在鐵路供電系統(tǒng)中,繼電保護(hù)裝置是被保護(hù)的供電單元的控制**,它接收互感器及其他傳感裝置發(fā)送過來的信息,判斷該供電單元是否正常運行,當(dāng)有故障時,能根據(jù)定值及故障判斷邏輯快速準(zhǔn)確地判斷并快速切斷故障區(qū)段,避免供電系統(tǒng)受到更大的損害,并傳輸相關(guān)信息給調(diào)度中心,因此它具備控制、保護(hù)、信息采集與發(fā)送等主要功能。而繼電保護(hù)裝置的調(diào)試就是主要針對這幾個功能進(jìn)行全方位的調(diào)試,確保供電系統(tǒng)投運后電保護(hù)裝置繼能夠按照要求穩(wěn)定運行。
1 繼電保護(hù)裝置調(diào)試現(xiàn)狀
供電系統(tǒng)的保護(hù)*早采用熔斷器的方式,繼電器開始廣泛應(yīng)用后,繼電保護(hù)裝置開始快速發(fā)展,經(jīng)歷了由電磁式保護(hù)裝置(電磁式繼電器)到晶體管式繼電保護(hù)裝置、到集成電路繼電保護(hù)裝置、再到微機(jī)繼電保護(hù)裝置的4個階段。當(dāng)前,隨著電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展,人工智能技術(shù)如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)模、模糊邏輯等相繼在繼電保護(hù)領(lǐng)域的研究應(yīng)用,繼電保護(hù)技術(shù)正向計算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、一體化、智能化方向快速發(fā)展。
傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置調(diào)試一直采用人工觸發(fā)、逐一核對各項功能是否正常的思路和方法,效率不高,需要改進(jìn)和完善。然而,不管繼電保護(hù)裝置如何發(fā)展,幾乎所有的繼電保護(hù)裝置調(diào)試包括的內(nèi)容,都
與繼電保護(hù)裝置調(diào)試現(xiàn)狀一樣,主要有以下幾個步驟:
1.1 信息采集功能調(diào)試 負(fù)責(zé)此功能調(diào)試的試驗員通過繼電保護(hù)測試儀向繼電保護(hù)裝置模擬發(fā)送電流、電壓信號,查看測量量采集、保護(hù)量采集是否正確;模擬觸發(fā)開入點信號,查看開入信號采集是否正確。
1.2 控制功能調(diào)試 負(fù)責(zé)此功能調(diào)試的試驗員通過操作控制(就地、遠(yuǎn)方)分、合,相對應(yīng)的開關(guān)設(shè)備動作是否正確。
1.3 保護(hù)功能調(diào)試 負(fù)責(zé)此功能調(diào)試的試驗員根據(jù)保護(hù)動作所需條件,模擬滿足所有條件,測試保護(hù)功能是否正確動作;其中任一條件不滿足的情況下,測試保護(hù)功能是否不動作(特別注意:定值參數(shù)中的動作限值與時間限值是兩個條件)。
1.4 信息發(fā)送功能測試 相關(guān)試驗員負(fù)責(zé)測試并確認(rèn)繼電保護(hù)裝置所采集的信息、保護(hù)動作信息、故障錄波信息等能否正確傳輸至調(diào)度中心。
2 繼電保護(hù)裝置調(diào)試面臨的問題
通過上面的現(xiàn)狀分析,我們可以看到在整個繼電保護(hù)裝置的現(xiàn)場調(diào)試過程中,主要是以人工為主,且基本上是大量相似的重復(fù)性工作,又因測試工作對供電系統(tǒng)安全可靠運行影響重大,為保障供電系統(tǒng)穩(wěn)定運行,必須認(rèn)真細(xì)致**地做好每一內(nèi)容每一環(huán)節(jié)的測試工作,如在繼電保護(hù)裝置調(diào)試時需要逐一對其功能進(jìn)行準(zhǔn)確測試,因此繼電保護(hù)裝置的調(diào)試在整個供電系統(tǒng)的調(diào)試過程中占用時間*長。
綜上可見,傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置調(diào)試存在的主要問題就是效率不高且工作強(qiáng)度過大。
3 繼電保護(hù)裝置調(diào)試的新思路
計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用,為利用新技術(shù)解決傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置調(diào)試存在問題提供了可能。針對供電系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置調(diào)試的特征,本文提出改進(jìn)調(diào)試方法的思路與實現(xiàn)形式,即研發(fā)使用繼電保護(hù)裝置自動調(diào)試系統(tǒng),圖 1 為繼電保護(hù)裝置自動調(diào)試系統(tǒng)實現(xiàn)框架圖。
繼電保護(hù)裝置自動調(diào)試系統(tǒng)具體運行原理簡述如下:
1)信息收發(fā)中轉(zhuǎn)裝置接入后臺管理機(jī),通過后臺管理機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)從繼電保護(hù)裝置上傳上來的信息,再通過無線網(wǎng)(或3G/4G方式)轉(zhuǎn)發(fā)給繼電保護(hù)自動調(diào)試裝置和信息接收與控制終端??赏ㄟ^篩選相關(guān)需要的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。信息收發(fā)中轉(zhuǎn)裝置還可根據(jù)后臺管理軟件的數(shù)據(jù)庫自建一套信息獲取系統(tǒng),通過接入交換機(jī)直接獲取有用的信息。
同時該裝置還能接收繼電保護(hù)自動調(diào)試裝置和信息接收與控制終端發(fā)送的控制命令信息轉(zhuǎn)發(fā)給后臺管理機(jī)或繼電保護(hù)裝置執(zhí)行。
2)繼電保護(hù)自動調(diào)試裝置具備計算機(jī)編程控制的繼電保護(hù)測試儀、同時還能通過無線網(wǎng)(或3G/4G方式)與信息收發(fā)中轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行通信,實現(xiàn)在自動調(diào)
試過程中對繼電保護(hù)裝置的控制及相應(yīng)信息的讀取及分析。
具體實現(xiàn)過程:提前對繼電保護(hù)裝置的功能調(diào)試進(jìn)行計算機(jī)編程配置(固有的模塊化程序,只需針對不同類型、線路及保護(hù)功能進(jìn)行細(xì)微的靈活配置);調(diào)試前將繼電保護(hù)自動調(diào)試裝置的電流、電壓模擬量輸出端、邏輯輸入端、控制輸出端連接到繼電保護(hù)裝置的相應(yīng)試驗端子上;調(diào)試時只需按下啟動調(diào)試按鈕,繼電保護(hù)自動調(diào)試裝置將按照模塊化的程序設(shè)定自動執(zhí)行功能調(diào)試。如:調(diào)試 A 相過流保護(hù)功能,繼電保護(hù)自動調(diào)試裝置模擬輸出超過電流定值的電流模擬量,但時間未達(dá)到定值要求,此時裝置通過信息收發(fā)中轉(zhuǎn)裝置只能接收到保護(hù)啟動信息,如時間未達(dá)到動作出口要求,相應(yīng)斷路器不會分閘,即沒有保護(hù)動作信息,此時裝置判斷該項程序執(zhí)行正確,自動跳轉(zhuǎn)下一程序執(zhí)行。即電流值未達(dá)到定值要求,但時間超過定值要求,此時繼電保護(hù)裝不會有反應(yīng),繼電保護(hù)自動調(diào)試裝置不會接收到相關(guān)信息,此時裝置判斷該項程序執(zhí)行正確,再次自動跳轉(zhuǎn)下一程序執(zhí)行。此時電流值、時間均滿足定值要求,保護(hù)應(yīng)該可靠動作,繼電保護(hù)自動調(diào)試裝置接收到相應(yīng)保護(hù)動作信息,并與輸出信息進(jìn)行對比分析,確認(rèn)相關(guān)信息正確,判斷該項程序執(zhí)行正確,并通過
與信息收發(fā)中轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行通信發(fā)出控制合閘命令控制斷路器進(jìn)行合閘后,再次自動跳轉(zhuǎn)下一程序執(zhí)行,B 相過流保護(hù)功能、C 相過流保護(hù)功能、A 相距離保護(hù)功能……。
同時還可利用邏輯輸入端接入到繼電保護(hù)裝置的保護(hù)動作輸出接點,測量保護(hù)動作時間與定值及后臺信息及進(jìn)行比對,多重確認(rèn)信息的準(zhǔn)確性以及自動調(diào)試程序執(zhí)行的準(zhǔn)確性;還可利用控制輸出端接入到繼電保護(hù)裝置的連片處代替連片測試連片功能的可靠性;同樣可以利用控制輸出端接入到繼電保護(hù)裝置控制斷路器的分合閘的輸出端在自動調(diào)試的過程中根據(jù)設(shè)定實現(xiàn)控制斷路器的分合閘操作。
在自動調(diào)試的過程中無需人工干預(yù),全自動調(diào)試,并自動標(biāo)記調(diào)試過程中有問題的功能,便于后續(xù)進(jìn)行人工處理。
3)信息接收及控制終端主要用于繼電保護(hù)裝置信息采集功能的調(diào)試,當(dāng)離開后臺管理機(jī)及繼電保護(hù)裝置(室內(nèi))在設(shè)備本體處(室外)進(jìn)行模擬信號觸
發(fā)時,可在信息接收及控制終端及時核對所觸發(fā)信號是否正確發(fā)出且同時上傳到后臺管理機(jī),并可對有問題信息進(jìn)行標(biāo)記、統(tǒng)計,便于隨后進(jìn)行問題處
理。避免了繼電保護(hù)裝置信息采集功能的傳統(tǒng)調(diào)試過程(見圖2)需要在室內(nèi)留守一人用對講機(jī)及其他方式傳遞信息以確認(rèn)信號采集功能的正確性,減少
了人員的浪費,保證了信息傳遞的可靠性,節(jié)省了調(diào)試時間。且還可用該裝置控制相應(yīng)設(shè)備,只用一人即快速可完成繼電保護(hù)裝置的傳動控制試驗,并有
效的確認(rèn)控制功能的正確性。
(新模式下,只需現(xiàn)場調(diào)試人員手持信息接收及控制終端即可快速完成調(diào)試)
4 繼電保護(hù)裝置自動調(diào)試系統(tǒng)的優(yōu)勢
本文提出的繼電保護(hù)裝置自動調(diào)試系統(tǒng)與傳統(tǒng)的調(diào)試手段相比優(yōu)勢明顯,主要體現(xiàn)在:
1)經(jīng)濟(jì)性。繼電保護(hù)裝置自動調(diào)試系統(tǒng)針對同一類型、同一線路的數(shù)據(jù)庫、自動調(diào)試程序只需提前進(jìn)行一次有效的人工配置,到現(xiàn)場即可開展自動調(diào)試,有效的優(yōu)化了繼電保護(hù)裝置的調(diào)試過程,不再有傳統(tǒng)的調(diào)試手段過程中的大量重復(fù)性的單一類型調(diào)試過程,因此節(jié)約了大量的現(xiàn)場人工調(diào)試時間,減少了人力資源的浪費,經(jīng)濟(jì)性好。
2)可靠性。傳統(tǒng)的調(diào)試手段由于大量重復(fù)性的單一類型調(diào)試試驗,試驗人員精神處于高度集中、大腦快速運轉(zhuǎn)狀態(tài),不可避免會在調(diào)試過程中出現(xiàn)紕漏的現(xiàn)象,且核對信息是否正確靠人工對講以及呼喚應(yīng)答的方式進(jìn)行確認(rèn),容易出現(xiàn)錯誤。而繼電保護(hù)裝置自動調(diào)試系統(tǒng)全計算機(jī)自動調(diào)試、分析有效的避免了人為錯誤因素,可靠性高。
3)適用性。繼電保護(hù)裝置自動調(diào)試系統(tǒng)能夠針對自動調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行自動標(biāo)記、統(tǒng)計,便于后續(xù)問題處理;模塊化程序編輯,靈活配置參數(shù),方便現(xiàn)場使用,能應(yīng)對各種復(fù)雜的情況,適用性強(qiáng)。
5 結(jié)束語
本文首先闡述了繼電保護(hù)裝置的發(fā)展歷程以及調(diào)試的內(nèi)容、并針對調(diào)試的現(xiàn)狀闡述了目前所面臨的問題,針對問題提出了新的解決方案,提出了繼電保護(hù)裝置自動調(diào)試系統(tǒng),并草擬出該系統(tǒng)實現(xiàn)的框架圖,詳細(xì)闡述了該系統(tǒng)實現(xiàn)過程,舉例說明了利用該裝置實現(xiàn)優(yōu)化的調(diào)試過程,與傳統(tǒng)調(diào)試方式相比技術(shù)性能優(yōu)良、可靠性高、適用性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好,為繼電保護(hù)裝置的調(diào)試帶來了新的思路和方向,期待引發(fā)更多同行展開更加深入、細(xì)致的研究。