0 引言
串联电容补偿(串补) 是提高交流线路长距离输送容量的有效方式［1-2］，目前华北地区多条500 kV 交流输电线路以及正在施工中的特高压1 000 kV 锡盟———山东交流线路均配置了串补装置。串补保护装置通过采集串补平台上各电流互感器的信号，判别串补电容器、放电间隙、MOV以及串补平台本身等元件的运行状态，实现对串补装置的保护［3-4］。对串补保护进行现场测试采用的是用继电保护测试仪手动对各电流采样通道施加扰动量的方式［5-6］。
1 串补保护功能简述
1． 1 电容器保护
电容器保护功能包括电容器过负荷保护和电容器不平衡保护［7］。通过采集计算电容器电流以及电容器不平衡电流有效值并与定值比较，实现电容器过负荷告警、过负荷旁路、电容器不平衡告警、不平衡(低值/高值)旁路的功能。
1． 2 MOV保护
MOV保护功能包括MOV过电流保护、MOV能量保护、MOV温度保护和MOV不平衡保护，各保护的采集量均为MOV各分支电流［8］。由于MOV放电过程较短，一般在5 ms之内，MOV保护功能不采用计算电流有效值的方法。MOV过电流保护和MOV不平衡保护使用MOV各分支的电流值计算出MOV总电流和不平衡电流，使用瞬时值和定值进行比较判别。MOV能量保护和温度保护均采用积分曲线的形式，根据MOV总电流在时间上的积分和定值进行比较判别。
1． 3 间隙保护
间隙保护功能包括间隙自触发、拒触发、延迟触发保护和间隙持续导通保护［9-10］。保护采集量为间隙电流以及保护装置自己发出的间隙触发命令，由于间隙触发时间很短，间隙保护的电流均使用瞬时值。间隙自触发保护和间隙持续导通保护使用间隙电流瞬时值和定值进行比较判别。间隙拒触发、延迟触发保护除了间隙电流瞬时值外还需要保护装置通过MOV保护动作等方式发出间隙触发命令。
1． 4 其他保护
其他保护功能包括平台闪络保护、旁路开关失灵保护、线路联跳串补保护、次同步谐振保护、线路电流监视等保护功能。平台闪络保护采集量为平台电流，通过比较电流有效值/峰值与定值实现保护功能。旁路开关失灵保护采集量为旁路开关电流和旁路开关位置，将电流有效值与定值比较后，综合旁路开关位置进行逻辑判别。次同步谐振保护与线路电流监视功能采集量均为线路电流，通过计算线路电流低频/工频有效值，和定值进行比较判断。线路联跳串补保护输入量只有线路跳闸令，收到开入量即旁路串补，次同步谐振保护也可以采用这种开入量式的保护功能。
2 现有测试技术分析
目前对串补保护进行现场测试并没有专业的测试系统，采用的是使用常规继电保护测试仪手动对保护施加扰动量的方法。典型的测试步骤为:
( 1) 选择需要测试的保护功能，如MOV过流保护，在串补保护装置上投退保护功能压板和控制字，完成对串补保护装置的设置。
( 2) 将常规继电保护测试仪的电流输出给串补保护装置，将串补保护装置的跳闸节点输出与常规继电保护测试仪的开关量输入、串补保护装置的开关量输入与常规继电保护测试仪的开关量输出连接起来。
( 3) 在串补保护装置上读取保护定值，按照保护定值设置常规继电保护测试仪的电流输出。
( 4) 使用常规继电保护测试仪按照保护原理与保护定值输出电流进行测试，查看串补保护装置开关量的动作情况，分析保护动作行为是否正确。
现有的这种测试技术存在3个缺点，即测试过程复杂、测试时间长、对测试人员的技术水平要求较高。
常规继电保护测试仪对串补保护装置进行手动测试，需要根据保护功能分为电容器保护、MOV保护、间隙保护和其他保护4大功能组进行测试，每个保护功能组又包含诸多保护功能，对每一个保护功能进行测试时都需要进行上述4个步骤的操作，因此整个测试过程非常繁琐，不易于掌握。
使用常规继电保护测试仪进行手动测试，需要从串补保护装置中读取保护功能的保护定值，根据保护功能的保护原理，按照保护定值设置常规继电保护测试仪的电流输出特性。针对每一个保护功能，都需要重新读取保护功能的保护定值，并设置常规继电保护测试仪的电流输出特性，同时还要在串补保护装置上反复通过投退保护功能压板和控制字完成对各个保护功能的测试准备工作，耗费时间较长。
常规继电保护测试仪的电流输出特性如果设置的有差别，则测试结果有可能不同;串补保护装置上投退保护功能压板和控制字不正确，也会得到不同的测试结果。如果测试人员不熟悉串补保护装置的保护原理和常规继电保护测试仪的输出特性，则无法进行正确的测试。
3 串补保护功能测试原理
根据第1节功能分析，串补保护装置的大多数保护功能(如电容器保护、MOV保护、平台闪络保护等)均只需要1～2 组电流量输入即可实现保护功能，少部分保护功能还需要开关量输入或者保护装置自产的信号(如线路联跳串补保护、间隙保护等)。因此，如果能够事先连接好电流通道和开关量输入通道，就可以通过程序控制电流通道输出和开关量通道输出，实现保护功能测试。
测试程序输出电流和开关量时，需要各保护功能的定值作为参考，并按照定值的0．95 倍或1． 05 倍进行输出。同时，电流和开关量的输出时间也要参考保护的时间定值进行输出(如比保护的时间定值多100 ms输出)。具体输出的电流量通道和时间如表1，表中各输出通道意义如下:电容器电流Icap，电容器不平衡电流Iunb，MOV 电流Imov，MOV 分支电流 Imov1，间隙电流 Igap，平台电流Iplt，线路电流 Iline，旁路断路器电流Iby。
4串补保护现场测试流程
串补保护现场测试流程如图1，分为连接装置、定义通道，选择功能、输入定值，功能测试、监测输出，查看报告、分析结果4个阶段。连接装置、定义通道的流程为:将测试装置的电流输出给串补保护装置，将串补保护装置的跳闸节点输出与测试装置的开关量输入、串补保护装置的开关量输入与测试装置的开关量输出连接起来。在测试装置的软件中根据连接至串补保护装置的输出，定义好各电流输出通道及变比。选择功能、输入定值的流程为:选择需要测试的功能模块，即电容器保护测试模块、MOV保护测试模块、间隙保护测试模块和其他保护测试模块。根据需要进行测试的保护功能，选择对应的测试模块进行测试。在选定的测试模块中输入各保护功能的保护定值，测试装置将根据设置的保护功能和定值设置对应通道的模拟量输出。功能测试、监测输出的流程为:测试装置根据设定的保护功能和定值，按照表1中的方式进行模拟量输出，并通过监测测试装置的开关量输入(即串补保护装置的开关量输出)，记录串补保护装置的动作行为。
查看报告、分析结果的流程为:在测试装置输出完毕后，记录串补保护装置的动作行为并形成报告，测试人员根据形成的测试报告分析串补保护装置的动作行为是否正确。
5串补保护测试界面
5．1参数设置界面
在参数设置界面中，可以对电流输出通道和开关量输出通道进行定义，同时还可以设定监测串补保护输出节点。
由于串补保护装置采集的电流为串补装置上的一次电流，而测试装置输出的模拟量是二次值，因此需要在设置电流通道的同时设置通道的变比，对于保护内部逻辑定值进行变比转换。变比为串补保护装置接收到测试装置发出的二次电流值后转换为一次电流需乘以的倍数，在测试装置的软件中设置的变比应与串补保护装置中设置的变比一致。
图2为测试装置的参数设置界面，在参数设置界面设置好输入输出通道以及变比后，可以保存成配置文件，便于下次测试时直接读取文件自动配置。
5． 2 定值测试界面
在参数设置完成后可进入定值测试界面，在定值测试界面中，可以选择不同的保护功能进行定值测试。图3以MOV保护功能为例，在定值测试界面中能够输入所有MOV保护功能的定值，并通过单选按钮选择需要测试的功能。在某一保护功能被选定后，界面上出现保护原理的介绍，方便测试人员理解保护原理并进行测试。测试定值及设置可以保存为配置文件，便于下次测试时打开文件自动配置定值。
5． 3 全部功能测试界面
在参数设置以及各项保护功能的定值全部配置完成后，为方便一次性校验保护的全部功能，可配置全部功能测试界面如图4。界面中罗列串补保护的所有保护功能，测试人员可以通过逐个点击按钮的方式测试各个功能，也可以通过点击界面*下方“开始测试”按钮一次性对全部保护功能进行测试。
6 结语
本文分析了串补保护全部保护功能的输入输出与测试原理，设计了一种串补保护现场测试系统。将测试系统与串补保护装置连接并完成配置后，测试系统可以对串补保护的全部功能进行测试。测试系统采用了模块化的测试技术。通过将串补保护装置的保护功能分组，每个保护功能组作为一个测试模块，同一模块中的保护功能所涉及的输入输出量基本相同，保护功能原理类似，测试方法相近，便于进行测试。
与现阶段现场人工测试串补保护功能的方式相比，使用串补保护现场测试系统对串补保护装置的保护功能进行测试，不需要测试人员深入研究串补保护装置的保护原理，对测试人员的技术水平要求降低，同时测试操作更加简便，测试效率更高。
