保护继电器

保护继电器的主要功能是尽可能快速地检测一次侧的故障或过负荷。它利用断路器，将受影响的设备或电网部分有选择性地与电网或变电站的其余部分隔离。 这既能保护受影响或邻近的设备及人员安全，又能将停电时间降至最低，在提供高度可靠的供电和确保高可用性方面发挥着关键作用。此外，它还能实现经济高效的运行，因为设备损失和长时间停电往往伴随着巨大的成本。必须定期对保护继电器进行测试，以确保其在紧急情况下能够正常工作。

测试的时间和间隔取决于各国的具体法规以及系统运营商制定的具体策略。

一般而言，保护继电器的生命周期分为四个阶段，每个阶段应进行相应的测试：

• 型式试验和出厂验收试验由保护继电器制造商在生产和开发阶段进行
• 在规划新建变电站时进行实验室测试
• 现场验收测试和调试测试在变电站内进行
• 运行期间在现场进行定期功能测试和维护测试

公用事业公司必须遵守的投运和定期维护期间的测试框架条件，由各国的具体指南规定，例如德国的Forum Netztechnik/Netzbetrieb (FNN) 或美国的北美电力可靠性公司 (NERC)。随后，保护继电器制造商会对其进行符合性测试，例如依据IEC 60255标准，该标准定义了测量继电器和保护设备的规则与要求。

这个问题只能由各系统运营商根据具体情况来回答。在一定程度上，各国的具体指南或法规可能会对此作出规定。 原则上，如果在初始调试测试后注意到了保护系统发生变化（例如固件更新），建议进行测试。然而，保护继电器通常长期处于运行状态，可能会发生未被察觉的变化。维护间隔和相应的测试范围正是为了检测此类变化而设定的。

确定测试间隔时需考虑诸多因数，例如：

• 受保护电网区段对整体供电安全的重要性
• 保护继电器的使用年限和类型
• 各国的法律、法规或指南
• 可用保护工程师的数量及其培训水平
• 其在特定设备类型方面的经验水平

鉴于这些因数具有变动性，测试间隔也可能随之动态调整。因此，必须制定统一的测试策略，并将相关文件纳入总体质量系统。

在测试保护继电器时，首要任务是确保自身安全。在准备测试保护继电器时，必须在测试开始前严格遵守所有相关的安全和防护措施。

保护继电器测试的要点

1. 继电器的外观检查
2. 调试或重新布线后的接线检定
3. 测试保护继电器的设置并确保其符合预定义要求
4. 通过测试各项保护功能来验证继电器的功能
5. 检查起动和跳闸时间值是否在规定限值内
6. 从系统角度检定继电器的行为

是的，测试计划可以轻松地进行双向调整。只需拥有相应 Test Universe 模块的许可证即可。

为了提高测试计划适配到 IEC 61850 测试环境的效率，请以系统配置语言 (SCL) 数据作为起点。这能加快配置速度并避免错误。

在 Test Universe 中，只需添加或移除 GOOSE 配置模块，即可在 GOOSE 与传统二进制 I/O 之间切换。之后，您只需将数字变电站中为传统保护继电器创建的现有测试计划中的硬连线替换为 GOOSE 消息，即可直接复用这些测试计划。

将现有测试计划适配至 Sampled Values 同样简单，因为所有模拟输出均在单一位置进行配置。在 Test Universe 中，可能需要对测试对象进行某些调整，因为 Test Universe 中的大多数测试计划基于二次值，而 Sampled Values 被定义为一次值。在典型应用中，我们建议将电力互感器比率更改为 1，并验证设定的残余系数和最大值。

在端到端测试中，被保护线路或被保护电气设施区域的各端点将同时接受测试。所有端点的测试程序必须相互保持时间同步。基于系统的端到端测试既可专注于验证单个保护功能，也可验证保护系统整体的正确运行行为。

端到端测试面临的最大挑战在于测试协调。能够简化测试执行并从单端记录结果的保护测试解决方案，可显著降低测试复杂度并节省人力成本。通过使用RelaySimTest进行基于系统的端到端测试，您可以从单端运行测试，并根据需要进行调整。

直到最近，由于难度极高，继电保护调试过程中通常不会对行波保护功能进行测试。正因如此，OMICRON 开发了 TWX1 附件，这是全球首款能够以简便方式测试行波保护功能的解决方案，即使使用传统的保护测试仪器也能轻松实现。

测试设置与端到端测试相同，仅需额外添加两个TWX1附件。借助RelaySimTest，测试可从单侧进行，且结果会自动记录。为此，需在RelaySimTest中输入系统和线路数据。通过在电力系统模型中的指定位置设置不同类型的故障类型，即可定义所需的测试用例。 随后，仿真将自动计算暂态信号和行波脉冲。在执行过程中，CMC测试仪器提供暂态信号，而TWX1附件则以纳秒级精度叠加三相电压和电流行波脉冲。生成的信号可用于有效测试行波保护继电器的行波保护功能及其定位功能。

轻松测试行波保护继电器

IEC 60255-1xx 系列标准规定了保护功能的功能要求。在此标准系列中，xx 代表 IEEE/ANSI C37.2 保护功能编号，例如，IEC 60255-151 规定了过电流保护（51）的要求，但也涵盖了欠电流（37）和负序过电流（46）等相关功能。

IEC 60255-1xx 标准还规定了稳态精度和保护功能暂态性能的要求。通常，Test Universe 非常适合验证稳态精度，而 RelaySimTest 则涵盖暂态性能。

许多继电器制造商依赖我们的解决方案，对其继电器和 IED 进行广泛的型式试验，以验证其是否符合这些标准。公用事业公司可能会执行此类测试的一部分，以比较和选择合适的继电器类型（验收测试）。

OMICRON Engineering Services部为上述测试任务提供支持。

保护继电器测试的方法可分为基于设定值的方法（目前应用最广泛）和基于系统的方法。此外，还可以区分手动执行和自动执行。

基于系统的保护测试只需极少的工作量，即可验证保护系统中的各个组件在故障发生时能否作为整体正确工作。无论继电器的类型或制造商如何，这种方法都能检测出保护系统设置、逻辑和设计中的隐藏错误。RelaySimTest 提供了您所需的一切工具，助您以最佳方式准备和运行系统测试。

基于参数的保护测试侧重于单个保护继电器的保护功能及其相关设定值。现代保护继电器拥有数千个参数设置，因此自动化测试远优于手动测试方法。 Test Universe 提供了丰富的标准化和自动化选项，包括全自动测试报告生成功能。测试计划可帮助您以最高效率进行测试。将其与我们测试软件的强大功能相结合，可提供必要的灵活性，以便对保护继电器及其他二次设备进行详细测试。

测试方法

• 基于系统的保护测试：RelaySimTest
• 基于参数的保护测试：Test Universe

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如需深入探讨，请收听我们的播客：保护测试––基于参数设置与基于系统的测试方法

“自动化”这一术语往往被过早地使用，尤其是在保护测试领域。实际上，保护工程师需要面对来自众多不同制造商的设备，这使得测试流程的全面自动化变得困难得多。在某些情况下，供应商在谈论自动化时，其解决方案实际上仅实现了保护测试中个别环节的自动化。因此，建议小心对待。

要实现高度自动化的保护测试，需要针对不同制造商的保护继电器提供可适配的测试模板，并能在测试计划中灵活组合各个测试模块。通过制定统一的保护继电器测试标准，可以提高测试效率。完全自动化的测试结果文档记录也是一项基本要求，因为手动操作会耗费大量精力。 我们的 Protection Testing Library（PTL）支持您在Test Universe和RelaySimTest中，针对广泛的应用场景使用自动化测试流程。此外，这些测试模板可轻松定制以满足您的具体需求，从而进一步提升自动化水平。与手动保护测试相比，工作量可减少高达80%。

可用测试模板

我们提供一套功能强大的测试软件及多种附加模块，包括

• Test Universe
• RelaySimTest
• CMC CT-Check
• CMC Swift
• EnerLyzer
• CMEngine

您可以根据自身需求定制这些选项，或从四个可用的软件包中选择一个来运行 CMC 500 和 CMC 430：

• Essential
  提供基本功能和模块，可单独扩展。
• Standard
  提供所有通常用于基于设置的保护测试的模块。
• 增强版
  在标准版基础上增加了基于系统的测试和暂态模拟功能，以及一个灵活的编程接口。
• “Complete”
  涵盖了 CMC 测试仪器提供的所有功能和软件模块。

我们的配置工具可协助您为具体应用选择最佳组合。