电保护测试发展方向的思考
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摘 要 近年来，通讯科技发展迅速。信息技术在继电保护领域的应用，拓展了电保护体系范围，为电保护增加了系统安全和同步运行的新要求，并促进了系统监控、通讯和保护功能的整合。为了提升电保护设施质量评价的科学性，合理测定设备风险，确保供电系统运行稳定，就需要明确测试工作的进展方向。具体而言，在传统电保护测验的基础上，补充并适当修正测试体系包含的内容，完善检验方案，为电力设施的安全运转提供技术保障。
中图分类号TM77 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）99-0093-02
随着计算机科技在电力系统保护中的推广应用，电保护测试正在逐步显示出自身的优越性。通信科技的进步，为新式数字化技术的应用提供了条件；尤其是数字化变电站的发展，有力推动了电保护测试手段的完善，为电保护体系增添了同步性和安全性等全新的性能。要进一步修补电保护测试技术的不足，就应该研究测试手段的新特征，发现测试技术发展过程中的问题，并提出可行性的措施。
1 技术发展历程
电保护技术，经过了一个长期的发展过程。最早出现的是61850标准下的技术，它采用PT和CT等数字手段，增强了保护性能。但是，这种技术方式也带来了一些问题，如如何确立适应通讯结构的保护方法体系、如何设置保护信号的互换方式，以便满足系统分布结构的需要，等等。技术的开发人员要在新式的系统结构下，实现继电保护的固有功能，这就需要充分顾及到装置设备运行的稳定程度与可靠性能。
随着61850的逐步推广，电保护体系与系统自动化的结合更加密切，尤其是在电压较低的线路上，实现了保护功能和测量控制的有机结合。二者被设计在同一个设备中，但是在逻辑上是彼此独立的。生产厂家采用了统一类型的硬件安装平台，它可以完成所有的电保护功能。这个平台不会受到电保护理论的制约，无需改变具体的硬件配置，就可以切换保护类别。
目前，许多电保护厂家采纳了这种平台。然而，平台在实际的运用过程中，仍然存在不少有待解决的问题。例如：平台中的硬件设施无法更换，如果需要替换，则必须改变某些硬件，且装置本身配置方式复杂，更换工作的可行性较差。可以考虑对装置实行一键更换，这样可以减轻工作人员的负担，并有效降低操作难度。
2 测试分析系统
2.1整体性要求
对于电保护测试进行分析的系统，应当符合特定的技术层面要求。具体而言，分析系统需要具备保护传输数据和通道设施的功能，电网内部的保护设备应当设计成微机数字形式的装置；设立一个建立在电网系统基础上的仿真模拟检验平台，通过检测电网内部不同的运行点，来模仿各种类别的设备故障，以及各种具体的运行方法。
动态的模拟平台，还可以通过仿真形式的测验，来取得安装系统中的电流数值和电压数值，采集数据样本。经过传输数据的通道，将仿真形式的数据样本传递到计算机保护系统中。接下来，这个计算机保护系统会进入到检测工作状态，测试装置的具体动作和行为，并将测验结果反馈给分析系统进行评价。
2.2具体方式
为了建立有效的分析系统，首先需要完成仿真检测平台的确立，这也是分析电保护效果的核心步骤。建立分析系统的具体方式有以下几种：
首先是物理形式的动态模拟方法。在建立测试平台的过程中，可以确立实验室中的电网物理模型，在这个模型提供的框架内模仿电保护系统的运行流程，或者模拟各种点的故障发生经过。在需要被侧重保护的电网系统安装点上，加设一些与系统电压和电流同步的样品收集设施，在模仿电网各种动作的同时，获得侧重保护部位的最新电压和电流样品数值。这种方式具有显著优势，集中体现在保护设备安装处取得的数据与系统真实工作状况十分相似。然而，物理模拟的缺陷在于操作量过大，且耗费的测试成本较多。
其次是软件形式的动态模拟方法。这种方法的确立，有助于解决物理模拟方式中工作量大和耗费成本高的问题。通过采用软件来进行仿真形式的运算，能够取得反应电网内部系统工作现状的电压和电流数值，这些数值具有同步性。目前，能够进行软件仿真运算的程序运行基础为EMTP或者EDAS软件。软件模拟方式的优势，在于获取同步电压和电流数据的便捷性；但是，采用软件计算数据所得到的结果，会与系统的实际运行状态之间存在差别。为了克服这种运算误差，可以考虑在电网出现运行故障时，在需要保护的部位获取录波数值，并将这些数值与计算结果进行对比。通过多次对比检验，能够增加模拟方法与真实电保护系统的契合程度。
3 检测项目完善
电保护检测项目种类多样，但是，这些项目种类并不能覆盖到全部系统运行状况。依据保护设施的发展目标，需要增加一些新型的检测项目，来完善电保护测试体系。
3.1同步能力指标
近些年出现的GPS等同步技术手段，在很大程度上解决了电保护设备的同步性问题，便利了对于系统故障的研究。在检测时间同步性领域中，重点是检验设备的性能，从而确保系统整体的同步性效果。这种理念在广域性的测量和保护系统方面体现得尤为明显，时间上的同步性有助于提升检验数值的精确程度，并增强电保护的实际效果。
3.2可靠性能指标
对于测试设备可靠性能的指标设计，也是完善测试项目的重要途径。许多电保护测试设施的测量重点都是采样的功能，或者设备的运行周期，而很少针对设备的可靠程度进行科学评估。随着计算机技术主导下电保护设施的推广，检验的内容也将得到扩充，包含了保护设施软硬件的可靠性能。在某些特殊情况下，系统可以实现正常通讯，但是无法接受传送的新信息，出现这种情况的根本原因，就是测试设备的可靠性出现了问题。
3.3软件性能指标
软件是电保护系统中不可缺少的部分，承载着十分重要的保护功能。然而，多数软件在具体运行中都会发生故障，这些事故可能造成设备工作异常，甚至出现运行差错。现有的测量方式很难对系统的程序进行有效性的检验，因此，如果运行状态下的某些程序不符合正常标准，造成系统工作故障，就会影响到电力设备的稳定和安全。及时检测软件存在的潜在风险，有助于确保电力系统状态稳定，降低故障的发生几率。
4 测试手段的衔接方法
做好电保护测试与系统现存检测部分的衔接，有助于完善继电保护措施体系。合理的衔接方式，首先要满足装置可靠性能、灵活性能和运转速度的基本要求，要测验这些性能的达标程度。其次，需要进一步实现整个系统的网络化，提高系统的智能指标，并检测装置在保护、通讯和功能控制方面的基本性能。
随着计算机科技与电保护操作的结合，传统的测试手段已经很难满足系统保护的要求，需要进一步提升测试手段的自动化程度。测试的自动化，指的是用于检测的装置可以依据预先拟定的测验规划，按照特定的顺序，来完成对于系统电气功能、可靠程度、通讯协议实现状况，以及信息安全程度的检验。整个测验过程受到预定测试指标的制约，并且不需要工作人员的介入。完整的电保护测试系统，包括了电气功能在静态模拟和动态模拟中的检测、监控设施的检测、通讯协议的检测、通讯安全的检测，以及对于电保护的专家检测几种类型。
在传统方式的电保护测试过程中，并不包括对于通讯协议的专门性检验。这就导致在集成系统的时候，各个生产厂家的电保护产品存在互连方面的问题。为了解决这样的矛盾，有必要统一故障信息的检测规则，并测验协议的一致性。目前，对于通讯协议一致性的检验，正在逐步成为测试系统的重要成分。
近些年，高科技的软件在电保护领域的运用范围逐步扩展，软件在测试中的作用日益凸显。如果软件的结构设计方式存在弊端，可能会造成装置工作的异常，也可能导致系统运行错误。这种现象在装置内部各种程序上体现得尤为明显，因为人们无法对程序的运行逻辑开展测量。当系统处于工作状态时，如果某些条件没有满足，程序将会出现问题，影响到整个电力系统的稳定性和工作安全。
现存的电保护测试类别，多数是针对样品开展的，或者对于即将出口的继电设备进行使用期限的检验。然而，检验指标中并没有针对系统工作可靠程度的。考虑到计算机软件在电保护设施中的应用，我们可以从两个层面来设计可靠性能的测验：一方面是硬件设施，一方面是软件设施。在某些检测过程中，曾经发生过通讯信号正常，但是缺少遥测信息传递的现象。软件设施在系统中的比例正在增加，因此，应当适当检验这些软件的应用性能，增强电保护系统的可靠性能。
5 结论
新式技术手段的应用，在丰富电保护测试内容的同时，也给检测工作带来了更多挑战。应当结合电保护检测的相关标准，在总结检测工作经验的基础上，准确定位市场需求，制定出顺应实践发展的检测指标和程序制度。不断增添电保护测试方法的科技含量，有利于确保产品质量达标。应当注意的是，目前实施的电保护测试标准，还有许多不足之处，这主要是因为检测制度的可行程度不够。要在实践中逐步确立电保护检验的发展思路，并严格落实各项检测指标。
参考文献
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