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智能變電站繼電保護(hù)的調(diào)試技術(shù)探討

文檔作者：李林浩文檔來源：寧夏送變電工程有限公司		更新日期： 2026年05月15日	點(diǎn) 擊數(shù)：
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上一篇：中壓環(huán)網(wǎng)配電開關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)及發(fā)展

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發(fā)展與創(chuàng)新 2024 年 第 20 期 總第 172 期 工程技術(shù)研究
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摘要：智能變電站作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，在
電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)中發(fā)揮著豐富系統(tǒng)功能、拓寬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
的作用。文章分析了智能變電站項(xiàng)目繼電保護(hù)裝置的
調(diào)試檢查特點(diǎn)，闡述了智能變電站繼電保護(hù)裝置調(diào)試
期間的具體技術(shù)要點(diǎn)，包括裝置單體調(diào)試技術(shù)、光纖
回路調(diào)試技術(shù)、聯(lián)動(dòng)調(diào)試技術(shù)、微機(jī)電流保護(hù)調(diào)試技
術(shù)等。旨在推動(dòng)變電站項(xiàng)目與繼電保護(hù)調(diào)試技術(shù)同步
發(fā)展，提高設(shè)備調(diào)試水平，確保電網(wǎng)安全運(yùn)行。
關(guān)鍵詞：智能變電站；繼電保護(hù)；調(diào)試技術(shù)
Abstract: As an important part of power system, intelligent
substation plays a role in enriching system functions
and broadening network structure in the construction of power grid system. This paper analyzes the characteristics
of debugging and inspection of relay protection device in
intelligent substation project, and expounds the specific technical points during the debugging of relay protection
device in intelligent substation, including single device debugging technology, optical fiber circuit debugging technology, linkage debugging technology, microcomputer
current protection debugging technology and so on. It
aims to promote the synchronous development of substation
project and relay protection debugging technology, improve the level of equipment debugging, and ensure the
safe operation of power grid.
Keywords: intelligent substation; relay protection; debugging
technology
分類號(hào)：TM63
近年來，我國電力事業(yè)高速發(fā)展，人工智能等新
型技術(shù)在電網(wǎng)中應(yīng)用廣泛，變電站從數(shù)字化階段邁入
智能化階段。智能變電站有利于提高電網(wǎng)供電質(zhì)量，
推行無人值守模式，為電力企業(yè)創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益。
相比于傳統(tǒng)變電站，智能變電站內(nèi)部需設(shè)置大量繼電
保護(hù)裝置，裝置更新迭代速度加快，要提高繼電保護(hù)
調(diào)試技術(shù)水平，保障設(shè)備穩(wěn)定安全運(yùn)行。
1 智能變電站繼電保護(hù)裝置的調(diào)試特點(diǎn)
1.1 現(xiàn)場工作量大
智能變電站項(xiàng)目中繼電保護(hù)裝置類型和數(shù)量多，
主要包括電流保護(hù)裝置、電壓保護(hù)裝置、差動(dòng)保護(hù)裝
置、高頻保護(hù)裝置、平衡保護(hù)裝置、方向保護(hù)裝置、
距離保護(hù)裝置等。以電流保護(hù)裝置為例，該裝置包括
過電流保護(hù)、速斷保護(hù)、無時(shí)限電流速斷保護(hù)、反時(shí)
限過電流保護(hù)。各類裝置的調(diào)試檢查方法不同，工作
人員應(yīng)熟練掌握調(diào)試方法，順利完成繼電保護(hù)裝置調(diào)
試工作。
1.2 技術(shù)要求嚴(yán)格
智能變電站主要配備新型繼電保護(hù)裝置，新舊型
號(hào)裝置的內(nèi)部構(gòu)造有本質(zhì)差異，原有的工作經(jīng)驗(yàn)、理
論知識(shí)與操作技巧不再適用。工作人員必須深入學(xué)習(xí)
專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)，掌握繼電保護(hù)基本原理，熟練掌握全
站系統(tǒng)配置文件的應(yīng)用方法，以及新型數(shù)字化、便攜
化儀器設(shè)備的使用方法。例如，網(wǎng)絡(luò)報(bào)文抓取分析工具、
便攜式網(wǎng)絡(luò)分析儀，利用軟件工具解析智能裝置配置
文件 [1]。
1.3 調(diào)試過程煩瑣
繼電保護(hù)裝置種類多，繼電保護(hù)調(diào)試流程復(fù)雜，
作者簡介： 李林浩，男，本科，助理工程師，研究方向?yàn)樽冸娬纠^
電保護(hù)。
智能變電站繼電保護(hù)的調(diào)試技術(shù)探討
Discussion on Debugging Technology of Relay Protection in Intelligent Substation
李林浩
LI Linhao
寧夏送變電工程有限公司，寧夏 銀川 750000
Ningxia Power Transmission and Transformation Engineering Co., Ltd., Yinchuan 750000, Ningxia, China
DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2024.20.071 .
工程技術(shù)研究 第 9 卷 總第 172 期 2024 年 10 月 發(fā)展與創(chuàng)新
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技術(shù)人員無法立即全面組織調(diào)試檢查作業(yè)，需要提前
完成前期準(zhǔn)備工作，逐一對(duì)變電站內(nèi)繼電保護(hù)裝置進(jìn)
行單體調(diào)試，最終進(jìn)行整組聯(lián)動(dòng)調(diào)試。以前期準(zhǔn)備環(huán)
節(jié)為例，提前收集整理全站設(shè)備清單、過程層網(wǎng)絡(luò)配
置關(guān)系圖、全站防誤操作邏輯在內(nèi)的文件資料，根據(jù)
資料分析結(jié)果明確調(diào)試思路，確定調(diào)試內(nèi)容。隨后，
在現(xiàn)場配備各類調(diào)試工具，包括數(shù)字式萬用表、合并
單元特性測試儀、繼電保護(hù)測試儀、光數(shù)字萬用表等，
檢定處理全部調(diào)試工具 [2]。
2 智能變電站繼電保護(hù)裝置調(diào)試技術(shù)的
具體應(yīng)用
2.1 裝置單體調(diào)試技術(shù)
第一，合并單元單體調(diào)試。調(diào)試內(nèi)容包括準(zhǔn)確度、
發(fā)送報(bào)文。在準(zhǔn)確度檢驗(yàn)步驟，按照常規(guī)方法逐一測
量合并單元的準(zhǔn)確度、零漂、線性度及極性，判斷用
于收集、保護(hù)的交流模擬量幅值誤差是否超標(biāo)，交流
模擬量總體相位誤差是否超標(biāo)，在配備多臺(tái)合并單元
的情況下，額外檢驗(yàn)合并單元同步情況，要求相位誤
差控制在 1° 以內(nèi)。在發(fā)送報(bào)文檢驗(yàn)步驟，逐一檢查合
并單元所發(fā)送報(bào)文的同步性、標(biāo)志位準(zhǔn)確程度和數(shù)據(jù)
品質(zhì)，報(bào)文發(fā)送間隔離散度不得超過 ±10 μs。第二，
智能終端單體調(diào)試。配備的智能終端裝置應(yīng)具備斷路
器操作、開入開出等多項(xiàng)使用功能，以動(dòng)作時(shí)間、傳
遞開關(guān)量信號(hào)作為檢測內(nèi)容 [3]。一般情況下，要求智
能終端執(zhí)行 GOOSE 命令時(shí)的響應(yīng)時(shí)間在 7 ms 以內(nèi)，
其中，GOOSE 是面向通用對(duì)象的變電站事件，它是
IEC61850 中的一種快速報(bào)文傳輸機(jī)制，用于傳輸變電
站接收智能裝置之間重要的實(shí)時(shí)性信號(hào)。開關(guān)量信息
傳遞延時(shí)時(shí)間不超過 10 ms。必要情況下，還需檢驗(yàn)事
件順序記錄（sequence of even, SOE）分辨精度，以標(biāo)
準(zhǔn)時(shí)間測試儀作為調(diào)試工具，工作人員在智能終端兩
相斷路器常開接點(diǎn)處接入測試儀常開接點(diǎn)，率先觸發(fā)
A 相，1 ms 后觸發(fā) B 相，同步讀取 SOE 時(shí)間，并檢查
AB 相合閘位置能否正確分辨。第三，一體化保護(hù)測控
裝置單體調(diào)試。以目視檢查方法為主，工作人員逐一
檢查裝置屏柜外觀質(zhì)量、配置文件、二次接線正確與否、
開關(guān)量輸入輸出值、交換機(jī)端口及網(wǎng)線、交直流二次
回路。
2.2 光纖回路調(diào)試技術(shù)
第一，光纖連接正確性檢查。準(zhǔn)備高性能激光筆
作為調(diào)試工具，工作人員提前閱讀光纖聯(lián)系圖，以光
纖一端為起始點(diǎn)，照射激光束，在另一端檢查激光射
出情況，在射出可見光、激光強(qiáng)度較高的情況下，判
定光纖連接正確，無光纖損壞問題。在可見光射出、
激光強(qiáng)度偏低時(shí)，表明光纖局部損壞，著手更換光纖
線路或是修復(fù)接頭破損部位。在無可見光射出時(shí)，直
接更換備用光纖，無須進(jìn)一步檢查。第二，光功率調(diào)
試。依次對(duì)輸出光功率、接收光功率和光功率裕度進(jìn)
行測試。輸出光功率測試步驟，以光功率計(jì)為調(diào)試工具，
連接所挑選試驗(yàn)光纖與工具，接入發(fā)送口，根據(jù)裝置
讀數(shù)來確定端口位置輸出光功率，可以忽略尾纖功率
損耗。接收光功率測試步驟，把光纖接入裝置接收口，
連接光纖和光功率計(jì)，以裝置讀數(shù)作為端口接收光功
率。光功率裕度測試步驟，光纖回路內(nèi)部串接光功耗
衰耗器，切換到接收裝置報(bào)光信號(hào)斷鏈狀態(tài)，把前期
測量的接收光功率減去此時(shí)設(shè)備讀數(shù)，最終結(jié)果為光
功率裕度。
2.3 聯(lián)動(dòng)調(diào)試技術(shù)
智能變電站大規(guī)模配備數(shù)字式保護(hù)設(shè)備，繼電保
護(hù)原理和老舊裝置基本一致，但對(duì)接口進(jìn)行了改動(dòng)，
使原本的保護(hù)測試儀直接測試方法不再適用。對(duì)此，
需要采取施放單根臨時(shí)電纜的調(diào)試方法，由保護(hù)校驗(yàn)
儀協(xié)同校驗(yàn)各設(shè)備室與采樣裝置，調(diào)試項(xiàng)目包括主變
保護(hù)聯(lián)調(diào)、異常處理檢驗(yàn)、交流量精度檢查、啟動(dòng)試
驗(yàn)等，方法如下：
第一，主變保護(hù)聯(lián)調(diào)。以電壓側(cè)智能終端、主變
本體智能終端、主變中性點(diǎn)等作為聯(lián)調(diào)范圍，觀察主
變壓器出現(xiàn)異常工況時(shí)的保護(hù)動(dòng)作展開情況，差動(dòng)保
護(hù)等裝置是否按照既定順序依次執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作，以及
保護(hù)動(dòng)作的時(shí)效性。第二，異常處理檢驗(yàn)。測試用于
實(shí)時(shí)傳輸數(shù)字采樣信息的通信服務(wù)采樣網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常
狀況時(shí)，繼電保護(hù)裝置是否立即展開保護(hù)動(dòng)作，出現(xiàn)
用于實(shí)時(shí)傳輸數(shù)字采樣信息的通信服務(wù)數(shù)據(jù)無效和數(shù)
據(jù)斷鏈情況時(shí)應(yīng)采取閉鎖相關(guān)保護(hù)行為，智能終端和
保護(hù)裝置通信斷續(xù)時(shí)采取閉鎖信息相關(guān)功能的保護(hù)行
為，采樣值錯(cuò)字丟幀時(shí)采取閉鎖相關(guān)保護(hù)行為，采樣
值通信延時(shí)異常時(shí)采取告警保護(hù)行為。第三，交流量
精度檢查。以保護(hù)裝置、計(jì)量回路與備自投裝置作為
測試對(duì)象，以交流量幅值和相位作為測試內(nèi)容，調(diào)試
方法和常規(guī)變電站調(diào)試技術(shù)基本一致。第四，啟動(dòng)試
驗(yàn)。以二次定相、帶負(fù)荷試驗(yàn)、二次核相作為試驗(yàn)內(nèi)容。
例如，在二次定相試驗(yàn)期間，準(zhǔn)備數(shù)字相位表來替代
相序表作為調(diào)試工具，數(shù)字相序表必須符合電力系統(tǒng)
自動(dòng)化領(lǐng)域通用標(biāo)準(zhǔn)要求，通過合并單元備用接口測
發(fā)展與創(chuàng)新 2024 年 第 20 期 總第 172 期 工程技術(shù)研究
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量二次電壓數(shù)據(jù)，判定二次電壓是否為正相序，也可
選擇在保護(hù)裝置或是測控裝置上測量采樣電壓，根據(jù)
測量值判定是否為正相序 [4]。
2.4 微機(jī)電流保護(hù)調(diào)試技術(shù)
當(dāng)前，一些智能變電站項(xiàng)目出于成本等因素考量，
沿用傳統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)模式，主要對(duì)數(shù)據(jù)傳輸方式進(jìn)行
改良，利用光纖光纜把所采集電流量、電壓量等數(shù)據(jù)
提交到繼電保護(hù)裝置，內(nèi)部基于繼電保護(hù)模型發(fā)揮各
項(xiàng)保護(hù)功能。對(duì)此，工作人員需要應(yīng)用到微機(jī)電流保
護(hù)調(diào)試技術(shù)，以電流方向保護(hù)動(dòng)作區(qū)、零序電流方向
保護(hù)作為調(diào)試檢查內(nèi)容，方法如下：
第一，電流方向保護(hù)動(dòng)作區(qū)調(diào)試。在保護(hù)屏端子
排上施加三相對(duì)稱電源與試驗(yàn)相電流，A 相繼電器內(nèi)
接入 BC 相電壓和 A 相電流，假定繼電器動(dòng)作范圍為
180°，根據(jù)測試結(jié)果反映繼電器動(dòng)作特性，以及動(dòng)作
區(qū)內(nèi)相電流相位、故障相電壓值二者關(guān)系，把陰影部
分當(dāng)作動(dòng)作區(qū)。一般情況下，A 相電流超前 BC 相電壓，
超前部位為 45°，故障相 A 相電流滯后 A 相電壓，滯
后部位同樣為 45°，將其作為繼電器最大靈敏角，將 A
相超前及滯后區(qū)域當(dāng)作繼電器動(dòng)作區(qū) [5]。第二，零序
電流方向保護(hù)調(diào)試。推薦采取自產(chǎn)零序電流與電壓接
線的調(diào)試方法，接入三相電流與三相電壓，模擬單相
接地故障，故障相電壓有所下降，電流有所提升，把
三相電壓互差控制在 120°，按照試驗(yàn)要求確定加待試
相電流。完成前期準(zhǔn)備工作后，依次檢驗(yàn)定值和動(dòng)作區(qū)。
例如，在動(dòng)作區(qū)檢驗(yàn)步驟，以零序電流超前電壓 165°
至滯后 15° 范圍當(dāng)作繼電器動(dòng)作區(qū)，通過全相輸入方
式找出繼電器動(dòng)作邊界，零序電壓相位、故障相電壓
處于相反反向，直到完全找出零序電壓電流動(dòng)作區(qū)變
化范圍和故障相電壓電流動(dòng)作區(qū)變化范圍。
2.5 縱聯(lián)線路保護(hù)調(diào)試技術(shù)
第一，閉鎖縱聯(lián)保護(hù)檢驗(yàn)。要求工作人員搭配使
用電力載波機(jī)，提前拆除電力載波機(jī)上接引的收發(fā)信
電纜，對(duì)接收信電纜和發(fā)信電纜采取自發(fā)自收方法，
若部署專用收發(fā)信機(jī)，則把通道斷開后接入負(fù)載電阻。
隨后，模擬正方向與反方向故障，分別要求故障保護(hù)
可靠動(dòng)作與可靠不動(dòng)作。直到保護(hù)通道設(shè)備調(diào)整完畢
后，恢復(fù)正常接線，和對(duì)側(cè)保護(hù)裝置展開聯(lián)調(diào)作業(yè)，
合位三相斷路器與投入對(duì)側(cè)保護(hù)裝置，要求模擬正向
故障期間裝置可靠不動(dòng)作。最后，模擬區(qū)外故障，該
側(cè)保護(hù)裝置自行發(fā)信，發(fā)信過程中同步模擬該側(cè)其他
保護(hù)動(dòng)作，檢查是否停止發(fā)信。第二，允許式縱聯(lián)保
護(hù)檢驗(yàn)。保護(hù)裝置和光纖接口相互配合，拔除外來光
纖，更換為試驗(yàn)短光纖，形成自發(fā)自收模式。工作人
員率先模擬正方向與反方向故障，分別要求故障保護(hù)
可靠動(dòng)作出口與可靠不動(dòng)作。再對(duì)保護(hù)通道設(shè)備加以
調(diào)整，聯(lián)調(diào)側(cè)保護(hù)裝置，在三相斷路器跳位與合位條
件下，檢查該側(cè)保護(hù)模擬正向故障時(shí)的動(dòng)作情況。最
后，合位三相斷路器與投入對(duì)側(cè)保護(hù)，著手模擬該側(cè)
剩余保護(hù)動(dòng)作，動(dòng)作展開期間必須做到啟動(dòng)發(fā)信。第三，
差動(dòng)保護(hù)檢驗(yàn)。優(yōu)先采取單端測試方法，對(duì)接收發(fā)光
口和短尾纖，切換到自發(fā)自收模式，按照技術(shù)說明文
件，把差動(dòng)保護(hù)裝置切換到單端試驗(yàn)?zāi)Ｊ剑Ｗo(hù)屏端
子排上施加試驗(yàn)電流，保護(hù)動(dòng)作電流控制在 50% 整定
值，檢驗(yàn)差動(dòng)保護(hù)定值與設(shè)計(jì)值是否完全一致。
2.6 通道調(diào)試技術(shù)
通道調(diào)試技術(shù)以站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)作為調(diào)試對(duì)象，
根據(jù)調(diào)試結(jié)果掌握全部網(wǎng)絡(luò)通道狀態(tài)，判斷通信穩(wěn)定
性與最大傳輸速度是否符合智能變電站建設(shè)要求。在
通道調(diào)試期間，工作人員清理全線光纖前路，通過故
障指示燈閃爍情況來判斷網(wǎng)絡(luò)通道狀態(tài)，要求保持恒
定通道狀態(tài)，且故障指示燈處于熄滅模式。完成前期
準(zhǔn)備工作后，即可著手調(diào)試通道，逐一核對(duì)確認(rèn)光纖
線路物理狀態(tài)，檢查網(wǎng)絡(luò)光纖連接情況是否準(zhǔn)確，統(tǒng)
計(jì)所有位置接地負(fù)荷數(shù)據(jù)，以光纖裝置通道插件標(biāo)稱
值與發(fā)功功率作為測試內(nèi)容，最終按照測試結(jié)果，判
定通道是否保持正常狀態(tài)。
3 結(jié)束語
繼電保護(hù)調(diào)試技術(shù)的轉(zhuǎn)型升級(jí)是建設(shè)新型智能變
電站的必經(jīng)之路，也是當(dāng)前面臨的主要建設(shè)難題。電
力企業(yè)必須提高對(duì)繼電保護(hù)調(diào)試活動(dòng)的重視程度，熟
練掌握單體裝置調(diào)試、光纖回路調(diào)試、聯(lián)動(dòng)調(diào)試、微
機(jī)電流保護(hù)調(diào)試等多項(xiàng)技術(shù)手段的應(yīng)用方法，推動(dòng)調(diào)
試技術(shù)升級(jí)。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 郭英芳，劉艷菊.智能變電站繼電保護(hù)裝置線路調(diào)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].
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