源库的控制权即刻丧失，隐私性和安全性也会受到诸多因素的影响。为能强化公共资源库教学功能，笔者在本文中将通过师生资源库生命周期的隐私管理途径，利用Xen虚拟监控装置与CHAOS体系，推出Destroy原型体系。Destroy将师生的隐私资源库存储于私密空间，每一个师生都拥有自己独有的密钥，一并存储于虚拟监控装置内存，从而可以保证师生在指定时刻能够将存储的资源库进行销毁处理，以此保障师生在操作教学资源库中的安全性。

一 现阶段电力系统继电保护与自动化专业师生对系统的要求

师生的目标是系统设计的依据和出发点，根据电力系统继电保护与自动化专业调研，师生对数据库管理信息系统提出的要求是：建立继电保护与自动化电力系统，资源库、指令、报表以及信息逐级网络上报、自动汇总，提高工作效率，系统具有实用性、易操作性、可维护性以及安全性高等特性。要有一套完善的基础资源库管理库，在此基础上实现各业务系统的科学管理。

1 基于基础信息

人员基础信息、接触网设备履历信息、安全基础问题库信息。在基于供电段各项业务需求的基础上，将该三大基础信息作为系统的核心部分，使整个系统能够相互协调、信息最大化共享。通过正确的系统设计，使车间、班组人员的各项操作更加简便，对实际的生产作业情况能及时有效地反馈给段机关内的各职能部门，方便为其生产过程遇到的问题提供及时有效的决策信息。

2 易于操作

该信息系统应能满足牵引供电的各项业务要求，同时在软件设计上要有友好的人机界面，界面设计科学合理并操作简单，各项业务流程的设计比较直接，尽可能做到师生经常使用的功能一进入系统就能一目了然地展现。

3 定制性

由于各供电段业务的差异化与特殊性以及信息化建设的相对滞后性，目前沈阳供电段现有的信息系统多是针对于某些部门的工作而开发使用的独立的信息系统，对于综合性很强的供电段业务没有适用的综合管理信息系统。因此通过系统将供电段内离散的业务内容纳入到信息系统，建立该项业务的管理系统，可在很大程度上提高供电段业务管理的现代化以及业务处理的信息化。在供电段的各项业务得到满足后，还可根据各段特有的差异化管理， 对供电段内各科室、车间、班组进行定制管理；可以按业务内容需求、报表生成格式以及资源库信息检索条件等进行差异化定制服务。

4 可扩展性

该系统还将为 6C 系统、SCADA 系统以及供电段其他管理系统提供资源库接口，便于与其他系统进行集成，实现信息、资源库间的共享。

5 安全可靠

系统通过对服务器的双机热备份设置，在系统受到网络病毒或一台服务器出现故障时，资源库能够恢复以保证系统正常运行；师生进行资源库操作时，会给出友好的提示信息，确保正确的资源库存入数据库；清楚地分配系统管理员以及其他师生的权责，以控制师生的操作和非法师生的登录，保证资源库的安全。

二 资源库生命周期保护

师生的资源库生命周期保护主要包括资源库上传、资源库存储、资源库运算和资源库销毁四个内容。

1 资源库上传

资源库上传前需加密，Destroy系统中，资源库保护主要以应用程序（组）为保护对象，每个应用程序（组）都具有单个核心可执行文件、多个普通可执行文件和多个资源库文件构成。

2 资源库存储

资源库存储是以密文形式实现的，将密文传至云端存储服务器内，云端服务器可完成多点的资源库备份功能。除此以外，考虑到内部人员也可以对师生的资源库进行非法或恶意复制，因此，师生资源库通过密文形式存储，非法或恶意复制资源库的行为理论上将不会对隐私资源库造成较大威胁。

3 资源库运算

执行程序过程中，对私有空间的访问受限，虚拟监控装置的核心系统在于操作师生进程的资源库交换之间形成纽带，对师生私有空间资源库的复制或写入都将无法实现，核心系统的资源库复制动作将由虚拟监控装置完全替代。

4 资源库销毁

指定时间段内，Destroy系统对系统相关的可执行文件、资源库文件及其他密钥进行销毁处理。通常，资源库销毁拥有两种方式：其一，资源库生存达到师生指定时限即可销毁；其二，以显式传送资源库销毁指令，达到生存时限前销毁资源库。

三 电力自动化专业资源库教学的方法

利用Xen虚拟监控装置与CHAOS进程保护体系构成Destroy体系，该体系拥有一台虚拟装置为驱动硬件设施所用，并为操作人员提供相应的端口，此专用虚拟装置也叫做特权虚拟装置。因虚拟装置自身并不能控制整个网络，而网络通信主要通过特权虚拟装置完成资源库接收，特权虚拟装置的服务进程被当作联系师生与虚拟监控装置的纽带，可以传输通信资源库信息。基于Xen虚拟监控装置，Destroy一共增设了三组模块，包括端口模块、密钥模块和计时模块。下文详细介绍不同模块的作用及实现过程。

1 端口模块

Destroy端口模块的作用体现于师生交互和解析指令等方面，也可以作为伪指令攻击的防火墙。端口模块一共支持六种指令，即新师生注册指令、新程序注册指令、程序运行指令、延续资源库使用寿命指令、销毁指定资源库指令和销毁整体资源库指令。新师生注册指令通过明文的形式进行传输，指令内容未含隐私资源库，而其他的指令则由会话密钥进行加密处理。程序运行指令，师生利用已注册程序名称完成相应程序的启动与运行。延续资源库使用寿命指令，师生利用已注册程序和希望资源库使用寿命的周期，Destroy体系可将延续的生命长度增加至总的生命周期内。销毁指定资源库指令，师生指令需要销毁指定程序的名称，Destroy则将指定程序相应的资源库信息强制销毁。销毁整体资源库，销毁师生所有应用程序的资源库信息。除新师生注册指令以外，剩余的指令都含有指令版本字符段，且指令版本序号在相应师生生出和维护64位宽频单词进行信号递增。从理论方面来看，师生发出任何两组指令都不含两个完全一致的指令版本序号，且所有指令具有先后存在的联系。Destroy体系在接收指令资源库包之后直接对指令版本序号进行比对，主要比对现在的指令版本序号是否要大于之前已接收版本序号，倘若未满足这一要求，Destroy体系将拒绝响应已发出的指令。这一机制也作为攻击防护的一项重要防护措施。

2 密钥模块

师生在注册新的应用程序当中，Destroy体系的公钥直接交由密钥模块进行存储。每个师生的密钥模块都可以对一项应用程序密钥表进行相关维护。应用程序在运行中，主应用程序末尾AES-128对称密钥则通过密钥模块进行解密，且该过程是一种动态进程。所有应用程序的公钥和对称密钥都将被存储于虚拟监控装置内，且不会交换至其他的存储介质内。待接收师生资源库销毁指令或资源库使用周期殆尽，密钥模块即可将相应密钥从应用程序密钥表中彻底清除。同时，通知上一级服务进程中止应用程序，且从存储设备中将相关密文资源库彻底清除。密钥模块可保障密钥被强制销毁且以明文形式再次备份。

3 计时模块

此模块主要负责评估师生资源库使用寿命周期的剩余情况，待使用寿命周期将尽，启动密钥模块即刻清除应用程序密钥，并中止师生进程和清除存储资源库信息。计时模块在虚拟监控装置中进行任务的调度，可插入相应的计时逻辑，倘若受保护的师生进程被调度与启动，计时模块便记录当前时刻，在相应调度过程中计算运行的时间段，并从剩余的资源库使用生命周期减去这个时间段。通常情况下，应用程序被调度运行，这段时间内应用程序不会运行。倘若师生的应用程序资源库使用寿命周期变为零，计时模块会运行相应的资源库销毁工作和秘钥销毁工作。若上一级服务进程不能够按照规定时间完成进程中止，计时模块也会对这些资源库进行强制销毁，且师生进程所拥有的内存空间将予以清零处理，待清零以后应用程序无法持续运行下去。如此一来，Destroy体系即可保障资源库使用寿命将尽以后，云端所有内存空间都不存在明文痕迹，从而起到防范追溯攻击的作用。

综上所述，笔者主要针对电力系统继电保护与自动化专业教学资源库问题，介绍了基于虚拟监控装置的进程防护技术和可信计算技术，实现基于Xen虚拟监控装置与CHAOS进程防护的Destroy原型体系，该体系可以保障师生在整个资源库使用寿命中不会因明文形式遭受到运动恶意攻击，并在指定的时限之后，在云服务器端的任何地方都不再存在明文形式的师生资源库和密钥，实验表明该原型能增强师生资源库的隐私性。

参考文献

[1]朱海燕，罗拥军.高职计算机专业实训教学资源库建设实践[J].科技情报开发与经济， 2008（34）.

[2]姜敏凤.高职专业教学资源库与图书馆数字资源建设[J].无锡职业技术学院学报， 2008（01）.

[3]王晓文，吴志宏，吕宗枢，马仕海.高等职业教育电力技术类专业共享型教学资源库建设研究[J].中国电力教育， 2011（01）.

继电保护系统自动测试 篇12

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

[1]何刚,胡宝,陈强林,等.OMICRON测试仪在数字化保护装置测试中的应用[J].电力系统保护与控制,2010,38(12):132-134.HE Gang,HU Bao,CHEN Qiang-lin,et al.OMI CRON tester in digital protection device test[J].Power System Protection and Control,2010,38(12):132-134.

[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.LAI Qing,HUA Jian-wei,LüYun,et al.Research on general relay protection auto-test system software[J].Power System Protection and Control,2010,38(3):90-94.

[3]应站煌,胡建斌,赵瑞东,等.继电保护装置自动测试系统研究和设计[J].电力系统保护与控制,2010,38(17):142-146.YING Zhan-huang,HU Jian-bin,ZHAO Rui-dong,et al.Research and design of relay protection equipment automated test system[J].Power System Protection and Control,2010,38(17):142-146.