继电保护与自动装置

继电保护与自动装置（共12篇）

继电保护与自动装置 篇1

在装电站系统的运行过程中, 由于设备运行的故障, 可能会出现各种干扰现象, 影响继电保护与自动装置的正常工作。在我国的研究历史上, 我们已经将继电保护技术做过升级, 使其不仅从模拟型向数字化更新, 而且使装备更加先进, 推动了系统的整体发展。但是, 从目前来看, 面对继电保护与自动装置的抗干扰问题, 我们还有很多需要努力的地方。在现如今的社会中, 计算机技术被广泛的应用于生产生活中, 本文通过分析研究总结出一系列的应对措施。

1 装电站系统中干扰的分类及原因

1.1 装电站系统中干扰的分类

首先, 按照频率范围进行分类, 电磁干扰可以分为低频的干扰和高频的干扰两种。低频的干扰包括工频及其谐波, 高频的干扰包括暂态现象和衰减的高频振荡。其次, 按照干扰的形态, 可以将干扰分为共模干扰和差模干扰, 包括发生在保护装置电路中的某一处与接地线之间的干扰, 也包括发生在电路两导线之间的干扰。最后, 根据干扰产生的后果可以将干扰进一步的划分, 分为引起保护和自动装置出现故障的干扰和造成设备损坏的干扰。需要强调的是, 低频差模干扰属于保护与自动装置出现故障一类的干扰。通常情况下, 保护装置在工频中能够滤掉高频的干扰。综上所述, 之所以出现装车站现场的干扰, 是因为高压系统的倒闸操作造成的, 严重的会导致整个供电系统出现故障。

1.2 装车站现场干扰的产生原因

经过我们不断的研究, 我们可以看出, 造成继电保护与自动装置干扰问题的原因有很多, 我们需要通过精确的数据分析, 找出具体的原因所在, 做到预防和治理。首先, 我们要考虑雷击的因素, 因为在大气现象中, 雷击是很普遍的, 就是这种普遍的现象却会对大型的装车站造成严重的干扰, 从不同的程度上造成经济损失。雷电流无论击在何处, 都会对附近造成电磁干扰, 通过土地传导至避雷器入土, 在这个传播的过程中会产生大量的电磁干扰。另外, 雷电会导致地面的电位升高, 使暂态的地电位出现异常。当装车站系统进行线路空投时, 就会促使瞬间流过的电压过高, 导致出现高频振荡电流。

2 有关继电保护与自动装置的抗干扰问题的解决措施

上文通过对继电保护与自动装置中出现的装车站现场的干扰进行分类叙述, 指出每一种装车站现场干扰出现的原因, 进一步分析了电磁干扰的危害。我们可以看出探析继电保护与自动装置的抗干扰问题的重要性, 接下来, 我们将针对出现的干扰现象和原因, 探索相应的解决措施。

2.1 远离干扰源

出现电磁干扰的原因有很多, 因此解决电磁干扰也很繁琐。我们需要做更进一步的分析, 指导工作人员做出最正确的决定。首先, 就要做到远离真正干扰电磁信号的源头。干扰源和被干扰的电感之间呈对数函数的形态, 利用数学知识进行分析, 我们可以得知, 如果我们可以增大设备与干扰源之间的距离就可以减小静电感应, 减少电磁感应引起的相关干扰现象。因此, 在实际的生产工作中, 我们要做到增大地面的阻抗力, 加大力度扩大与干扰源的距离。尤其是可以通过架空地线的方式限制雷击的幅度, 减少避雷器的工作次数, 甚至减小避雷器的活动幅度, 限制电位产生异常的升高现象。

2.2 在电路上进行隔离处理

进行电路隔离处理可以有效的减小电磁的干扰, 因此, 我们通常会通过一系列措施防范高频干扰进行输入活动, 来避免其对电磁的干扰。我们可以通过在两大输入回路中接入滤波器的方法, 建立良好的屏障阻隔电磁的干扰, 在交流电流电压的过程中, 对变流器进行改造, 辅助其产生屏蔽层。其次, 我们可以在继电信号输入后, 对直流电源进行切入, 在基础设备上接入滤波器, 防止有不同频率的电磁干扰造成影响。再次, 我们可以采取直流到交流再到直流的逆转变换器, 改变直流电源的输入和输出, 来避免电磁干扰。最后, 我们正在积极探索一种新的隔离方法, 利用光电的信号进行电路的转换, 避免在电路运行的过程中受到电磁的干扰。在测量电路回路和逻辑回路之间的空隙中, 采用电信号将发光二级管变成可视的光电信号, 然后再在工作中将光电管变成普通的电信号, 造成电路运行中的阻隔现象, 减少电磁的干扰。

2.3 减小干扰源的干扰性能

在不断的探索过程中, 我们研究出了一种简单经济的操作方法, 就是降低干扰源和干扰设备的干扰能力。在制定的方案中, 我们指导工作人员进行相关的操作, 使得阻隔开的开关设备和断路器在断口的部位进行阻离。我们在电源断开的时候接入足够的电阻力, 就可以有效的使产生的暂态电压变小, 直至减少干扰性能。另外, 我们还可以给直流继电器的线圈接入其他电感线圈的电阻, 这样同样可以达到相同的目的, 增大电阻的能力, 减少在继电保护与自动装置中的干扰问题。为了防止电流互感器在交流电过大的情况下造成高电压现象, 我们可以在二次绕阻上并联碳化硅, 使其成为天然的电阻。

3 总结

随着现代工业的迅速发展, 自动化装置几乎撑起了整个的工业生产和日常生活, 我们在研发装车站系统进行必要的生产时, 需要从根本上杜绝电磁干扰的问题。现如今的社会, 我们通过不懈的努力已经进行了技术上的大幅度提升。本文通过对继电保护与自动装置的抗干扰问题进行研究, 指出在现如今的社会经济条件下可以进行操作的防护设备和抗干扰措施。为了保证整个装车站现场的稳定运行, 我们需要从安全的角度出发, 保证所有的继电保护与自动装置可以对电磁干扰形成一定的防护。

参考文献

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[2]李江英, 张志婷, 张旭风等.变电站微机保护装置的抗干扰分析[J].河北企业, 2011, (12) :87-88.

[3]张宏侠.6k V厂用电快速切换装置的误动原因分析及处理方案[J].科技创新与应用, 2012, (17) :141-141.

继电保护与自动装置 篇2

一、根据继电保护运行规程，调度员在处理事故或改变系统运行方式时，应考虑到保护的相应变更，指挥系统操作时应包括继电保护及自动装置的有关操作。

二、保护装置投运前调度员必须与变电所核对保护定值并注明改定值的时间。

三、保护装置及二次回路的操作和工作必须经值班人员的同意方可进行，保护装置的投入、退出等操作必须由值班员进行。

四、保护装置新投或设备变更定值后，必须经上级主管部门校验合格，生产局长批准并与调度员核对定值无误后方可投入运行。

继电保护与自动装置 篇3

关键词：继电保护；自动装置；异常运行；对策

中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）35-0088-01

随着我国电力行业的快速发展，推动了电网的智能化建设。继电保护及自动装置作为电力系统中的重要组成部分，对于保障电力系统的安全、稳定运行具有至关重要的作用。随着现代电力系统规模的逐渐扩大，继电保护及自动装置带来了一系列的安全隐患，给其安全、稳定运行产生了一定的影响。继电保护及自动装置的异常运行，需要专业的继电保护装置工作人员对其异常运行进行分析、处理以及对现场进行故障诊断，降低故障维修的时间，快速恢复继电保护及自动装置的安全、稳定运行。

1 继电保护及自动装置异常运行处理存在的问题

随着我国科技水平的不断提高，电网的结构不断得到了强化，电力系统中的继电保护及自动装置也由以往的电磁型保护装置转变为现代的全微机保护装置。本文通过对某电网运行的实际情况进行分析，了解到某电网处于能源、矿产和化工分布比较密集的区域，其继电保护及自动装置一旦出现异常运行，那么处理的难度非常大，主要存在以下两个方面的问题。

1.1 非连续性的异常运行情况

某电网的继电保护及自动装置一旦出现异常运行的情况，那么其具有非连续性的特点。在异常运行的时间上，具有间断性和随机性。由于随机性发生的概率比较大，进而给运行管理工作人员的加大了异常运行原因分析的难度，增添了麻烦，出现异常运行的原因不能快速、及时发现和处理。

1.2 具有一定的安全隐患

某电网的继电保护及自动装置异常运行情况消失后，装置又自动恢复正常，进而给装置的安全、稳定运行埋下了一定的安全隐患。另外，由于运行管理人员在没有准确判断异常运行的原因后将装置继续投入运行，导致出现各种事故，给电网的安全运行产生影响，严重者带来巨大的经济损失。

2 继电保护及自动装置常见异常运行的处理方法

目前，继电保护及自动装置出现异常运行的情况主要有以下几种常见的情况，通过对这几种常见的现象进行分析，并提出相应的处理方法。

2.1 电气设备无主保护或者电网安全稳定装置异常情况

当电气设备出现无主保护情况或者电网的装置出现异常现象不能安全、稳定运行时，那么相关的装置运行管理工作人员要及时的通知继电保护部门的负责人，并对电网中心主管调度运行的领导快速反映，进而得到有效的解决。

2.2 双套保护装置出现异常情况

在双套保护装置中，如果其中一套保护装置出现故障，不能正常、稳定运行时，那么首先要通知继电保护部门专业负责管理日常运行的人员，让其及时派人进行处理，并且要严格按照相关的继电保护及自动装置运行规范章程解决异常保护。

2.3 多条线路同时失去一套主保护异常情况

当电网厂站端的保护直流电源或者通信电源在同一个时间段内出现不能供电或者不能稳定、正常供电的情况，并导致全站继电保护不能稳定、正常运行，继电保护及自动装置管理人员要对中心领导进行汇报，快速、及时通知继电保护部门的负责人制定故障事故应急预案。

2.4 多条线路失去一套主保护的异常情况

电网厂站端的直流电源和通信电源出现故障、异常现象，导致全长所有电气设备的一套保护都不能稳定、正常运行，并使多条线路同时失去一套主保护，那么要通知继电保护负责人员，对电力中心主管调度运行领导汇报，依据相关的电力现场运行规范章程进行正常运行保护。

2.5 大面积保护装置动作不正确或者跳闸异常情况

如果出现大面积的保护装置动作跳闸或者保护装置动作不正确的情况时，要在得到继电保护部门相关负责人的指示下，对继电保护装置保护动作信息进行收集和分析保护动作工作，保障解决对策的科学合理。

3 防止继电保护及自动装置异常运行的对策

通过对继电保护及自动装置进行全过程管理，能够有效的防止继电保护及自动装置出现异常运行情况，保证电力系统的安全、稳定、可靠运行。

3.1 扩大继电保护专业队伍，提高业务技能水平

首先要加强对继电保护工作人员专业技能水平和职业素质的培训工作，引起其对继电保护工作的重视度，提高专业技术水平，扩大继电保护专业队伍。由于继电保护工作具有专业性强和技术要求高的特点，因此，对继电保护工作人员进行专业、系统、全面的培训是十分有必要的。

3.2 落实电力系统继电保护及自动装置的防止事故措施

国家电力公司曾出台了《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》文件，其中对防止继电保护及自动装置提出了明确的要求，要求各单位必须要严格落实各项制度，有效的防止出现事故。另外，还要严格严格执行相关的继电保护及安全自动装置反事故实施要点实施细则规范中的保护及二次回路抗干扰制度，以便能够确保继电保护操作电源的安全性和可靠性，避免出现二次寄生回路现象，有效地增强继电保护装置的抗干扰水平。

3.3 加强日常巡检力度

继电保护装置工作人员要定期的对保护装置及二次回路进行巡检工作。如果发现异常现象，那么要及时、迅速的反映给电力调度人员。依据保护装置规定范围内的允许负荷电流和负荷曲线，实现对电气设备或者线路负荷的监视工作，在发现异常后，和继电保护部门相联系，如果在十分紧急的情况下，可以停用保护装置，然后进行汇报工作。

3.4 加强继电保护及自动装置的管理

加强对继电保护及自动装置的管理，并对继电保护运行的规程进行编制、修订。另外，各级电力调度人员要对电网的运行流程进行科学、合理的安排，加强对电网继电保护运行工作的管理，有效的提高电网的安全稳定运行水平，并将继电保护的作用充分的发挥出来，避免由于继电保护出现的拒动或者误动情况导致电力系统的稳定性受到破坏，导致出现大面积的停电事故。除此之外，继电保护工作人员在进行检修时，要执行电气工作票和二次安全措施单制度，完善作业文件包制度。

4 结 语

总而言之，继电保护及自动装置作为电力系统中的重要组成部分，对于电力系统的安全稳定运行具有十分重要的影响。因此，防止继电保护及自动装置的异常运行，通过提高业务技能水平、落实电力系统继电保护及自动装置的防止事故措施、加强日常巡检力度以及加强继电保护及自动装置的管理等方法能够有效地保证继电保护及自动装置的安全稳定运行。

参考文献：

[1] 郭建培.微机继电保护装置运行及故障处理[J].城市建设理论研究，2011，9（8）：39-40.

[2] 袁翥.电力系统继电保护配置的影响[J].广东科技，2011，8（11）：75-76.

[3] 胥岱遐，韩天行，梁志成.电力系统继电保护及自动化装置可靠性试验与评估[J].中国电力，2008，3（12）：98-99.

继电保护与自动装置 篇4

建模方法分类

对于继电保护与安全自动装置的建模, 主要有两种考虑方式:一种方式是模拟继电保护与安全自动装置带来的效果, 即并不对具体的装置进行建模, 只是处理确定故障发生以后断路器的动作特性, 采用预置时间和动作状态的方式;第二种方式是根据实际的继电保护与安全自动装置进行建模, 建模过程中考虑动作时延、动作配合等。因此, 根据装置的原理进行模型搭建, 灵敏度要求通过模型本身来体现, 模型引入定值信息, 通过定值比较确定动作特性, 这种方式相对准确, 能够真实反映装置特性, 但计算量较大。

常见仿真软件现状

到目前为止, 得到广泛应用的大型电力系统仿真程序, 大都未提供继电保护与安全自动装置的模型, 仅仅依赖上述方法中的第一种;部分软件, 具备简化的继电保护与安全自动装置模型, 能够实现部分简单的继电保护功能。常见的仿真程序包括国内的PSASP、BPA, 国外的PSS/E、NETOMAC、EUROSTAG。其中PSASP中没有包含继电保护装置的具体模型, 发生故障后靠预定时间动作跳闸来模拟继电保护装置的动作效果;BPA程序中的继电保护模型比较简单;NETOMAC与PSS/E中的模型相同, 二者与EUROSTAG一样都仅能模拟简单的保护功能。

继电保护与安全自动装置的自定义建模

用户自定义建模是解决大量继电保护和安全自动装置建模仿真的有效手段之一, 其已广泛应用于电力系统仿真计算。

最早对用户自定义模型的研究, 是1977年应用于电磁暂态仿真中, 用于建立调节系统的控制, Dube和Dommel联合完成。之后, 1985年, 为定义和研究高压直流输电系统的影响和继电保护装置特性, 魁北克水电局采用用户自定义模型的方式, 实现了各种基本传递函数和函数之间的连接。ABB公司于1988年在其开发的仿真软件SIMPOW中, 实现了一种用户自定义支持语言SIMPOW_DSL, 用来编写一些特殊系统元件的模型程序, 模型编写后通过编译, 形成可执行代码。

国内的电力系统分析综合程序 (PSASP) 已有几十年的历史, 在我国电力系统中得到了广泛的应用。借鉴国外的经验, 该仿真软件中支持用户自定义建模功能。该用户自定义建模功能, 能够模拟继电保护与安全自动装置的特性, 而且可对一次设备的动态行为进行模拟。并且, 用户自定义模型可与已存在的固化模型联合仿真, 给发展的电网仿真建模带来极大便利。该方法具有灵活、快速、方便的特点, 采用数据文件的方式, 程序读入文件后, 与原有程序联合完成基于梯形隐式积分法的暂态稳定求解。形成数据文件前, 需要统计构成用户自定义模型的基本功能模块、模块链接方式、模型与外部交换的信息及涉及的参数等。

在仿真程序NETOMAC中, 包含了80多种基本功能框, 用于建立用户自定义模型来模拟元件或控制功能, 该功能采用了采用面向模块的仿真语言, 与传递函数框图的流程图相仿, 只是对一些固话模型定义了相应的数据卡。该程序虽功能强大, 具有很强的灵活性, 但不容易被用户所掌握, 需要具备较高的模型原理与编程语言的专业水平。

南瑞稳定所与加拿大PLI公司合作开发的快速安全评估工具同样提供了50多种基本的功能框, 能够灵活方便的搭建系统元件、控制逻辑、控制策略等, 用于对暂态或中长期过程进行仿真。该工具采用宏语言建模和预先设置严谨的建模规则。在工具中, 为满足直流输电系统的仿真 (包括启动过程、紧急控制、逻辑功能判断等) , 定义了用于直流建模的基本功能模块, 满足稳定计算的要求。

鼎鼎大名的MATLAB, 是Mathe Works公司研发具有强大的科学计算功能、多领域应用的数学工具, 其中Simulink模块中包含了完善的基本功能模块, 堪称用户自定义建模的典范, 该模块具有良好的可视化建模环境, 易于用户掌握。

为了更好地实现对继电保护与安全自动装置的仿真建模, 很多仿真软件采用了多种方式, 例如在用户自定义模型基础上, 同时具备编程语言接口功能。当然, 各种方式都各有优缺点, 在易用性、准确性、灵活性、可靠性、高效性、可扩展性等都达到很好的效果还需要更多的工作。

固定建模方法

国内外也有一些电力系统仿真软件具备模拟继电保护与安全自动装置的固化模型, 用户在选择时需要根据实际情况, 有时选择近似的模型。但是电网是不断发展进步的, 电网智能化的发展趋势已经改变了传统的继电保护方式, 仿真中模型不适用新型自动控制和保护装置的情况, 是经常会遇到的, 对已有的程序进行修补和改进总是比较被动的做法, 用户掌握起来也就更加不容易。

结语

继电保护和自动装置投切管理制度 篇5

为规范运行人员对继电保护和自动装置的使用与维护行为,特制定本制度。2 定义

本办法所称的继电保护和自动装置投切管理制度是指运行值班人员在使用与维护继电保护和自动装置过程中应该遵守的规定。适用范围

本制度适用于运行车间全体员工。4 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

《江西罗湾水力发电厂企业标准》

中国电力投资集团公司关于安全生产工作的有关规定 管理机构和职责

管理机构为安全生产部。对运行员工执行继电保护和自动装置投切管理制度的情况进行监督、检查、考核。工作内容、要求与程序

6.1 为规范继电保护和自动装置投切管理，特作如下规定： 6.1.1 继电保护和自动装置的改进与变更必须经厂部批准。

6.1.2 新型或经改进的继电保护和自动装置，在投入使用前应经试运行，试运期限由生产副厂长(总工程师)或安全生产部决定。

6.1.3 禁止带电的一次设备处于无保护状态下运行。如需变更凡属调度管辖的继电保护和自动装置应经值班调度员批准。(三台机由中调调度员批准，两台主变及110KV线路由地调调度员批准)其他由厂部批准，并将改变情况在值班长日记交待清楚，并在《继电保护和自动装置投、退记录本》上记录。

6.1.4 当继电保护和自动装置发生故障时，应将故障的各种异常情况报告给值班调度员和厂部有关领导，并在值班长日记中记录清楚。

6.1.5 非定期的主要继电保护和自动装置的试验应经厂部有关领导同意，并向值班调度人员申请批准，方可进行。

6.1.6 除主机定期检修期的试验外，其他试验必须持有工作票，并履行许可手续。同时运行值班人员应严格检查下列事项：

—1— 6.1.6.1 安全措施是否准确、完善地实施，并在相邻的盘上做出明显的标志，防止走错位置。安全措施应经值班长审查无误后方可开工。

6.1.6.2 必须携带符合实际的二次回路图纸，否则不允许开工。6.1.6.3 更改二次结线时，必须经厂部有关领导批准。6.1.6.4 作业完毕后，工作负责人应将作业情况记入《继电保护和自动装置投、退记录本》内，并注明可否投入运行的意见，经检查无误后，工作负责人和值班长在《继电保护和自动装置投、退记录本》上会同签字后方可投入运行。

6.1.7 继电保护和自动装置投入运行，值班人员应做如下措施： 6.1.7.1 各继电器外壳完好，各接点位置正确。

6.1.7.2 交流二次回路绝缘电阻值应不小于1MΩ，直流回路不小于0.5 MΩ。

6.1.7.3 具有监视信号的继电保护装置应先投入信号位置进行监视，以检查其正确性，无误后才允许正式投入运行。

6.1.7.4 各控制压板位置正确，接触良好，压板开口端须向上，跳闸回路引线应接于开口侧。6.1.8 继电保护装置的开启，经值班长同意后由继电保护专责人进行，值班人员不得随意拆动。6.1.9 一般不允许在运行中的继电保护盘上进行打眼等震动工作，如有需要，应做好防震措施。6.1.10 当发现运行中的继电保护装置有明显故障时，应立即报告厂部和值班调度员，经同意后立即停用该保护装置，并通知检修人员处理。

6.1.11 正常时，禁止在带电的二次回路上工作。如有必需应事先订出措施，经厂部有关领导同意后，由专责人员进行。

6.1.12 带有电压回路的继电保护装置因故障失压，如保险熔断，应更换同容量保险，再次熔断，应通知检修人员处理。

6.1.13 继电保护和自动装置，发生异常现象，值班人员应立即通知检修处理，重大时应报告值班调度和厂部有关领导。

6.1.14 控制室应备有全部继电保护，自动装置的二次回路图和整定值一览表。6.1.15 继电保护、自动装置的整定值，严禁擅自更改。检查与考核

7.1 本标准由安全生产部和运行车间负责检查。

7.2 本标准按厂《经济责任制考核管理标准》的有关部分进行考核。8 附则

8.1 本标准由安全生产部和运行车间负责解释。8.2 本标准自从发布之日起执行。

继电保护与自动装置 篇6

配电自动化结合了计算机技术、数据传输技术以及现代化的设备与管理技术等先进技术等，自动化提高配电网运行的可靠性，自动化检测故障，进而提高了工作效率，而继电保护装置可以有效保护配电网。二者从不同的角度达到相同的目的。本文以配电自动化与继电保护配合的配电网故障处理为切入点，探讨二者配合在配电网故障处理中的具体应用。

一、配电自动化与继电保护的一般介绍

在配电网运行过程中，由于受到各种各样的因素的影响，配电网时常发生故障，而配电网故障的频繁发生直接损害相关电力设备，影响配电网的供电安全，阻碍了电力系统的发展。为了避免故障影响着配电网正常运行，也避免其影响相关电力设备的使用安全，现阶段提出配电自动化与继电保护相互配合的方式共同致力于配电网的故障处理，有效防止配电网故障带来的损害作用。以下是对配电自动化与继电保护的简单介绍。

1.概述配电自动化

所谓的配电自动化是指配电系统引进质量优良的先进设备，通过通信网络，对配网进行实时监测，随时掌握网络中各元件的运行工况，故障未发生就能及时消除，还可以推动配网供电自动化脚步，自动将故障段隔离，非故障段恢复供电，通过选择合理的与本地相适应的综合自动化系统方案，在实施一整套监控措施的同时，加强对电网实时状态、设备、开关动作次数、负荷管理情况、潮流动向进行采集，实施网络管理，拟定优化方案，尽可能的提高了配网供电可靠性。

2.概述继电保护

在配电系统的运行过程中，由于各种因素的影响，时常会发生系统故障，影响着电力系统的供电安全。在逐渐探讨配电系统安全保护措施中发现，有触点的继电器可以有效保护电力系统及相关电力设备等免受故障损害，故而将这种继电保护装置保护电力系统的过程叫做继电保护。

二、配电自动化与继电保护在配电网故障处理中的实际应用

前文已述，配电自动化与继电保护可以有效处理配电网运行中的故障，以下是对二者在故障处理中的具体应用分析。

配电系统出现安全隐患时，配电自动化系统与继电保护系统均可针对出现安全隐患的区域发出警报信息，便于维护人员及时的做好修复工作，切实保证配电系统的运行安全。

当配电系统发生故障时，配电自动化系统可以快速查找故障点并准确定位，对故障区域进行隔离，而继电保护装置可以使电力设备快速脱离配电网，最大程度上保护电力设备的安全性。然而故障的位置不同，二者处理故障的方式也不相同，本文就故障位置所在的线路的具体类型来选择相应的处理方式。

1.当配电自动化系统将故障位置定位在主干线时，需要对故障的类型进行判断。如果出现故障后，断路器自动跳闸切断故障位置的電流，并且经过一段时间的延时后，断路器重新重合恢复电路的正常运行则判定为暂时性配电网故障，如果经过一段时间的延时后，断路器线路依旧处于跳闸状态，则判定为永久性配电网故障。

故障发生后，继电保护装置使得相关电力设备自动脱离配电网，确保电力设备不受故障损害作用。而当发生暂时性配电网故障时，相关操作人员可以对馈线终端反馈出的异常信息进行记录。配电开关中的馈线终端设备会持续检测并记录下开关状态，确定出最终的线路电流、线路电压、功率等运行参数。调度员可以随时的查询电量模拟量参数及状态量参数，或者通过查询这些参数，实施相关遥控操作。当发生永久性配电网故障时，馈线终端会自动将异常信息传输到主站DMS系统，而主站DMS系统会定时的对馈线终端进行轮询，不断的更新数据，并将数据信息储存在数据库中，通过显示器呈现出来，相关操作人员即可通过显示器直观查询数据，与此同时，对相关的配电开关进行遥控，进而改变其运行方式，恢复配电网供电。

2.当配电自动化系统将故障位置定位在分支线亦或是用户家时，也需要对故障的类型进行判断，当故障出现时，故障位置周围的分支线路断路器或用户断路器立刻跳闸切断故障位置的电流。如果故障位置所在线路属于架空线路，在经过相应的延时之后断路器又会重新合上，成功则判定为暂时性配电网故障，失败则判定为永久性配电网故障。

故障发生后，继电保护装置使得相关电力设备自动脱离配电网，确保电力设备不受故障损害作用。针对永久性的配电网故障，通过控制故障区域周围的开关，将故障区域隔离在电力系统之外，恢复对周围区域的供电，再对故障进行相应的处理，处理之后工作人员应对信息进行相应的记录。

三、配电自动化与继电保护配合对配电网故障处理的意义

经过以上的配电自动化与继电保护对故障的处理分析可知，，在发生永久性故障，需要进行检修工作时，首先继电保护会发挥其功用，自动保护电力设备及配电系统的安全。与此同时，配电自动化系统全面启动故障定位、故障检测等功能，对故障区域进行隔离并发出警报信息，相关维护人员就可以及时对故障进行排除。继电保护有效实现了配电网保护，而配电自动化有效实现了配电网的排障，二者的配合最大程度上确保着配电网的常运行与运行安全，大大提高了供电可靠性，促进配电网供电发展，确保用户的用电安全，提高电力企业的经济效益，进而推动了电力企业的可持续发展。

四、结束语

综上浅述，配电自动化与继电保护对于配电网的正常运行都具有重要意义，排障问题对于配电网来说是永久性问题，所以二者的配合不仅仅是配电网安全运行的保障，更是配电系统发展的必然趋势。现阶段需要不断完善配电自动化系统与继电保护，更好的服务于配电网，更有力的推动电力企业的发展。

继电保护与自动装置 篇7

近几年来, 随着我国社会的迅速发展, 电能和人们的生产及生活的联系已越来越密切, 而电力系统在运行的过程中, 常会出现某些问题, 这样就会对电能的正常及安全使用产生影响, 为了使电力系统的运行得到一定保证, 必须采取有效措施对其进行继电保护, 因此, 为了加强相关人员对电力系统中继电保护的了解, 本研究主要从以下方面作相关分析。

1 继电保护的含义及其自动化系统的作用

1.1 含义

继电保护是一项先进的现代化技术, 其所涉及到多个学科, 应用范围较广, 且对技术也有较高要求, 近几年来, 其在各行业的生产操作车间中得到了越来越广泛的应用, 因此, 使用此技术时, 必须对其所涉及到的每项技术有一个比较全面的了解, 并在实践中对其进行不断完善, 此外, 对于其在运行过程中所存在的问题及故障都需及时进行有效解决。

1.2 作用

1) 可对各种比较复杂的故障进行定位, 从而可在很大程度上为工作人员的工作提供参考;

2) 可有效适应电力系统中的运行状态, 当电力系统向继电保护系统提交检修申请后, 其即可对故障进行预测, 并提出项相应的解决对策, 可使继电保护自动化系统的安全得到有效保证;

3) 发生事故后, 电力系统中通常都会出现其他错误动作, 此时, 继电保护装置就可对事故展开针对性分析, 并可为故障的排除提供有效的辅助对策, 此外, 继电保护自动化系统还具有其他功能, 可有效促进电力系统的安全与可靠运行。

2 继电保护自动化中的装置与检修分析

2.1 继电保护自动化装置的特点

1) 快速性。供电系统发生故障后, 继电保护会尽可能在短时间内切除故障, 从而可在很大程度上降低事所导致的不良影响。从某方面而言, 快速性和选择性会出现一定矛盾, 如果装置中无法同时满足两个要求, 为了使故障的切除得以有效实现, 应先执行选择性要求, 以把故障所引发的破坏降到最低;

2) 选择性。若供电系统发生故障, 继电保护装置就会结合系统实际情况作出合理的选择, 以对故障进行有效切除 (即把距离事故发生所在位置的最近的开关断开) , 从而使供电系统的其他部位得以顺利运行;

3) 灵敏性和可靠性。灵敏性指的是继电保护装置可准确反映其保护范围内所发生的异常工作状态及故障, 一般通过灵敏系数对其进行衡量;可靠性指的是继电保护装置自身的运行必须处于可靠的安全状态, 这样才能使电力系统的运行得到一定保证。

2.2 继电保护自动化装置的检修内容及方法

1) 确定校验周期及内容。继电保护装置能在电力系统发生故障后对正常的工作进行有效维持, 因此, 必须对运行过程中的继电保护装置进行不断增强, 此外, 还应定期对二次回路进行严格检查及校验。对于10k V的用户, 应每隔两年对其所使用的继电保护装置进行校检, 对于60k V以上或对用电的可靠性有高要求的用户, 则应坚持每隔一年就进行一次校检[3]。另一方面, 还需及时对继电保护装置中的相关设备进行检修, 必要时, 还需对其进行有效更换, 校检的过程中, 必须严格按照相关要求展开相关工作。对变压器中的瓦斯进行保护时, 应结合变压器的具体情况对其进行大幅度的检修, 必要时还需对其进行全面检验, 一般而言, 应每隔一年对其进行一次充气实验, 每隔三年对其内部进行一次比较全面的检查。对于运行期间的继电保护装置实验, 则应从以下步骤进行: (1) 对继电器的电气特性及机械部分展开全面试验; (2) 对二次回路中的绝缘电阻进行测量; (3) 对其进行二次通电试验; (4) 对继电保护装置中全部动作进行全面检验;

2) 加大巡查力度。对于变电所和配电所中的继电保护装置, 工作人员都必须对其引起重视, 而且还应适当加强二级线的巡视与检查, 以下为巡察内容及相关方法: (1) 工作人员应对各继电器的整定值及外壳进行检查, 一旦发现外壳受到破损或整定值的位置发生变化, 都应及时处理; (2) 检查继电器的接点是否存在被卡、变位倾斜、脱焊以及烧伤现象; (3) 如果继电器的型号为感应型, 应检查其圆盘是否处于正常状态, 对于带电的继电器, 应检查其是否存在磨损、抖动现象, 此外, 还需检查其在线圈中的部分是否出现无过热现象; (4) 检查转换开关和压板的位置是否符合系统的运行标准; (5) 检查信号灯的工作状态是否都正常以及是否都具备良好的指示效果; (6) 仔细检查系统中是否存在发热冒烟、异常声音及气味等现象;

3) 加大继电保护装置运行的维护力度。当继电保护装置在日常的运行过程中发生异常现象时, 相关工作人员应及时对其进行有效检查, 并适当加大监视及控制力度, 必要或遇到特殊情况时, 还需立即向上级部门或相关的主管负责人汇报。若继电保护的开关出现跳闸现象, 应及时对跳闸原因进行分析, 且还应在系统的供电恢复之前复归全部的掉牌信号, 此外, 还需把继电保护动作的具体情况做好详细记录。对继电保护装置进行检修的过程中, 如果需要供电部门对进线保护进行检验, 为了促进检验工作的顺利进行, 应及时做好相关的联系工作。一般而言, 值班人员所需进行的操作是比较简单的, 如通常只需对对转换开关进行切换、对压板进行断开或接通等。对于二次回路中的相关工作, 现场设备必须和图纸相一致, 且必须严格按照相关规定进行操作。如果对变电保护装置的故障发生在两次校验之间, 那么通常是在相关装置功能失效后才能得到有效发现, 如果在这个期间没有及时采取相应措施对故障进行有效处理, 将会给电力系统的正常运行产生严重的负面影响, 因此, 必须对继电保护装置运行中相关的维护工作引起重视。

3结论

继电保护在电力系统的日常运行中有着非常重要的意义, 通过有效的继电保护, 电力系统的可靠及稳定运行都会得到有效保证。本文主要就继电保护自动化中的装置与检修作了相关分析, 以进一步促进继电保护自动化技术的应用与发展, 并为相关研究提供参考。

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继电保护与自动装置 篇8

一、电力系统继电保护与自动化装置的概述及工作特征

电力系统继电保护属于一种保护电气设备安全运用的技术手段, 其能够为电力系统的运行安全提供评价, 判断和发展电力系统中存在的故障, 并及时采取合理的措施进行处理, 避免故障形成严重的事故, 以保证电力系统安全稳定运行。为了保证继电保护提高作用, 其需要几套互相独立的设备组成, 确保能够检查到电力系统中所有的电气设备, 继而提高电力系统的安全性和可靠性。

如果电力系统在运行过程中出现故障, 如短路故障、过载运行故障等, 均需要确保继电保护装置的可靠性, 能够及时针对故障发出信号, 切除发生故障点。随着电力系统的逐渐完善, 如今电力系统在运行中发生故障的概率偏小, 继电保护装置也不会频繁进行工作, 但继电保护装置也会在运行中出现故障, 包括拒动故障和误动故障。拒动故障主要是指电力系统出现故障时, 继电保护装置没有能够及时进行故障的切除和发出信号, 导致电力系统崩溃。而误动故障主要是指继电保护装置受到内部和外界各种因素的影响, 在电力系统安全运行的过程中仍发出误动作, 继而导致一定的经济损失发生。自动化装置主要是针对电力系统运行参数进行监测和控制, 其故障一般为难以实时进行运行参数的检测、传输和控制, 继而无法保证电力系统的安全性和稳定性。

二、电力系统中继电保护的基本任务和要求

(一) 继电保护选择性任务和要求

如果电力系统在运行过程中出现故障, 继电保护装置必须能够针对故障点选择性切除故障点, 即确保将故障点距离最近的断路器切断, 以确保电力系统能够继续安全稳定运行。

(二) 继电保护灵敏性任务和要求

电力系统运行出现故障时, 继电保护必须能够针对故障及时进行处理。如果故障属于继电保护的工作范围, 则继电保护不能够出现拒动故障。如果故障不属于继电保护工作范围, 则继电保护不能够出现误动故障, 即继电保护必须具有高灵敏性, 一般主要是采用灵敏系统进行继电保护灵敏性评价, 确保电力系统故障处理的合理性。

(三) 继电保护速动性任务和要求

电力系统某一位置和设备出现故障时, 为了能够避免故障的扩大, 造成严重的事故, 必须将出现故障的设备以最短的时间进行处理, 即继电保护速动要求较高。继电保护装置需要做到以最快的时间处理故障, 同时确保将短路电流对设备的损坏控制在最低, 确保电力系统电压最快恢复, 以起到改善发电机并列运行稳定性的作用。

(四) 继电保护可靠性任务和要求

保证继电保护可靠性是最基本的任务和要求, 也是保证电力安全稳定的基础, 同时避免事故发生和扩大。而要保证继电保护装置的可靠性, 首先要保证保护装置设计方面的可靠性、整定计算及安装调试过程中的准确性, 且需要确保装置组成元件质量的可靠性, 继而提高电力系统继电保护的有效性和可靠性。

三、电力系统继电保护与自动化装置可靠性指标体系

随着社会的发展和进步, 如今电力系统结构越来越复杂, 而相对应继电保护装置和自动化装置也呈现出复杂性。同时继电保护装置构成和输入特征量本身也呈现复杂性, 且其又属于可维修产品, 因此其发生故障的可能性高。为了能够确保继电保护装置可靠性, 对其可靠性评价需要采用多个可靠性指标, 但指标体系不可过于复杂。根据我国电力系统结构特征和用电实际情况, 在进行继电保护装置可靠性评价时, 需要以下特征量作为可靠性指标体系: (1) 成功率, 成功率属于评价继电保护装置可靠性重要指标, 其主要是指在相应条件下, 继电保护装置监测电力系统设备成功的概率。 (2) 平均无故障工作时间, 由于继电保护属于可维修产品, 将该指标作为评价继电保护装置可靠性指标非常重要, 其主要是指两次故障之间工作时间的平均值。 (3) 有效度, 有效度主要是指平均无故障工作时间除以平均修复时间与平均无故障时间之和。有效度指标主要是能够反映出继电保护与自动化装置在运行过程中的可靠性, 且能够体现出电力系统运行的可靠性。

电力系统自动化装置也属于可维修产品, 判断其可靠性的特征量和指标体系主要为平均无故障工作时间、平均修复时间和有效度等。

四、提高电力系统继电保护可靠性的措施

(一) 做好冗余设计和优化措施

技术人员在进行冗余设计时, 可以利用硬件冗余, 以起到满足继电保护系统容错的设计标准。如果电力系统继电保护中, 某个保护装置存在动作不正确, 但却不会对系统的整体性能产生明显的影响, 该属于容错, 即采用硬件冗余, 能够有效起到改善举动率和可用度指标, 保证继电保护系统的安全性和稳定性。常见硬件冗余措施主要为并联措施、备用却换措施、多数表决措施等, 且其还能够将误动率出现的变化显示出来, 具有重要的作用。技术人员在电力系统继电保护装置实际运行过程中, 需要根据继电保护系统的实际情况选择科室的冗余方式, 同时确保满足系统可靠性指标要求, 如硬件冗余则能够实现投入小、保护装置数量少的要求。

(二) 确保提高继电保护装置可靠性

技术人员必须做好继电保护装置管理工作, 以确保继电保护系统的可靠运行, 即技术人员必须结合各项评价继电保护系统指标进行准确计算, 以实现提高计算保护装置运行准确性, 有效区分故障的正确不动作。针对电力系统二次继电保护与自动控制回路, 对其保护主要是继电保护辅助配套装置, 该装置也会对继电保护系统安全性产生较大的影响, 因此技术人员需要加强继电保护辅助装置管理工作, 进一步提升继电保护系统的可靠性。

(三) 加强继电保护装置维护工作

维护工作是保证继电保护系统安全稳定运行的重要措施, 技术人员需要加强继电保护日常运行管理和维修, 以实现提高保护系统可靠性的目的。技术人员首先要针对继电保护装置制订定期检修计划, 并实际开展定期检修工作, 针对二次设备元件标志、名称等是否齐全, 检查转换开关、按钮、动作的灵活性, 是否存在烧伤情况等, 同时排除继电器、接线端子螺钉松动故障。技术人员还需要加强排除电压互感器与电流互感器二次引线端子的故障, 排除断路器各个操作机构的故障问题。

技术人员应依据继电保护装置的运行状态进行分类维护和管理, 其中一类装置必须确保无运行缺陷, 同时设备完好。二类装置允许存在一定缺陷, 但不会危及安全。三类装置存在重大性能问题。

五、提高电力系统自动化装置可靠性的措施

技术人员必须做好电力系统自动化装置可靠性保护工作, 首先要针对自动化装置的设定值、初始状态等进行全面地了解。技术人员将自动化装置设定值和初始状态作为首要评价标准, 能够进一步保证自动化装置的可靠性。此外技术人员还需要做好对自动化装置运行情况的全面统计和分析, 找出自动化装置运行规律, 以确保自动化装置长时间运行过程出现的故障问题能够及时排除, 提高装置的安全性和可靠性。同时技术人员还需要做好自耦动画装置的技术更新, 确保在电力系统更新较快的环境下, 自动化装置依然能够满足电力系统的要求和标准, 即技术人员可以通过选择不同厂家制造、且生产原理和工作原理不相同的继电保护装置和自动化装置进行电力系统保护, 继而提高降低故障发生率的作用。

结语

综上所述, 电力系统安全性和稳定性是保证人们正常用电的必要条件, 而继电保护装置和自动化装置则是保证电力系统安全稳定性的重要系统设备, 因此技术人员需要注重以提高继电保护系统和自动化装置的可靠性。技术人员需要针对实际运行情况进行改善, 确保提高继电保护与自动化装置的可靠性。

参考文献

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继电保护与自动装置 篇9

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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继电保护与自动装置 篇10

经济的发展使各行各业的发展速度都有了明显的提高, 在各行各业的发展过程中, 离不开电能的动力支撑, 对电能的需求量的不断增加, 对电力系统的安全运行提出了更高的需求, 国民经济的快速发展和人们生活水平的提高都离不开电力系统的正常运行, 电力系统一旦出现问题, 则会对我们的生活质量和国民经济的正常发展造成严重的影响, 所以继电保护自动化装置的应用为电力系统的正常运行提供了保障。在电力系统运行过程中, 一旦有故障发生, 继电保护装置则会自动做出动作, 不仅能为工作人员及时处理问题提供依据, 同时对故障的自动处理也保证了系统的正常运行, 保证了供电的稳定性。继电保护装置在供电系统的应用, 为电力系统的正常运行的维护工作都起到了十分重要的作用。长期以来, 在电力系统的运行中, 继电保护装置都起着积极的作用, 但由于继电保护装置自身在运行时的故障等问题, 也是导致电力系统故障发生的重要原因, 所以针对这一特点, 加强继电保护自动化在电力系统中的应用是十分必要的, 也是电力系统发展的必然。

1 继电保护自动化装置的运行特点

继电保护装置在电力系统发生故障时, 能及时的传递信号并进行动作反映, 从而把故障控制在一定范围内, 并有效的切断故障, 虽然在电力正常运行过程中, 继电保护装置发挥作用的几率较少, 但当电力系统一旦发生故障时, 则能起到有效的保护作用, 避免故障所带来的严重损失, 所以继电保护装置在电力系统中的作用还是不可小视的。但在运行过程中, 继电保护装置自身也会出现故障, 一般表现为拒动故障和误动故障。拒动故障即是在电力系统发生故障时, 继电保护装置拒绝动作, 没有发挥保护的功能, 从而失去了保护电力系统正常运行的功能。误动故障则是在电力系统正常运行时, 保护装置发出错误的信号和动作, 也影响了系统运行的稳定性。这些故障多发生在传统的继电保护装置上, 随着继电保护技术的提高, 自动化继电保护装置在系统中得以进一步的应用, 不仅实现了原有继电保护装置的保护功能, 同时还能进行实时监测和控制系统中各设备的运行参数, 实现远程控制的功能, 对电力系统的稳定运行提供了安全的保障。

2 继电保护的基本要求与应用

2.1 继电保护装置的任务和基本要求

继电保护装置的任务主要有:当电力系统出现故障或异常时, 能够迅速的传递出各种信息, 及时切除故障部分;电力系统运行正常时, 能够全面监视系统中的设备的工作情况, 以此作为值班人员确定系统安全运行的依据。

要确保电力系统的安全平稳运行, 继电保护系统就要做到以下几点内容, 即基本要求是:

选择性:继电保护装置在电力系统出现故障和异常时, 可以准确的判断出故障部位, 并有选择性的切断故障, 从而保证系统的正常运行。

灵敏性:每一个继电保护装置的都有一定的保护范围, 在这一区域内电力系统如果发生故障, 则能快速的进行反应, 使电力系统处于安全的运行状态, 但对于保护范围之外的故障则无法进行动作。

速动性:继电保护装置在电力系统发生故障时, 会在第一时间内进行反应并动作, 准确的切断故障部位, 保障非故障部位的正常运行, 这样不仅避免了由于故障扩大所造成的损失, 同时也保障了其他部位不受故障部位所影响而保持正常运行, 保证了电力系统运行的稳定性。

可靠性:继电保护装置的可靠性是保证装置起到保护作用的关键, 只有继电保护装置可靠的运行, 才能在故障发生时进行准确的动作, 从而避免故障波及的范围扩大, 保证系统的正常运行, 为供电企业减少故障所带来的损失。

2.2 保护装置的应用

继电保护自动化装置的应用范围非常广泛, 其应用范围主要有供电系统、变电站等, 多用于保护高压供电系统线路、主变保护、电容器保护等。变电站继电保护装置应用包括: (1) 线路保护:一般采用二段式或三段式电流保护, 其中一段为电流速断保护, 二段为限时电流速断保护, 三段为过电流保护。 (2) 母联保护:需同时装设限时电流速断保护和过流保护。 (3) 主变保护:包括主保护和后备保护, 主保护一般为重瓦斯保护、差动保护;后备保护为复合电压过流保护、过负荷保护。 (4) 电容器保护:包括过流保护、零序电压保护、过压保护及失压保护。自动化保护装置尚处在发展成熟阶段, 无论是功能和技术水平, 不同的生产制作单位有着不同的工艺水平, 因此自动化装置还无统一的应用领域的划分, 以及应用范围的界定。

3 电网发生故障的原因

继电保护自动化装置具有鲜明的特点:自动化保护装置相比于传统的保护装置有着明显的优势, 如应对故障反应动作迅速、准确, 能够及时有效的做出判断、切除故障, 确保供电系统安全运行, 因此自动化装置的性能和可靠性更高。而且通过结合计算机技术, 自动化装置能够很好代替值班人员完成很多复杂的工作, 并能及时的发现故障、传递信息、发出警报, 还能有效的切除故障, 确保了电力系统的正常运行。但继电保护自动化装置尚处在发展成熟阶段, 还存在着一些问题, 如保护装置的功能还不够丰富, 无法满足现代化电网和变电站的需求。而且, 对比传统的继电保护装置还有一些不足之处, 如计算机设备对环境条件、外部电压等要求很高, 这就加大了投资成本;自动化装置对抗雷击等外来干扰的能力弱, 因此该装置的管理保护工作要求就非常高;自动化装置的功能尚不够完善, 还不能全面的满足供电系统对继电保护装置的要求, 需要不断地完善、改进其功能效用, 增加自动化装置的可靠性。

4 继电保护装置报错时的处理方案

一是逆序检查法:逆序检查法主要针对解决装置出现误动时的问题, 即当出现在短时间内无法找出原因时, 就要从结果出发, 逆向的逐级进行检查, 直到找到问题症结在哪;二是顺序检查法:顺序检查法主要应用在继电保护自动化装置不能正常运行的问题上, 这一方法能够有效的解决获取故障根源较难的问题, 即根据外部检查、绝缘检测、定值检查、电源性能测试、保护性能检查等顺序进行;三是运用整组试验法:整组实验法主要用于检查保护装置的反应动作、反应时间是否合理, 是否能够做到短时间内切除故障的要求。

5 结束语

随着电力系统现代化水平的不断提升, 继电保护自动化装置在电力系统得到了广泛的庆用, 对系统的稳定性和维护工作起到了非常重要的作用, 相信在不久的将来, 在继电保护自动化技术的不断发展下, 继电保护自动化装置的性能和可靠性将更加的稳定, 有效的保障电力系统的安全稳定运行, 为电力企业经济效益的实现打下坚实的基础。

摘要：改革开放以来, 经济的快速发展, 使人们对电能的需求量不断增加, 同时人们对电力的供应质量也提出了更高的要求, 保证电力系统的稳定运行成为电力企业的重要内容之一。随着继电保护综合自动化系统的推广, 高效的继电保护系统成为保证电力安全稳定运行的重要前提条件。文章分析了继电保护自动化装置的运行特点, 并进一步对继电保护自动化装置运行时的要求及应用进行了具体的阐述。

关键词：电力系统,继电保护,自动化装置

参考文献

[1]原宇光.浅谈电网继电保护综合自动化系统[J].黑龙江科技信息, 2007, 02.[1]原宇光.浅谈电网继电保护综合自动化系统[J].黑龙江科技信息, 2007, 02.

[2]李强.继电保护及自动化设备行业统计分析[J].电器工业, 2009, 02.[2]李强.继电保护及自动化设备行业统计分析[J].电器工业, 2009, 02.

继电保护装置干扰防护对策探析 篇11

关键词：继电保护装置；干扰源；防护措施，研究

中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 24-0000-01

各个变电站的兴建，均装配了许多先进的设备，其中继电保护装置即为其中极为重要的构成部门，其能够保变电站内的各项设备的安全运行，出现故障后也能够准确的定位，迅速的切断电源，防止故障扩大，属于较为敏感的电子设备。但是变电站中的各种电气、电子设备的运行均会出现电磁能。电磁能又通过传导和辐射的形式干扰到其他的敏感设备。而继电保护装置运行时产生的电磁可以对其他的设备造成干扰，其自身也会受到其他设备的电磁能干扰，影响运行，因此需要对其进行深入研究。

一、继电保护装置的干扰

继电保护装置中的干扰源包括两个方面，其自身内部产生的干扰及外部环境产生的干扰。继电保护装置中存在电磁继电器线圈，其具有突变磁场，其与触点电弧、微机保护装置电子线路相互作用而产生了电磁干扰。继电保护装置的干扰源有几下方面：

（1）步话机辐射干扰。步话机使用的过程中，其周边会出现产强烈的辐射电场及磁场，变化的磁场耦合至周边弱电子设备的回路中，回路即会感应出高频电压，构成假信号源，直接导致继电保护装置误动；

（2）隔离开关操作。隔离开关操作是一般速度较慢，其两个触点之间就会形成电弧闪络，并随之出现操作过电压，带来高频电流。该电流再流经母线时，会在其周围产生强烈的电场和磁场，直接影响到二次回路及二次设备。而高频电流经过接地电容设备引入至地网，又会提高地电位；

（3）断开直流回路电感线圈。在进行该操作时，累计与线圈中的磁能无法迅速的释放出来，磁能和杂散电容相互作用会形成串联高频谐振回路，最终形成高频过电压；

（4）雷击。变电所的地网一般为高阻抗电网，或者从设备到地网的接地线属于高阻抗，如果变电所的接地构件、避雷器等防雷设备受到雷击，即会出现瞬间高频电流，瞬间提高地网系统中的暂态电位，直接造成继电保护装置误动、拒动、情况严重的甚至会损坏灵敏设备及相关回路[1]。

二、抗电磁干扰的防护方法

（一）一次设备的防护

先需要采用各种措施将电流互感器、电压互感器、避雷器等设备的接地阻抗减小，其即可形成完整的低阻抗的接地网，从而达到降低变电站内的地电位差的目的。如果干扰源来自对于电容式电压互感器或者高频通道的耦合电容器等一次设备，则需要缩短电容器的底座高度，接地引下线需要使用多股导线，提高接地线接人地网的密度，能够起到良好的防护作用[2]。

（二）二次设备的防范措施

二次设备设计到的构件较多，并形成了较多的区域，具体防护措施可以分为以下几个方面：

（1）微机保护屏的外壳。需要将焊接的金属柜作为第一层防护层，各个类型的电子元件放置在铝结构框架，将其密封制作成外壳内，构成了第二防护层；第三层防护则需要利用带护环的多层板的印刷线路来构建；

（2）屏上存在一条走线，集成电路型或微机型保护中的交流及直流电源的来线，需要先通过抗干扰电容的初步处理后，再引进该走线，并与直流操作回路的导线及高频输入回路的导线保持一定的距离。从外部引进保护装置的空触点，需要先经光电隔离后再进入保护。输出时需要以空触点或光耦输出，作为保护用的电缆及电力电缆在敷设应处于不容同的保护层；

（3）对于二次回路中来回的2根芯线，应将其置于同一根电缆内，防止出现差模电压过大的问题，连接电容式设备的二次电缆需要置于接地引下线的周边位置进行敷设；

（4）开关场与微电子器件构成的继电保护设备的连接能够形成二次回路，连接开关场引入控制室继电保护设备的电流、电压和直流等，会将干扰电压导入该二次回路。因此需要应使用带屏蔽层的控制电缆，屏蔽层还需要于开关场及控制室的两个端点同时进行接地设置。另外处于开关场的屏蔽层，其接地点需要与一次设备距离在4m左右[3]。

（三）土建防护

在进行土建工程时，需要把保护室的结构地板、墙体内的加强筋等进行全连接，形成电位网，在与地网相连，即能够构成放置整个二次系统的极低阻抗地平面。控制室上的避雷针必须用多根周边导体与地网相联。金属结构需要与钢筋混凝土内部的加强筋进行联通，其上端连接至避雷针，下端则连接至地网，从上至下构成有效的网格法拉第笼，达到防护作用。

三、结束语

科学技术的更新换代，计算机的普及、信息化技术的应用逐渐的广泛，渗透至各个领域。继电保护装置即是在该技术的基础上研发的。其已经成为了现代电力系统中不可或缺的重要设备之一，对于电力系统有着可靠的保护及监控的作用，但是其在运行中也存在电磁能干扰问题，其属于电力系统中最主要的安全隐患，需要引起管理人员的高度重视，本文仅从一般的角度分析了继电保护装置的干扰防护措施，实践中还需要管理人员全面掌握继电保护装置的特点、性能等，探索出相应的防护措施，提高其可靠性及安全性，使之能够长期保持正常运行。

参考文献：

[1]李勋.关于继电保护装置应用的几点认识[J].科技致富向导，2012（23）：402.

[2]李虹.微机继电保护装置的干扰及抗干扰研究[J].科技信息，2009（20）：445-446.

继电保护与自动装置 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

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[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.