微机保护管理范文（精选10篇）
微机保护管理 第1篇
1 微机保护运行中出现的问题
微机保护的投运为我厂安全生产提供了有力的保障。使用微机保护后, 在运行巡视、操作、动作分析方面给工作人员带来了很大的便利, 但也存在一些问题。
1.1 设备故障频繁出现
根据Y电厂生产管理系统数据统计, 2000—2005, 下属的G站发生与微机保护有关的问题共18项, X站发生与微机保护有关的问题共13项, W站发生与微机保护有关的问题共19项。
1.2 非正常动作事件不断发生
引起微机保护非正常动作的原因有以下三种: (1) 模拟量采集回路出错造成保护误动。比如2002-01, 在机组发生转子接地时, W站2F转子一点接地保护装置发不出信号, 检查发现, W站2F保护装置接入的转子电压接反了, 进一步检查发现所属3站多台机组的转子电压接反;2004-08-21, W站1F机组的失磁保护在受到系统冲击后引起了非正常动作, 事后检查发现, 出现该问题的原因是失磁保护电流极性接反所致;进一步检查后发现, W, G这2站多台发电机的失磁保护存在相同的问题; (2) 开关量输入出错造成保护误动作。比如2004-12-03, W站61B发生重瓦斯保护动作, 经过检查发现为光耦合元件故障造成重瓦斯保护动作;2005年, G站2F机组励磁变温度保护出口跳闸, 检查发现为温度控器在投、退电的过程中误开所致;2006-04, 开关站1B主变压力释放保护动作出口跳闸, 经检查, 确定出现这种情况的原因为开关量输入电缆破损, 被雨水淋湿引发短路造成的; (3) 保护装置硬件故障造成保护误动作。比如2004-07, W站1B主变差动保护出口, 经过检查发现是硬件出错造成的。
1.3 保护年检中发现保护二次回路
2004年, 对X站1B保护年检时发现, 重瓦斯保护动作不跳厂用支路断路器。2005年, 对X站1F机组保护年检时发现, 当励磁变温度升高发出信号时, 保护装置发出励磁变温度过高信号, 监控装置发励磁变温度升高;当励磁变温度升高时, 保护发温度升高, 监控发过高, 同时, 由监控开出跳1DL。经现场检查发现, 由励磁变到保护装置的励磁变温度升高与励磁变温度过高信号接错, 从保护装置到监控的信号接错。在对2F、3F机组保护年检时也发现了类似的问题。
2 问题分析
分析了微机保护出现的问题后发现, 保护装置本身的硬件和软件存在的问题比较少, 而外围设备发生故障的概率比较高。对已经发生的微机保护非正常跳闸事件进行分析, 从中可知, 除了W站1B差动保护动作为装置本身故障引起外, 其余均为数据输入回路故障引起的, 保护本身动作正常。历年保护年检发现的问题也集中存在于数据输入回路和出口执行回路这部分, 保护装置的运算没有出现问题。
不管是传统的电磁式继电保护还是微机保护, 从保护原理的角度来看, 可以将其分为三部分, 即数据采集部分、逻辑部分和执行部分。数据采集部分采集的是被保护设备的特定参数, 包括模拟量和开关量, 并与保护的整定值比较, 如果测量参数超过整定值, 就向逻辑部分发出信号;逻辑部分按照预定的逻辑条件判断保护装置是否出口跳闸, 即实现选择性的要求, 并向执行部分发出信号;执行部分按照预定的任务执行跳闸指令或发出报警信号。通常认为, 一套保护装置就是保护装置本身, 但实际上它还包括以下几部分: (1) 继电保护装置, 即各种电气设备、母线和输电线路的保护装置; (2) 系统安全自动装置, 即自动重合闸、备用电源自投装置、故障录波装置等; (3) 控制屏、中央音响屏和与继电保护装置有关的继电器、元件; (4) 连接保护装置的二次回路; (5) 继电保护专用的高频通道设备。
由上面叙述的内容可知, 一个实际应用的系统仅仅拥有可靠的微机保护是不够的, 它需要有同样可靠的外围设备保证其运行的可靠性。从系统的实际运行情况看, 数据采集部分和执行部分连接在一次设备和二次设备之间, 中间的转接过程多, 接线、布线复杂, 更加容易出现故障。事实表明, 二次回路和继电保护专用的高频通道设备已经成为了制约微机保护系统可靠运行的瓶颈。
3 工作人员对微机保护可靠运行的控制
提高微机保护运行的可靠性需要保护工作人员和运行人员的共同努力, 下面仅从运行的角度进行讨论。从上面的分析中可以看出, 外围回路是制约微机保护可靠运行的瓶颈, 也是运行人员需要控制的重点。那么如何控制呢?可以从以下几方面入手。
3.1 通过运行巡视控制
运行人员根据《点检标准书》全面检查保护装置, 这是发现装置和二次回路存在问题的重要手段。采用红外线测温仪辅助检查以来, 已经多次排除了电流回路发热的隐患。出于对数据采集回路检查的需要, 还需要增加一项点检内容——采样值的检查。WFB微机机组保护的运行数据没有显示在运行画面上, 需要通过菜单操作才能调出采样数据。就前面提到的失磁保护电流极性接反问题, 通过分析采样值, 可以很清楚地发现其中存在的问题。微机保护有简洁的人机界面, 查看采样数据操作并不复杂, 假如把采样检查作为定期工作之一, 就可以及时发现设备存在的问题。
3.2 通过定期工作控制
定期检查和维护微机保护装置是运行人员保证其能可靠运行的重要手段。比如我厂高频保护收发信机采用的是短时发讯工作方式, 在正常情况下, 高频通道无高频电流通过, 所以, 定时检查通道的完好度可以保证通道运行的可靠性。但是, 在实际工作中, 多次定期检查才能发现高频通道存在的问题。自从微机继电保护装置的时钟校对成为了每周一次的定期工作外, 再没有出现一例时钟不准的情况。这样, 既保证了装置的可靠运行, 又节约了人力和物力。而《定期工作卡》的实行和现场操作提示的标示也保证了定期工作执行的质量。
3.3 运行验收试验
微机保护装置检修 (改造) 后的试验既是工作班组的测试内容之一, 也是设备运行方的验收试验, 是需要保护工作人员和运行人员共同参与的。在保护验收试验时, 要尽可能全面地检查保护装置及其二次回路, 同时, 还需要事前编制《验收标准》, 定项目、定标准、定验收方法。
3.3.1 检查数据采集回路
数据采集回路检查不能仅仅局限于从屏后端子输入信号, 而要尽可能从信号源输入。检验非电量保护时, 要尽量在现场短接信号或是实际模拟, 比如瓦斯保护试验采用的是吹气和按压探针的方法, 温度保护在变压器本体处短接;冷却器失电保护试验采用的是实际停电的方法, 这样可以比较全面地检测数据输入回路。而检验模拟量采集回路时, 对于新投运的保护装置, 一般要直接利用一次系统的升流和升压试验检测, 带方向的保护都要进行负荷电流测试。我厂机组的转子一点接地保护, 采用直接将励磁回路接地的方式模拟, 这样也是为了保证可以全面检查采样回路。
3.3.2 外部数据源
要测试厂家没有作出保证、而现场又可能存在干扰的设备。对向保护装置提供温度量的测温仪来说, 应该做电源拉合试验、测温跳变试验, 检验该设备是否会出现误输出的情况。
4 小结
中华人民共和国电力行业标准《微机机电保护运行管理规程》中规定, 运行人员的职责是: (1) 了解微机继电保护装置的原理和二次回路; (2) 负责与调度人员核对微机继电保护装置的整定值, 负责微机继电保护装置的投入、停用等操作; (3) 负责记录并向主管调度汇报微机继电保护装置 (包括投入试运行的微机继电保护装置) 的信号指示 (显示) ) 和打印报告等情况; (4) 执行上级颁发的有关微机继电保护装置规程和规定; (5) 掌握微机继电保护装置打印 (显示) 出的各种信息的含义; (6) 根据主管调度的命令, 核对已经输入微机继电保护装置内的各套定值, 并允许现场运行人员使用规定的方法改变定值; (7) 现场运行人员应掌握微机继电保护装置的时钟校对, 采样值打印 (显示) , 定值清单打印 (显示) , 报告复制, 按照规定的方法改变定值, 保护装置的停、投和使用打印机等操作; (8) 在改变微机继电保护装置的定值、程序或接线时, 要有主管调度的定值、程序和回路变更通知单 (或有批准的图样) 后方可允许执行; (9) 巡视微机继电保护装置和二次回路。
要承担以上的职责, 运行人员不仅需要不断学习, 更新自己的知识体系, 在设备面前做到胸有成竹, 更需要在运行巡视、运行维护、运行操作和运行验收方面深入开展标准化作业, 用流程、标准、细则规范工作, 把复杂的工作分解开, 在运行岗位上, 为微机保护的可靠运行把好关, 为安全生产把好关。
摘要：随着电力系统的不断发展, 其中使用的微机保护装置技术也日渐成熟。依靠该技术, 电力系统的运行越来越可靠, 而外围二次回路则成为了制约继电保护装置可靠运行的瓶颈。通过分析映秀湾水力发电厂近年来的微机保护运行情况, 并结合该厂的实际运行情况, 探讨了如何从运行方面控制二次回路缺陷对继电保护装置可靠运行造成影响。
微机继电保护的展望 第2篇
微机继电保护的展望
汇卓电力是一家专业研发生产微机继电保护测试仪的厂家，本公司生产的微机继电保护测试仪设备在行业内都广受好评，以打造最具权威的“微机继电保护测试仪“高压设备供应商而努力。
总结与展望
精蜡厂站继电保护系统采用微机型综合保护系统改造后,达到了方案设计要求,综合保护系统除常规保护功能外,满足设计的变电站综合自动化功能要求,通过按标准规约制定的网络接口,将所有被保护设备的运行数据在数据总线上交流,配合监控软件组成了变电站自动化系统。微机继电保护系统保护原理先进,配置合理、完善整组保护动作迅速,动作速度。使用与操作简单,适应南阳石蜡精细化工厂的电气运行人员的技术水平。经过运行实践证明,站微机继电保护系统运行平稳,动作可靠。
精蜡厂站的继电保护系统功能是基于国电南自最新的系列微机保护单元来实现的。改造后提高了保护的灵敏度、可靠性、安全性,还能实时记录故障数据,方便维护和日常运行操作。站改造后,后台监控系统历史数据只能以曲线的形式显示,不能以表格的形式显示各个采样点的数据,不方便运行人员查询历史数据,此问题已反馈国电南自厂,厂家需要修改后台监控软件,等软件修改完成到现场进行软件升级服务。
通过近两年不断的改造,精蜡厂现有个变电站、开闭所已全部采用微机保护系统,基本上实现了各站独立的电气自动化监控,使电气运行人员可以随时掌握各站的电气运行状况。目前变电站、发电站以及、开闭所为有人值班,剩下的开闭所为无人值班。下一步电力系统继电保护系统的发展目标,是实现全厂所有变电站、发电站、开闭所的微机继电保护系统通过网络互联,将全厂的微机保护系统中的控制及监控信号上传到电力调度微机监控系统,电气运行人员可以通过调度站监测、监控、调用全厂各变电站的各种电气运行参数和故障信号,消除因人为巡检不到位而造成事故隐患处理不及时的现象。
系统的通讯和集成
石化行业供电系统规模大,需接入的智能设备多如过程控制装置、整流设备等,信息量很大,系统集成工作量繁重,非常耽误工程进度。对这种情况,可以采用智能规约转换模块,在每个智能设备上都安装一个智能规约转换器,将五花八门的智能设备规约转换为标准的一一规约,再通过网络汇总接入总控设备。这样,通讯系统就是一个即插即用系统,既省时省力,又提高了系统可靠性,个别系统的故障维护或升级都不影响其它装置的运行。另外,现在流行的思路是各保护监控设备分散式安装以降低投资,减化接线。由于石化行业存在众多的电动机馈出线等设备,设备及厂站之间有时相距很短,有时又相距近千米以上。简单的分散安装会造成系
统集成难度很大。同时,如果把所有的智能装置全部组成一个网络的话,通讯线路长,信息量大,接线也复杂,给施工和维护带来许多不便。
采用化整为零的思想,根据各设备的区域分布,将相对集中的部分设备构成一个子网,并视需要配备一个超小型分散总控模块,再通过网络将各分散总控模块互联,汇入统一的总控设备。
这种多级总线的网络,缩短了每级的网络距离,增强了抗干扰能力,也使个别系统故障时不会导致整个网络的瘫痪,提高了系统可靠性。
微机保护系统的信息网络化展望
传统的继电保护专业性很强,并以“事先整定、实时动作、定期检验”为其特征,很少触及到装置或系统的经常自检、远方监控、信息共享、动态修改定值的自适应等问题。当代继电保护技术的发展,正在从传统的模拟式、数字式探索着进入信息技术领域,从而导致了上述传统格局的变化。由于继电保护在电力系统安全运行中所处的重要地位,这样的发展必然是渐进的。当前,继电保护中信息技术的特征,主要表现在以下几个方面
1.自诊断和监视报警 2.远方投切和整定 3.信息共享,多种保护集成 4.促使综合自动化的发展 5.波形识别,由稳态发展到暂态 6.提供动态修改定值的可能。
继电保护信息从功能与作用上可分为大类,即继电保护运行信息、继电保护事故记忆信息、继电保护管理信息。继电保护运行信息所要求的实时性最强,这些继电保护运行设备发
出的信息需要尽快得到运行值班人员及调度值班人员识别,并作为电网事故处理的重要依据。
继电保护事故记忆信息在发生复杂电网事故特别在出现继电保护异常动作后,需要尽快传递到有关专业人员手中,在经专业人员分析判断后,为调度值班人员进一步恢复电网提供支持,也是制定反事故措施的基础。继电保护管理信息则与通用的系统接近,除应包括电网内继电保护运行、管理信息和技术信息外,还应包括有关科研、制造、设计和基建的有关信息,它们是提高继电保护专业工作质量和效率的关键。继电保护信息网络建设应结合上述个方面信息的不同特点进行。继电保护信息网由继电保护运行信息处理系统和继电保护管理信息系统组成。
继电保护进入领域的发展
谈线路微机保护远跳功能 第3篇
关键词：线路 保护 远跳
0 引言
目前，许多220KV及以上电压等级输电线路主保护都采用光纤作为数据交换通道。利用数字光纤通道，不仅交换两侧电流数据，同时也交换开关量信息，实现一些辅助功能，其中包括远跳。由于数字通信采用了CRC校验，并且所传开关又专门采用了字节互补校验及位互补校验，因此有很高的可靠性。
1 远跳功能原理
微机保护装置采集得到远跳开入为高电平时，经过专门的滤波处理及8ms确认，作为开关量，连同电流采样数据及CRC校验码等一起打包为完整的一帧信息，经过编码、CRC校验，通过数字通道，传送给对侧保护装置。对侧装置每收到一帧信息，都要经过CRC校验、解码提取远跳信号，而且只有连续三次收到对侧远跳信号才认为收到的远跳信号是可靠的。当保护控制字整定为“远跳不经本地启动”时，则收到远跳信号后无条件永跳出口，驱动A、B、C、Q、R出口跳闸继电器，并闭锁重合闸。当保护控制字整定为“远跳经本地启动”时，则需本装置启动才出口。如果不满足则收到对侧远跳信号500ms，保护发“远跳信号长期不复归”报文。远跳功能接线如左图所示
2 远跳动作具体事例分析
2008年8月6日某线路发生B相单相瞬时接地故障。电厂侧保护动作，开关跳开，而后重合闸装置动作，开关合闸良好。变电所侧保护动作，开关跳开，重合闸装置起动，但未动作，开关未合闸。
2.1 故障报告
电厂侧
2008年08月06日 21时36分35秒767毫秒
000000 ms启动CPU启动
000001 ms纵联保护启动
000001 ms距离零序保护启动
000001 ms综重电流启动
000022 ms纵联保护三跳出口
000039 ms故障类型和测距手B相接地 44.97km
000039 ms测距阻抗值 0.360+j1.471Ω
000039 ms故障相电流 电流=17.894安
000071 ms综重重合闸启动
002138 ms综重重合闸出口
002300 ms综重重合闸复归
006001 ms纵联保护整组复归
006013 ms综重电流复归
006014 ms距离零序保护复归
006231 ms启动CPU复归
变电所侧
2008年08月06日21时37分16秒662毫秒
000000 ms启动CPU启动
000001 ms纵联保护启动
000001 ms距离零序保护启动
000001 ms综重电流启动
000018 ms接地距离I段动作
000018 ms保护三跳出口
000023 ms纵联保护三跳出口
000041 ms故障类型和测距 B相接地 7.59km
000041 ms测距阻抗值 0.098+j0.031Ω
000042 ms故障相电流 电流=30.330安
000054 ms纵联保护永跳出口
000100 ms综重重合闸启动
014099 ms综重重合闸复归
014105 ms综重电流复归
014107 ms纵联保护整组复归
014107 ms距离零序保护复归
014323 ms启动CPU复归
2.2 故障分析 从故障报告看，线路发生故障时，电厂侧22ms纵联保护动作，三跳出口。2138ms重合闸动作出口。变电所侧18ms接地距离I段动作，保护三跳出口，23ms时纵联保护三跳出口。100ms时重合闸装置启动，但未动作。变电所侧接地距离I段保护先于纵联保护动作，原因是故障点距离变电所比较近，接地距离I段保护动作要比纵联保护动作快。变电所侧重合闸装置起动而未动作，是因为电厂侧保护动作后，图1中TQ接点闭合，起动线路辅助屏TJQ继电器，图3中TJQ接点闭合，通过029线将24V正电源送到图4中线路保护屏开关量输入回路，保护装置采集得到远跳开入为高电平，经过专门的滤波处理确认，作为开关量，连同电流采样数据及CRC校验码等一起打包为完整的一帧信息，经过处理，通过光纤通道，传送给对侧保护装置。对侧装置收到信息，经过处理，提取远跳信号，认为收到的远跳信号是可靠的后永跳出口，驱动A、B、C、Q、R出口跳闸继电器，并闭锁重合闸。因此，变电所侧重合闸装置虽起动，但未动作。实际上，当线路发生瞬时故障时，不应闭锁重合闸装置。只有当母差、失灵保护（它们共用一个出口）动作时，才允许闭锁重合闸。当时，由于电厂的TJR和TJQ接点并在一起，如图3所示，虽然当时TJR接点未闭合，但TJQ接点闭合，保护装置仍然采集到远跳开入为高电平，导致变电所侧保护装置跳闸后，闭锁重合闸。
2.3 现场改进 当线路故障时，保护动作起动TJQ继电器时，如图1所示，不应闭锁重合闸，只有当母差、失灵保护动作时，起动TJR继电器时，如图2所示，才允许闭锁重合闸。由于收到远跳信号后线路保护永跳出口，驱动A、B、C、Q、R出口跳闸继电器，并闭锁重合闸。所以，TJQ接点和TJR接点不能并在一起。现在，现场已将远跳回路中TJQ接点拆除，这样能保证只有母差、失灵保护动作时，起动TJR继电器才能发远跳信息。
3 远跳功能检验
检验需要两侧调试人员配合进行。首先使本侧开关在合闸位置。本侧控制字置“远跳不经本地起动”时，联系对侧短远跳接点（24V对029），则本侧开关跳闸。若控制字置“远跳经本地起动”时，本侧加单相电流大于起动值（使本侧保护起动），在本侧保护起动同时，联系对侧短远跳接点（24V对029），本侧开关跳闸。然后使对侧开关在合闸位置。对侧控制字置“远跳不经本地起动”时，本侧短远跳接点（24V对029），则对侧开关跳闸。若控制字置“远跳经本地起动”时，对侧加单相电流大于起动值（使对侧保护起动），在对侧保护起动同时，本侧短远跳接点（24V对029），对侧开关跳闸。
4 结束语
线路微机保护中的远跳功能保证线路发生故障时，两侧开关快速跳闸，切除故障。特别当线路出口处发生短路（属母差保护范围）母差保护动作跳闸切除本侧开关，此时远跳功能能使对侧开关快速跳闸，保证系统安全、稳定运行。
参考文献：
[1]PSL—603G数字式线路保护技术说明书.
微机保护管理 第4篇
原35KV主变主保护采用SEL-587微机保护装置, 现采用在SEL-587微机保护装置的基础上改良和汉化界面的PMC-787微机继电保护装置, 主变高、低压侧后备保护采用1台PMC-651复合电压闭锁过流保护装置, 主变高、低压测的测量回路采用CT、PT直接接入PMC-651保护装置的测控接线回路。高、低压侧断路器均在主变保护屏上控制。35KV主变微机保护/测控屏的配置和完成的功能如下:
主保护配置一台PMC-787微机保护装置
高、低压侧后备保护配置一台PMC-651微机保护装置
PK-10/800屏柜一套, 配三相操作组件、全套德国凤凰端子
2 35KV主变微机保护、测控装置的主要保护、测控功能
2.1测控。电量采集记录显示:三相电压、三相电流, 有功功率, 无功功率, 有功电度, 无功电度, 功率因数, 频率;故障录波功能:带日期和时间标志的故障录波功能, 能以每周波8个采样点的速度记录36周波的故障波形, 并同时显示故障录波启动时间、录波启动原因等必要信息, 便于正确分析和查找事故原因。
2.2主变主保护。主变主保护装置完成以下功能:
a.差动保护, 动作跳主变高低压侧断路器。b.本体重瓦斯、压力释放, 动作跳主变高低压侧断路器。c.事件报告:每次装置发生跳闸事件, 可触发保存一个15周波事件故障报告。每个事件报告包含详细事件发生时间、故障类型、电流幅值、电流角度、输入和输出接点状态等数据。装置内存中存储最后16次的完整故障报告。
2.3主变后备保护。主变后备保护装置完成以下功能:
a.复合电压闭锁过流保护。b.过负荷保护。c.断路器操作回路断线。d.零序保护 (含零序电流电压保护、中性点间隙过流保护、零序过电压保护) 。
2.4主变信号。主变保护动作信号接入保护装置“开入量”, 由通讯接口引入监控后台。主变保护装置和主变测控装置能满足变压器保护、测控的要求, 能满足综合自动化通信的要求, 只需与就地网络连接, 通过本站的MOXA Nport5430I通讯服务器转换为TCP/IP方式与站控级计算机设备通讯。
3 PMC-787微机保护/测控装置主要功能
PMC-787微机保护装置是在SEL-587微机保护装置的基础上改良、加入测控模块和汉化中文界面的电流差动保护装置, 主要作为双绕组变压器、发电机、电抗器以及其它电气设备的差动保护。装置还具有后备过流保护、信号重动作、故障录波、装置自检报警和事件报告等功能。PMC-787以32位微处理器为核心, 大大提高了装置的数据处理速度和可靠性。
保护功能。PMC-787具有独立的制动和无制动电流差动保护, 制动特性采用双折线百分比率制动曲线。可设置二次谐波闭锁功能来防止由于变压器充电时出现的励磁涌流而引起差动保护误动。无制动差动保护可快速切除变压器内部的严重故障。
PMC-787具有后备保护功能, 包含有高低压侧电流速断保护、高低压侧定时限过电流保护。
信号重动。PMC-787内置了信号重动功能, 对于变压器的保护无须再外加重动继电器。提供了5路信号重动输入, 每路输出3对重动接点, 2对用于控制回路, 1对用于信号回路。
事件报告。每次装置发生跳闸事件, 可触发保存一个15周波事件故障报告。每个事件报告包含详细事件发生时间, 故障类型, 电流幅值、电流角度, 输入和输出接点状态等数据。运用装置事件报告中的信息可查看故障和测试期间装置的动作情况。装置不丢失内存中存储最新20次事件摘要和最后10次完整报告。事件报告可以通过装置面板的“事件”按键查看, 报告的详细数据以及波形需要通过前台软件读取。
通讯功能。PMC-787可以接入各种电力监控网络中, 实现遥测、遥信、遥控以及事件记录、故障记录、装置故障信息、录波数据的远传。有关通讯功能的详细说明见相关通讯规约说明书。装置配置的RS-485通信口, 通信波特率最高可达19.2Kbps;RS-485通信口的接口方式为4线全双工。
显示和键盘。PMC-787面板上有一个160×128点阵式大液晶显示界面、8个操作按键、11个状态指示灯, 用户可以方便地在装置的面板上操作和监视装置。
技术指标
工作环境:
(1) 环境温度:-40℃~+85℃; (2) 相对湿度:5%~95% (无冷凝条件下) 。
主要技术参数:
(1) 额定工作电源:85~264VAC/0.2A或110~370VDC/0.2A; (2) 重动板操作电源:220VDC/110VDC, 允许偏差-20%~+10%;纹波系数不大于5%; (3) 交流电流额定输入:5A或1A; (4) 频率:50Hz; (5) 功耗:交流电流回路:<1VA/相 (额定5A时) ;<0.5VA/相 (额定l A时) ;电源回路:当正常工作时, 不大于35W。
定值误差:
(1) 差动保护。动作精度:小于±0.10A及定值的±5% (额定5A) ;小于±0.02A及定值的±5% (额定1A) ;差动典型动作时间:不大于32ms (2倍定值) ;比率制动动作时间:不大于50ms;二次、五次谐波闭锁:小于±0.10A及定值的±5% (5A) ;小于±0.02A及定值的±5% (1A) 。 (2) 后备保护 (表1) 。 (3) 时限误差:定时限为<定值时间的±5%或±50ms。
过载能力:
(1) 交流电流回路:2倍额定电流, 连续工作;10倍额定电流, 允许10s;40倍额定电流, 允许1s。 (2) 直流电源回路:80%~110%倍额定电压, 连续工作。
信号重动与开关量:
(1) 动作电压:>70%的额定电压; (2) 返回电压:<10%的额定电压; (3) 触点容量:持续6A, 接通30A; (4) 分断能力 (L/R=40ms) :110V 0.3A10, 000次操作;220V 0.2A 10, 000次操作
开关量输入
(1) 激励电源:220VDC/110VDC; (2) 开关量动作/返回电压
对于220V外部直流激励配置:
动作电压:175~300V (可靠动作)
返回电压:0~125V (可靠不动作)
对于110V外部直流激励配置:
动作电压:88~150V (可靠动作)
返回电压:0~62V (可靠不动作)
电磁兼容性能
(1) 振荡波抗扰度试验。能承受GB/T 14598.13-1998规定的严酷等级为3级的振荡波干扰。 (2) 静电放电抗扰度试验。能承受GB/T14598.14-1998规定的严酷等级为3级的静电放电干扰。 (3) 射频电磁场辐射抗扰度试验。能承受GB/T 14598.9-1995规定的严酷等级为3级的射频电磁场辐射干扰。 (4) 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验。能承受GB/T14598.10-1996规定的严酷等级为3级的电快速瞬变脉冲群干扰。
4运行操作
运行人员在工作站通过鼠标、键盘、画面, 以人机对话的方式, 对设备进行人工操作控制。
a.系统运行控制方式的设置。主站级工作站/现地控制单元控制方式的设置, 设置点在工作站, 现地优先:单机/成组控制运行方式的设置, 设置点在工作站, 单机优先;手动/自动控制方式的设置, 设置点在分段开关监控盘上, 手动优先。b.断路器的投切操作:运行人员给出操作指令, 通过画面选择控制对象及操作性质 (投或切) , 系统给出提示由运行人员确认, 或由调度通过站级工控机给出指令, 系统发出命令, 由各监控装置执行。c.定值、限值在线修改:对所有保护及报警量进行设置和修改, 修改时应受权限密码的约束。
5安全性、容错性
5.1系统结构安全措施。局部的故障不影响系统的整体可靠运行;上一层的故障不能影响下一层的控制、调节和安全操作。如调度层及传输网络故障, 不影响站级层功能;站级主控层故障, 不影响单元级层的独立功能。当自动化系统不具备正常的控制和调节功能时, 系统保持主设备原有运行状态或转入安全状态。
5.2操作安全措施。设备的操作具备完善的软件闭锁条件, 系统会自动对各种操作进行校核, 即使有错误的操作, 也不会引起被控主设备的损坏。
当设备检修时, 系统软件可设定为检修状态。必要时, 数据库的数据可手动修复。
对操作员的每次/每步操作, 系统都会自动进行检查、提醒和应答确认, 能自动禁止误操作并报警。
系统软件具备各控制层的控制权闭锁功能, 保证控制的优先权顺序和同一时刻只允许一个操作层操作。
人机界面设置不同用户组, 对操作人员的身份和控制权有自动鉴别功能, 对于操作人员、维护工程师、领导及其他访问者应设不同的操作权限。
微机保护管理 第5篇
与电源的数目和位置无关。9 什么是距离保护？其特点是什么?答：距离保护是反应故障点至保护安装地点之间的距离（或阻抗），并根据距离的远近而确定是否动作的一种保护装置。特点：1）具有更高的灵敏性，受系统运行方式影响小2）具有更高的选择性3）除应用于输电线路外，还可用于发电机，变压器保护中，作为后备保护。核心是阻抗继电器。10距离保护中，测量阻抗，整定阻抗，启动阻抗的区别？答：测量阻抗Zk=Uk/Ik由加入继电器的测量电压和测量电流计算得出。整定阻抗Zset：取继电器安装点到保护范围末端的线路阻抗作为整定阻抗。由线路阻抗整定计算得出。一旦整定，基本不变； 启动阻抗：表示当继电器刚好动作时，加入继电器的测量阻抗Zk。全阻抗继电器（不带方向）：Zop=Zset。方向阻抗继电器：Zop的模值随φk的不同而变化。
11影响距离保护正确动作的因素？（6方面）影响阻抗继电器正确工作的因素？
答：1）短路点的过渡电阻2）电力系统振荡3）保护安装处与故障点间的分支电路4）电压互感器和电流互感器的误差（TA、TV的误差）5）电压互感器（TV）二次回路断线6）串联补偿电容 12 通常用的阻抗继电器一般有哪几种？ 答：全阻抗继电器、方向阻抗继电器、偏移特性阻抗继电器
13什么是纵联保护？ 其适用场合？
答：输电线路纵联保护是用某种通信手段将输电线两端的保护装置纵向联系起来，将各端的信息传送到对端进行比较判别，以确定故障是否在保护区内，可实现全线、无时限的故障切除。适用于一些重要线路和超高压线路。14 高频通道的工作方式有哪几类（3个）？ 答：1）经常无高频电流（故障发信）2）经常有高频电流（长期发信）两种方式。在这两种工作方式中，以其传送的信号性质为准，又可分为传送闭锁信号、允许跳闸信号和无条件跳闸信号三种类型。
1）长期发信方式-正常有高频电流，高频电流的消失代表故障2）故障启动发信方式-正常无高频电流，出现高频电流代表故障3）正常时一种频率，故障时两种频率。15 高频信号的主要作用？
答：1）闭锁信号，收不到高频信号是跳闸的必要条件2）允许跳闸信号，收到高频信号是跳闸的必要条件3）无条件跳闸信号,收到高频信号是跳闸的充要条件。
16纵联差动保护的基本原理是什么？（P118）答：内部故障：两侧电流和为电路电流Ik，不为0 正常或外部故障：两侧电流和为0。
根据两侧电流相量和（瞬时值和）的故障特性，在保护范围内部发生故障时，纵联差动保护反应故障点的总电流而动作，而在理想情况下，外部故障或过负荷时，流过继电器的总电流为零，继电器不会动作。
17什么叫自动重合闸? 实际中哪几种运行？ 答：自动重合闸：当断路器跳闸之后，能够自动地将断路器重新合闸的装置。
运行方式：1）与继电保护装置相独立的自动重合闸装置2）与继电保护装置一体化，在微机线路保护中，由其中的一个CPU板完成自动重合闸功能。18自动重合闸为什么要带有时限？
答：1)在断路器跳闸后，要使故障点的电弧熄灭并使周围介质恢复绝缘强度需要一定时间。2）在断路器动作跳闸以后，其触头周围绝缘强度的恢复以及消弧室重新充满油需要一定的时间。同时断路器及操作机构恢复原状准备好再次动作的也需要时间。3）如果重合闸是利用继电保护来启动，则其动作时限还应该加上保护动作和断路器的跳闸时间。
19重合闸为何与继电保护配合？哪两种方式？答：为了能尽量利用重合闸所提供的条件以加速切除故障，继电保护要与自动重合闸相配合。(1)重合闸前加速保护（前加速）:当任何一条线路故障时，第一次都由离发电机最近的保护切除瞬时性故障。（35kV以下由发电厂或重要变电所引出的直配线路上）
(2)重合闸后加速保护（后加速）:当线路第一次故障时，保护有选择性地动作，然后进行重合。如果重合于永久性故障上，则在断路器合闸后，再加速保护动作，瞬间切除故障，而且与第一次动作是否带有时限无关。（35kV以上的网络及对重要负荷供电的送电线路上）20变压器的故障类型及不正常状态？其主保护，后备保护主要有哪几类？ 答：变压器内部故障：（1）油箱内故障：1）绕组的相间短路2）接地短路3）匝间短路以及铁心的烧损（2）油箱外故障：1）绝缘套管的相间短路与接地短路2）引出线上发出的相间短路与接地短路。
不正常状态：1）由于变压器外部相间短路引起的过电流2）外部接地短路引起的过电流和中性点过电压3）由于负荷超过额定容量引起的过负荷4）油箱漏油造成的油面降低5）由于外加电压过高或频率降低引起的过励磁。
主保护：1）瓦斯保护、2）纵联差动保护或电流速断保护 后备保护：3）（外部相间短路时的保护）过电流保护、复合电压启动的过电流保护、负序过电流保护、阻抗保护、4）（外部接地短路时的保护）零序电流保护、零序过电压保护5）过负荷保护6)过励磁保护7）其他保护 21变压器纵联差动保护的原理?
答：正常运行及外部故障：流经差动继电器的电流和为0；内部故障：流经差动继电器的电流和不为0。
22影响变压器保护正确动作主要因素有哪些？（如何防止）引起变压器纵差保护不平衡电流的主要因素？
答：1）变压器励磁涌流产生的不平衡电流 识别、闭锁2）变压器两侧电流相位不同（绕组接线方式不同）接线修正3）电流互感器型号不同（传变误差）的影响 系数修正4）电流互感器的计算变比与实际变比不同 计算整定5）变压器带负荷调节分接头 定值考虑。变压器励磁涌流？ 特点、大小、防止？ 答：变压器的励磁涌流：当变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复过程中，由于变压器铁心中的磁通急剧增大，使变压器铁心瞬时饱和，出现数值很大的励磁电流。特点：1）包含很大成分的非周期分量，偏于时间轴一侧，波形有中断2）包含大量的高次谐波，而以二次谐波为主。大小影响因素：外加电压的相位、铁心中剩磁的大小和方向、电源容量的大小、回路的阻抗以及变压器容量的大小和铁心性质等防止：1）鉴别短路电流和励磁涌流波形的差别2）利用二次谐波制动
24横差保护:发电机两个并联绕组中任一个发生匝间短路，两个绕组电势不相等，出现电势差在两个绕组中产生环流，利用反应两个支路电流之差的原理，即可实现对发电机定子绕组匝间短路的保护。发电机失磁：发电机励磁电流下降或完全消失的故障。25何谓断路器失灵保护？
答：当故障线路的继电保护动作发出跳闸命令后，断路器拒绝动作时，能以较短的时限切除相邻的元件断路器，将故障部分隔离，并使停电范围限制为最小的一种近后备保护。26何谓微机继电保护？硬件主要构成？
答：微机继电保护：以微型计算机为核心，配置相应的外围接口，执行元件的计算机控制系统；硬件构成：1）微机系统2）模拟数据采集系统3）开关量输入和输出系统4）人机对话微机系统5）电源系统。
微机继电保护基本概念 第6篇
继电保护装置是一种由继电器和其它辅助元件构成的安全自动装置。它能反映电气元件的故障和不正常运行状态, 并动作于断路器跳闸或发出信号。
(1) 故障:将故障元件切除 (借助断路器) ;
(2) 不正常状态——自动发出信号以便及时处理, 可预防事故的发生和缩小事故影响范围, 保证电能质量和供电可靠性。
(3) 通过通讯把继电保护装置的数据发到后台计算机系统或者调度系统。
2 继电保护的作用与组成
在电力系统中, 继电保护装置的基本任务 (作用) 是
(1) 当电力系统中的电气设备发生短路故障过流故障时, 能自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除, 使故障元件免于继续遭到破坏, 保证其它无故障部分迅速恢复正常运行。
(2) 当电力系统中的电气设备出现不正常运行状态时, 根据运行的条件, 动作于发出信号、减负荷或跳闸。一般不要求保护迅速动作, 而是根据当时电力系统和元件的危害程度规定一定的延时, 以免误动作。继电保护的组成一般由测量部分、逻辑部分和执行部分组成。
继电保护装置主要都包括三个部分:测量部分、逻辑部分、执行部分。
3 继电保护的基本原理
现以最简单的过电流保护装置为例, 来说明继电保护的组成和基本工作原理。
在图1.1所示的输电线路过电流保护装置的原理接线图中, 电流继电器KA的线圈接于被保护线路电流互感器TA的二次回路, 这就是保护的测量回路, 它监视被保护线路的运行状态, 测量线路中电流的大小。在正常运行情况下, 线路中通过负荷电流时, 电流继电器KA不动作;当被保护线路发生短路故障时, 流入继电器KA线圈回路的电流大于继电器的动作电流时, 电流继电器立即动作, 其接点闭合, 接通逻辑回路中时间继电器KT的线圈回路, 时间继电器起动并经延时后接点闭合, 接通执行回路中的信号继电器KS和断路器QF跳闸线圈Y回路, 使断路器QF跳闸, 切除故障。
可见, 继电保护装置的核心是电流继电器, 它通过电流互感器受电, 时时测量着线路电流值的变化, 并与整定值进行比较, 一旦超过整定值就动作, 向断路器跳闸机构送出跳闸命令, 同时发出继电保护动作信号。
4 继电保护装置的分类
继电保护装置一般可以按反应的物理量不同、被保护对象的不同、组成元件的不同以及作用的不同等方式来分类, 例如:
(1) 根据保护装置反应物理量的不同可分为:电流保护、电压保护、距离保护、差动保护和瓦斯保护等。
(2) 根据被保护对象的不同可分为:发电机保护、输电线保护、母线保护、变压器保护、电动机保护等。在电气化铁道牵引供电系统中, 主要有110kV (或220 kV) 输电线保护、牵引变压器保护、牵引网馈线保护及并联电容器补偿装置保护等。
(3) 根据保护装置的组成元件不同可分为:电磁型、半导体型、数字型及微机保护装置等。
(4) 根据保护装置的作用不同可分为:主保护、后备保护, 以及为了改善保护装置的某种性能, 而专门设置的辅助保护装置等。
5 对继电保护装置的基本要求
对继电保护装置的基本要求有四点:即选择性、灵敏性、速动性和可靠性
(1) 选择性
当供电系统中发生故障时, 继电保护装置应能有选择性地将故障部分切除。也就是它应该首先断开距离故障点最近的断路器, 以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。系统中的继电保护装置能满足上述要求的, 就称为有选择性;否则就称为没有选择性。
以图3—1为例, 在各个断路器处都装有保护装置。当K—1点故障时, 根据选择性的要求, 应首先由断路器6处的保护装置动作, 使断路器断开, 则非故障部分可继续正常运行。若在K—1点故障时, 继电保护装置首先使断路器5断开, 则变电所Ⅲ将全部停止供电, 这种情况称为无选择性的动作。同理, K—2点短路应由断路器5切除, K—3点短路应由断路器1、2切除。
(2) 灵敏性
灵敏性系指继电保护装置对故障和异常工作状况的反映能力。在保护装置的保护范围内, 不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样, 保护装置均不应产生拒绝动作;但在保护区外发生故障时, 又不应该产生错误动作。保护装置灵敏与否, 一般用灵敏系数来衡量。保护装置的灵敏系数应根据不利的运行方式和故障类型进行计算。灵敏系数Km为被保护区发生短路时, 流过保护安装处的最小短路电流Id.min与保护装置一次动作电流Idz的比值, 即:
灵敏系数越高, 则反映轻微故障的能力越强。各类保护装置灵敏系数的大小, 根据保护装置的不同而不尽相同。对于多相保护, Idz取两相短路电流最小值Idz (2) ;对于10KV不接地系统的单相短路保护取单相接地电容电流最小值Ic.min;
(3) 速动性
速动性是指保护装置应能尽快地切除短路故障。
缩短切除故障的时间, 就可以减轻短路电流对电气设备的损坏程度, 加快系统电压的恢复, 从而为电气设备的自启动创造了有利条件, 同时还提高了发电机并列运行的稳定性。
所谓故障的切除时间是指保护装置的动作时间与断路器的跳闸时间之和。由于断路器一经选定, 其跳闸时间就已确定, 目前我国生产的断路器跳闸时间均在0.02S以下。所以实现速动性的关键是选用的保护装置应能快速动作。
(4) 可靠性
保护装置应能正确的动作, 并随时处于准备状态。如不能满足可靠性的要求, 保护装置反而成为了扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性, 则要求保护装置的设计原理、整定计算、安装调试要正确无误;同时要求组成保护装置的各元件的质量要可靠、运行维护要得当、系统应尽可能的简化有效, 以提高保护的可靠性。
摘要：随着国民经济的发展, 在电力系统接入的设备类型越来越多, 运行方式越来越复杂, 所以电气故障的发生是不可避免的。为了国家经济发展和电力系统的稳定运行, 微机继电保护随着电子工业的发展也有了突飞猛进的进步
微机母差保护探析 第7篇
一、母线差动保护的基本原理
母线差动保护由分相式比率元件构成, TA极性要求支路TA同名端在母线侧, 母联TA同名端在I母侧。差动回路包括母线大差回路和各段母线小差回路。母线大差是指除母联开关和分段开关外所有支路电流所构成的差动回路。某段母线的小差是只该段母线上所连接的所有支路 (包括母联和分段开关) 电流所构成的差动回路。母线大差比率差动用于判别母线区内和区外故障, 小差比率差动用于故障母线的选择。
1. 启动元件。
1) 电压工频变化量元件, 当两段母线任一相电压工频变化量大于门坎 (由浮动门坎和固定门坎构成) 时电压工频变化量元件动作, 其判断为:
△u>△UT+0.05UN
其中:△u为相电压工频变化量瞬时值;0.05UN为固定门坎;△UT是浮动门坎, 随着变化量输出变化而逐步自动调整。
2) 差流元件, 当任一相差动电流大于差流起动值时差流元件动作, 其判据为:
Id>Icdzd
其中:Id为大差动相电流;Icdzd差动电流起动定值。
母线差动保护电压工频变化量元件或差动元件起动后展宽500ms。
2. 比率差动元件。
1) 常规比率差动元件。
动作判据为:
其中:K为比率制动系数;Ⅰj为第j个连接元件的电流;Ⅰcdzd为差动电流起动定值。
其动作特性曲线如图1所示。
为防止在母联开关断开的情况下, 弱电源侧母线发生故障时大差比率差动元件的灵敏度不够, 大差比例差动元件的比率制动系数有高低两个定值。
2) 工频变化量比例差动元件。
为提高保护抗过度电阻能力, 减少保护性能受故障前系统功角关系的影响, 本保护除采用由差流构成的常规比率差动元件外, 还采用工频变化量电流构成了工频变化量比率差动元件, 与制动系数固定为0.2的常规比率差动元件配合构成快速电动保护。其动作判据为:
其中K′为工频变化量比例制动系数, 母联开关处于合闸位置以及投单母或刀闸双跨时K′取0.75, 而当母线分列运行时则自动转用比率制动私塾低值, 小差则固定取0.75;△Ij为第j个连接元件的工频变化量电流;△DIT为差动电流起动浮动门坎;DIcdzd为差动起动的固定门坎, 由Icdzd得出。
二、母差保护的调试方法
对于微机保护系统, 其调试工作是大大少于传统的继电保护, 但微机保护由于主要功能采用软件实现, 在调试中有别于传统调试方法, 其中有些方面还要特别注意。
以山西关铝220KV变电站为例, 该变电站主母线接线方式如下:
采用南瑞RCS——915AB型装置实现母差保护的全部功能。
母差保护装置需要根据实际情况整定相应的参数与控制字, 如下参数需调整:
1. 中性点不接地系统控制字。当用于中性点不接地地系统时需要设此控制字为1﹔
2. 单母主接线、单母分段主接线、双母主接线等母线运输方式的控制字选择;
3. TA调整系数。TA调整系数为母线上个支路TA变比不同的
情况而设。一般取多相同TA变比为基准变比, TA调整系数为1, 其他TA按比例设定, 没有用到的支路TA调整系数为0。例如在山西关铝220KV变电站, 母线上有11个回路, TA变比分别有1250:1 (2路) , 750:1 (1路) , 300:1 (6路) , 150:1 (2路) 则将300:1调整系数整定为1, 其余分别为:4.167 (1250:1) , 2.5 (750:1) , 0.5 (150:1) 。
4. TV二次额定电压, 固定取57.7V。
5. TA二次额定电流, 在微机保护的条件, TA二次额定电流一般为1A, 这需要根据现场实际安装TA为准。
1) 模拟区外故障。
短接1#进线的I母刀闸位置接点及馈线1的Ⅱ母刀闸位置接点, 模拟1#进线送点到工母, 再通过母联送到Ⅱ母, 由Ⅱ母向馈线1供电。
此时将馈线1的TA与母联TA同极性串联, 再与1#进线TA反极性串联, 模拟母线外部故障, 通大于差流起动高定定值的电流, 并保证母差电压闭锁条件开放, 保护应该动作。
2) 模拟区内故障。
短接1#进线的工母刀闸位置及馈线1的Ⅱ母刀闸位置接点。
将1#进线的TA、母联的TA和馈线1的TA同极性串联, 模拟工母故障。
通入大于差流起动高定值的电流并保证母差电压闭锁条件开放, 保护动作跳II母。
3) 比率制动特性。
短接元件1及元件2的I母刀闸位置接点。
向元件1TA和元件2TA加入方向相反、大小可调的一相电流, 则差动电流为|I1&+I2&|, 制动电流为K· (|I1&|+|I2&|) 。分别检验差动电流起动定值IHCd和比率制动特性。
4) 电压闭锁元件。
在满足比率差动元件的条件下, 分别检验保护的电压闭锁元件闭锁元件中相电压负序和零序电压定值, 误差应在±5%以内。
5) 投母联带路方式。
将“投母联兼旁路主接线”控制字整定为1, 投入母联带路压板, 短接元件1的I母刀闸位置和I母带路开入。
将元件1TA和母联TA反极性串联通入电流, 装置差流采样值均为零, 将元件1TA和母联TA同极性串联通入电流, 装置大差及I母小差电流均为两倍试验电流;投入带路TA极性负压板, 将元件1TA和母联TA同极性串联通入电流, 装置差流采样值均为零, 将元件1TA和母联TA反极性串联通入电流, 装置大差及I母小差均为两倍试验电流。
按类似试验方法检验母联II母带路时的差流情况。
6) 母联充电保护。
投入母联充电保护压板及投母联充电保护控制字。
短接母联TWJ开入 (TWJ=1) , 向母联TA通入大于母联充电保护定值的电流, 同时将母联TWJ变为0, 母联充电保护动作跳母联。
7) 母联过流保护。
投入母联过流保护压板及投母联过流保护控制字。
向母联TA通入大于母联过流保护定值的电流, 母联过流保护经整定延时动作跳母联。
8) 母联失灵保护。
按上述试验步骤模拟母线区内故障, 保护向母联发跳令后, 向母联TA继续通入大于母联失灵电流定值的电流, 并保证两母差电压闭锁条件开放, 经母联失灵保护整定延时母联失灵保护动作切除两母线上所有的连接元件。
9) 母联死区保护。
(1) 母联开关处于合位的死区故障。
用母联跳闸接点模拟母联跳位开入接点, 按上述试验步骤模拟母线区故障保护发母线跳令后, 继续通入故障电流, 经整定延时Tsq母联死区动作将另一条母线切除。
(2) 联开关处于跳位时的死区故障。
短接母联TWJ开入 (TWJ=1) , 按上述试验步骤模拟母线区内故障, 保护应只跳死区侧母线。 (注意:故障前两母线电压必须均满足电压闭锁条件)
10) 母联非全相保护。
投入母联的非全相保护压板及投母联非全相保护控制字。
保证母联非全相保护的零序或负序电流判据开放, 短接母联的THWJ开入, 非全相保护经整定时限跳开母联。分别检验母联非全相保护的零序和负序电流定值, 误差应在±5%以内。
11) 断路器失灵保护。
投入断路失灵保护压板及投失灵保护控制字, 并保证失灵保护电压闭锁条件开放。
对于分相跳闸接点的起动方式:短接任一分相跳闸接点, 并在对应元件的对应相别TA中通入大于失灵相电流定值的电流 (若整定了经零序/负序电流闭锁, 则还应保证对应元件中通入的零序/负序电流大于相应的零序/负序电流整定值) , 失灵保护动作。
12) 交流电压断线报警。
(1) 模拟单相断线, 母线电压3U2大于12V, 即断线相残压<44V时, 延时1.25秒报该母线TV断线。
(2) 模拟三相断线, |Ua|=|Ub|=|Uc|<18V, 并在母联TA通入大于0.04IN电流.延时1.25秒报该母线TV断线。
13) 交流电流断线报警。
(1) 在电压回路施加三相平衡电压, 向任一支路通入单相电流>0.061n, 延时5秒发TA断线报警信号。
(2) 在电压回路施加三相平衡电压, 向任一支路通入三相电流>IDX, 延时5秒发TA断线报警信号。
14) 输出接点检查。
(1) 短接支路01的刀闸位置, 将装置定值“系统参数”中“线路01TA调整系数”整定为1, 在支路01TA中通入大于差流起动高定值的电流, 元件01的两对跳闸接点应由断开变为闭合 (应根据屏图检查到相应的屏端子上, 下同) 。短接支路02的刀闸位置, 仍在支路01TA中通入故障电流, 元件02的两对跳闸接点应由断开变为闭合。按此方法依次检查所有的跳闸接点。
(2) 装置直流电源, 装置闭锁的远动、事件记录和中央信号接点应由断开变为闭合。
(3) 模拟交流回路断线, 交流断线报警的远动和事件记录信号以及报警中央信号接点应由断开变为闭合。
(4) 改变任一刀闸位置开入, 刀闸位置报警的远动和事件记录信号以及报警中央信号接点应由断开变为闭合。
(5) 短接任一有效失灵接点, 以10秒装置发“保护板DSP2长期起动”、“管理板DSP2长期起动”报警信息, 其它报警的远动、事件记录和中央信号接点应由断开变为闭合。
(6) 投入母差保护压板及投母差保护控制字, 模拟I母故障, 保护动作跳I母, 母差跳I母的远动和事件记录信号以及差动动作中央信号接点应由断开变为闭合。
(7) 按6所述方法检查母差跳II母的远动和事件信号接点。
(8) 投入母联充电保护压板及投母联充电保护控制字, 模拟母联充电到故障电线, 母联充电保护动作跳母联, 母联保护的远动、事件记录和中央信号接点应由断开变为闭合。
(9) 投入断路器失灵保护压板及投失灵保护控制字, 模拟I母连接元件断路器失灵, 失灵保护动作, 失灵跳I母的远动、事件记录和中央信号接点应由断开变为闭合。
(10) 按9所述方法检查失灵跳II母的远动、事件记录和中央信号接点。
(11) 模拟失灵保护动作, 线路跟跳的远动、事件和中央信号应由断开变为闭合。
15) 开关传动试验。
投入母差保护压板及投母差保护控制字, 投入跳闸出口压板, 模拟母线区内故障进行开关传动试验。
三、母差保护应注意的相关问题及运行维护
1. 母线上各支路的TA极性必须符合支路TA同名端在母线侧,
母联TA同名端在Ⅰ母侧的原则。
例如湖南常德创元铝220KV变电站, 采用双母线分段运行, 投入运行一段时间后, 出现母差动作引起线路跳闸事故, 经检查, 母线一切正常, 并无短路接地故障。但中央信号及故障录波屏上均反映母差保护动作。经分析判断, 问题应该出现在TA极性上, 在正常情况下, 母线各支路 (进线、母联、馈线) 任一相电流的矢量和趋向为零, 现在母差保护动作, 有
说明各支路电流矢量和大于起动电流值。作进一步检查发现, 在设计蓝图中, 每个回路母差保护所用的电流互感器绕组未注明同名端在母线侧的原则, 接线时以为在微机保护条件下, 能通过算法实现馈线支路的同名端在母线侧的功能。这样, 差动元件的各支路矢量和实际等同各支路电流值的绝对值之和, 随着投入负荷的逐步增加, 矢量和 超过启动元件, 引起母差保护动作。
2. 输入定值时, 电流值均要归算至基准TA的二次侧;
3. 电流互感器二次回路仅在保护柜内接地。
4. 用于母联兼旁路主接线系统时, 投退母联带路功能过程中必须保证母联开关处于分闸位置;
5. 母差保护装置的控制字 (软压板) 和对应压板 (硬压板) 之间均为“与”关系。
只有控制字与压板同时投入时, 相应的保护功能才能投入。
摘要：综述在微机保护时代母差保护的原理, 并介绍微机母差保护的调试过程以及运行中的一些问题。
关键词：母差保护原理,调试,运行维护
参考文献
[1]《继电保护与自动装置》中国电力出版社2002年11月
[2]《电力工程师手册》中国电力出版社2002年
微机保护的现状和发展 第8篇
关键词：微机保护,现状,发展趋势
一、国内微机保护发展现状
熔断器是我国最初使用的保护装置,随着电力事业的发展,这种装置已经不再适用,而继电保护装置的使用,是继电保护技术发展的开始。我国从70年代末才开始计算机继电保护的研究,起步较晚。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,并在系统中获得应用,揭开了我国继电保护发展史上新的一页,为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面,东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机/变压器组保护也相继于1989、1994年通过鉴定,并投入运行。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护,西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于1993、1996年通过鉴定。这些微机保护装置各具特色,为电力系统提供了一批性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置[1]。从90年代开始我国继电保护技术进入了微机保护的时代,随着单片机工艺的成熟和硬件制造水平的大大提高,微机保护在软件、算法等方面取得了很多成果,并逐步应用于实践之中[2]。
二、微机保护的特点
与传统的保护相比。微机保护具有以下特点:
(一)灵活性强,性能稳定,可靠性高[3]。
保护功能由软件实现,便于修改动作特性,微机保护主要依据软件的算法和判据,不同的算法和判据可以实现不同的功能,不同原理的继电保护的硬件可以是一样的,换以不同的程序即可改变继电器功能。只要算法和判据相同,保护功能必然一致。微机保护具有自诊断功能,能够自动检测出本身硬件的异常部分,有效的防止拒动,具有很高的可靠性和抗干扰能力,性能稳定。
(二)综合判断能力强。
过去的继电保护因为硬件太多,逻辑复杂,实验很麻烦。利用微机保护的逻辑功能,能得到常规保护不以获取的特性,所有的计算,判断都是由软件完成,其软件设计考虑到电力系统中各种复杂的故障,具有很强的综合分析和判断能力。
(三)可以方便的扩充其他辅助能力。
采用数字存储技术和数据共享,可以实现故常录波、事故分析、自动重合闸和故障测距等功能。
(四)工艺结构条件优越。
随着制造工艺的成熟,制造统一标准,装置体积小,减少了盘位数量,功耗低。
(五)使用灵活、方便。
人机界面越来越友好,使用也越来越简单方便。
(六)完善的自动测试和监视功能。
利用微机的智能,可实现故障自诊断、自闭锁和自恢复。微机保护装置具有串行通信功能,与变电站监控系统的联络使得微机保护具有远方监控功能。
三、微机保护的发展趋势
(一)计算机化
微机保护的发展经历了三个阶段,从单CPU结构到多CPU结构再到后来的总线不出模块的大模块结构。单片机技术也在不断发展。目前,新兴单片机采用多流水线结构,CPU位数可达32位,其运算速度比标准单片机要高出10倍以上。基于高性能单片机,总线不出芯片的设计思想是提高装置整体可靠性的有效方法。微处理器发展的重要趋势是单片机与DSP的进一步融合。随着电力系统对微机保护要求的不断提高,除了基本功能以外,还要求高速的运算能力,完备的信息记忆存储能力,大规模集成电路和数据采集能力以及强大的通信能力等,这要求微机保护装置要具有一台PC的功能。继电保护的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。
(二)网络化
网络保护是将全系统的保护装置通过网络连接起来,是计算机技术、通信技术、网络技术和微机保护相结合的产物,网络保护通过计算机网络来实现各种保护功能。通常的继电保护仅限于切除故障元件,缩小事故范围,而新兴的网络保护则在微机保护的基础上,通过通信技术和网络技术,使得每一个保护装置都能共享全系统的运行和故障信息的数据,各个保护装置和重合闸装置在分析这些数据的基础上协调动作,确保系统的安全稳定运行。
(三)智能化
随着计算机技术的飞速发展和计算机技术在电力系统中越来越深入的应用,新的控制原理和方法不断的被应用在微机保护中。人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑、小波理论等在电力系统各个领域都得到了应用,在继电保护领域的研究也在蓬勃发展[5]。
(四)保护、控制、测量、数据通信一体化
微机保护装置可以从网上获取电力系统的任何信息和数据,也可以将它所保护的元件的任何信息传递到网络控制中心或者任一终端。每个微机装置不仅可以完成保护功能,也可以完成控制、测量、数据通信的功能。它表现在集成与资源共享,远方控制与信息共享,将保护、控制、测量等数据纳入计算机系统,取代传统的控制保护屏。
结束语
电力系统保护技术已经进入微机保护时期。一些新的改善继电保护性能的原理和方案,特别是基于故障波形特征或者高频分量的保护原理,以及神经网络和模糊集原理的智能化保护方案,受到更多的重视并逐步得到实际应用。随着电力系统的高速发展和计算机技术、网络及智能技术的进步,微机保护必将出现原理性突破,呈现出更新的特征,也将得到更广泛的应用。
参考文献
[1]杨奇逊,黄少锋.微型机继电保护基础(第二版).北京:中国电力出版社,2011.
[2]景胜.我国微机保护的现状与发展.继电器,2011.
[3]黄益庄.变电站综合自动化技术.北京:中国电力出版社,2000.
[4]张雄伟.DSP芯片的原理与开发应用.北京:电子工业出版社,2010.
[5]吴斌,刘沛,陈德树.继电保护中的人工智能及其应用.电力系统自动化,2010.
高压柜微机保护系统 第9篇
1 电流Ⅰ、Ⅱ段定时限保护
产品设有两段定时限电流保护。电流Ⅰ段电流整定值在电动机启动过程中自动升为2倍, 启动结束后, 定值恢复为原整定电流值。电流Ⅱ段在电动机启动过程中自动退出。保护原理如图1所示。
2 过负荷保护
产品设有过负荷保护。过负荷保护可选择作用于跳闸或告警。过负荷保护在电动机启动过程中自动退出, 过负荷保护原理如图2所示。
3 电动机启动时间过长保护
产品设有电动机启动时间过长保护。能自动识别电动机启动过程, 保护原理如图3所示。产品设有启动结束开入端子, 当接入此端子, 保护跳过电动机启动过程, 电动机直接处于正常运行状态。本端子只在测试时使用。电动机若处于启动状态中保护在液晶的右下角显示“”, 启动结束显示“”。
4 产品设有过流反时限保护
过流反时限保护动作于跳闸。过流反时限电流整定值在电动机启动过程中自动升为2倍, 启动结束后, 定值恢复为原整定电流值。产品所采用的反时限公式符合GB/T14598.7-1995第3部分定义三种反时限特征曲线, 整定时必须明确使用何种曲线, 其公式为t= (k*tp) /{ (I/Iset) α-1}
t—动作时间, K和a的定义见表2;
I—故障电流, Iset—动作电流整定值;
tp—时间常数, 整定范围:0.05s—1.6s, 步长0.01s.
GB/T14598.7—1995第3部分定义的三种反时限, 如表2所示;反时限特性曲线如图4所示:
5 后加速保护
产品设有后加速保护。后加速保护是在手动合闸 (遥控合闸) 或三相一次重合闸于鼓掌线路上时, 加速保护跳闸。有手动合闸 (遥控合闸) 或重合闸动作时启动, 在3秒内有效。后加速保护原理如图5所示。
6 过热保护
产品没有过热保护。过热保护主要为了防止电动机过热, 考虑了电动机正序电流和负序电流产生的综合热效应, 热积累过程和散热过程, 引入了等值发热电流leq, 表达式为:
式中K1=0.5 (启动过程中) ;K1=1.0 (启动结束后) ;
K2=3∽10, 负序发热系数, 一般可取为6;
I1——正序电流分量;I2——负序电流分量。
过热保护方程为:t=τ1/ (Ia2/Ie2-1.052)
其中:l e—电动机额定电流定值leq—等值发热电流
注:曲线1适应于各故障点的故障电流幅值的变化很大的系统上 (即与线路阻抗相比电源阻抗值要小的多) ;曲线2适应于各故障点的故障电流幅值的变化相当大的系统上 (即电源阻抗远远小于线路阻抗) ;曲线3能更好的与配电系统或工业供电系统上的熔断器配合, 适用于电动机的保护。
τ1——发热时间常数;t—动作时间
电动机的散热:散热时间常数τ2=Ksr×τ1, Ksr为散热系数, 整定范围1~4.5, 视电视机的工作环境而定。本保护用衰减指数过程模拟电动机的散热过程, 散热时间t=Ksrτ1lnτ1, 式中Ksr为散热系数, τ1为发热时间常数, 单位为秒。过热保护跳闸后, 不能立即再次启动, 等散热结束后方可再次启动。产品设有过热预告警功能:当热积累值达到热跳闸的80%时发过热告警信号, 低于75%时告警返回。
7 负序电流保护
产品设有负序电流保护动作于跳闸。保护原理如图6所示:
8 零序电流保护
产品设有零序电流保护, 可选择作用于跳闸或告警。零序电流保护原理如图7所示:
9 三相一次重合闸
产品设有三相一次重合闸功能, 由压板投退。重合闸在开关位于合位时充电, 充电时间为20s, 当开关由合位变为跳位时启动。重合闸启动后10秒内若一直跳位有流, 则重合闸放电;若10秒内任意时刻开始跳位无流, 则按整定延时重合出口。三相一次重合闸原理框图如图8所示。重合闸充电过程中液晶的右下脚显示“”, 充电结束后液晶的右下脚显示“”。
1 0 过电压保护 (WGB-54)
产品设有过电压保护。过电压保护原理如图9所示。
1 1 低电压保护 (WGB—54)
产品设有低电压保护。低电压保护原理如图10所示。
1 2 低频减载 (WGB—54)
产品设有低频减载保护。具有电压闭锁功能, 其中低电压闭锁定值固定为60V, 滑差闭锁定值固定为5Hz/s。低频减载原理图如图11。
1 3 非电量保护
产品设有三个非电量保护, 每个非电量保护都有压板投退和时限整定, 且可选择动作于跳闸或告警。非电量保护原理如图12所示。
1 4 跳位异常警告
产品设有跳位异常报警。检测到跳位有开入且有电流时, 经延时报跳位异常告警信号, 告警继电器动作。
1 5 控制回路异常告警
产品设有控制回路异常告警。采集断路器的跳位和合位, 当控制电源正常、断路器位置辅助触点正常时, 跳位或合位这两个开关量中, 必须且只能有一个开入, 否则, 经2秒延时报控制回路异常告警信号, 同时重合闸放电, 但不闭锁保护。控制回路异常原理图如图13所示。
16 产品故障告警
产品设有故障告警。硬件发生故障, 产品的液晶屏幕可以显示故障信息, 并驱动异常告警继电器发告警信号, 同时根据情况闭锁保护。
17 遥信、遥控功能
a.遥信:各种保护动作信号;
b.遥控:远方调 (修改) 定值等。
18 TV断线告警 (WGB—54)
产品检测到TV断线延时发出告警信号。在电压恢复正常 (线电压均大于80V) 后, 保护返回。其原理如图14所示。
19 通信功能
可直接与微机监控或保护管理机通信, 通信接口为RS—485。通信规约为MODBUS通信规约, 校验方式为无校验, 波特率9600。
摘要：本文以安徽广播电视台黄山发射台新建的配电系统为例, 分析了高压柜微机的保护系统, 以期对其他地区同类情况作一示例。
新型微机漏电保护装置的研究 第10篇
漏电保护是保证煤矿井下安全供电的三大保护之一,是防止人身触电的重要措施。我国矿井下的工作环境比较潮湿,相对湿度往往高达95%以上,为此,对其使用的电气设备和电缆的绝缘提出较高的要求。尽管如此,运行中的电气设备及其供电电缆,由于工作环境恶劣,漏电现象时有发生。因此,装设漏电保护装置对矿井安全生产尤为重要。[1]
1装置的硬件设计
1.1硬件的总体设计
系统以单片机AT89C51为控制核心。采用零序电流的基波量为依据,加入了低通滤波环节,增强了系统的抗干扰能力。通过零序电压检测环节检测出U0是否突变或越线,环节和过零比较环节得到零序电压的峰值,并将此作为整个装置的启动条件。通过滞后在此时采样各支路的零序电流即可得到零序有功电流的峰值。再通过放大倍数为槡1/2的比例放大器得到零序有功电流的有效值。再经过A/D转换送入AT89C51中进行比较,选出故障支路。通讯环节采用标准的RS232通讯接口有图可知,整个硬件系统的设计是由许多个部分组成的,包括电压检测启动环节,低通滤波电路,滞后环节,过零比较,采样脉冲控制环节,比例放大环节,八路转换开关,A/D转换电路,单片机应用系统环节,显示模块等几部分组成。电路原理见图1,本文主要介绍一下其中部分电路环节。
1.2 采样保持电路
A/D转换需要一定时间,在转换过程中,如果送给ADC的模拟量发生变化,则不能保证精度。为此,在AD前加入采样保持电路。为了能不失真的恢复原模拟信号,采样频率应不小于输入模拟信号的频谱中最高频率的两倍,即fs≥2fImax。由于A/D转换需要一定的时间,所以在每次采样结束后,应保持采样电压在一段时间内不变,直到下一次采样的开始。实际中采样-保持是做成一个电路。采样保持电路有两种工作状态:采样状态和保持状态。 采样保持电路如图所示,采样期间,开关闭合,输入跟随器的输出给电容器C快速充电;保持期间,开关断开,由于输出缓冲放大器的输入阻抗极高,电容器上存储的电荷将基本维持不变,保持充电时的最终值供A/D转换。这里使用的LF398采样保持器。
1.3 低通滤波电路(ALE)
当电力系统在故障的期间,电压和电流含有较高的频率成分,如果要对所有的高次谐波均不失真的采样,则其采样频率就要取得很高,这便对硬件速度提出很高的要求,是成本增高,这是不现实的。实际上,目前大部分保护原理都是反映工频分量的,或者是反映某种高次谐波(例如:5次谐波分量),故可以在采样之前将最信号频率分量限制在一定频带之内,即限制输入信号的最高频率,以减低fs,一方面降低了对硬件的要求,另一方面对所需的最高频率信号的采样不至于失真,考虑到线路简单及实际情况,我们采用了有源低通滤波电路。
1.4 单片机部分
本设计需对针对的系统进行实时控制和数据采集,故微处理器的选择和使用必不可少,这里采用的是AT89C51控制芯片。它是一种低功耗、高性能的片内含有4 k快闪可编程/擦除只读存储器的8位CMOS微控制器。该芯片使用高密度、非易失存储技术制造,片内集成了4 K字节的FLASH PEROM(Programmable Erasable Read Only Memory),可用来存放应用程序,这个FLASH程序存储器除允许用与一般的编程器离线编程外,还允许在应用系统中实现在线编程,并且还提供了对程序进行三级加密保护的功能。AT89C51的另一个特点是工作速度更高,晶振频率可高达24 MHz,一个机器周期仅500 ns。
1.6 显示电路
显示器是单片机应用系统中常用的输出元件。在本系统中,显示接口芯片采用了串入并出移位寄存器74LS164,由于系统的串行口未被占用,故用它来扩展并行I/O口的显示电路,它的优点是不占用片外的RAM地址,又节省硬件开销。
2 软件设计
在本设计中,采用主程序调用子程序的方法,就其思路和流程图介绍如下。
2.1 主程序
程序开始,进行各量的初始化,并将报警标志,采样标志等标志位清零,然后调用子程序语句组成选线的设计。首先检测采集母线零序电压,后调用故障判断程序将采集到的量与正常给定值比较判断零序电压是否越限,故障后先送CPU报警,然后触发零序有功电流的采集,采集分支路的量后再调用比较选线程序进行比较,最后将选线结果送显示处理。
2.2 采样程序
本设计采用转换器AD574,这是一快速12位逐次比较型A/D转换芯片。其控制位:AD574的逻辑控制输入信号由 CE、
多路开关4051的3根路数选择线分别连至并行接口的输出端口P1口的P1.5—P1.7,CPU通过对P1.5—P1.7赋值,来切换多路开关选择通道。定时器发出定时脉冲,此脉冲一方面使各路采样保持芯片同时采样,另一方面向CPU发出中断信号,请求CPU立即对数据采集系统进行管理和控制。系统一切准备就绪(初始化完毕)后处于正常工作状态,CPU在进行自检工作,同时准备随时接受定时器中断。定时器发出采样脉冲,CPU响应中断,暂停自检工作,来控制数据采集系统的工作。首先使AD574的R/C变成低,启动AD574转换,然后查询P1.3是否为低电平,若为低电平便读取转换结果并存入RAM中,再通过向P1.5—P1.7赋值切换通道,重复上述工作。这样把各通道的数据都读到RAM中。将这些数据作必要的预处理后从中断返回,再去执行自检或其它程序。上述响应中断所执行的程序使中断服务程序。CPU响应中断前,必须使本系统初始化。[3]
本设计采样程序不采用中断方式,采用查询方式,直接启动AD转换开始采集数据,然后查询STS状态`线,若为低电平则转换完成,继续下一通道的采集。多路开关控制每一路通道的选择,若其3根路数选择线A、B、C分别为0、0、0时,则选择了通道一,即进行第一路数据的采集。可分别选2条支路。在采集的过程中我们对一路数据连续采集三次,再求其平均值作为最终采集结果,这样提高了精度及准确性。采样子程序流程见图5。
2.3 比较选线程序
采集分支路零序有功电流的有效值,进行最大值比较,选出是最大值的那条支路,便是故障接地支路。编程思想为先假定一路数据为最大值,其他支路数据首地址送寄存器与最大值逐次比较。若假设最大值为大,则假设的最大值送数据存储单元;若假设最大值小于一支路,则该支路数据送数据存储单元。在实际编程中,关键部分是必须选出相对应的那条故障支路。
首先进行极值查询,求出8路零序有功电流的有效值的最大值,再把8路零序有功电流的有效值与极值逐次比较,若相等则送相对应支路数显示;不等则继续8路值逐次比较,直至选出。
2.4 显示程序
LED显示器是由发光二极管显示字段组成的显示器,有7段和“米”之段之分。我们采用的共阳极接法。共阳极LED显示器的发光二极管的阳极接在一起,通常此公共阳极接地,当某个发光二极管的阴极接低电平时,发光二极管被点亮,相应的段被显示。7段LED都有dp显示段,用于显示小数点。7段LED字型码如下表:
2.5 二十进制转换
在选线后,须将故障支路序列数送至显示器,先得调用二-十进制转换子程序后才能让LED显示故障支路数。因为计算机输出的是二进制数,而我们要显示的是十进制数,因此必须进行转换后送显示。
2.6 求平均值程序
为了让采集到的零序电压,零序电流的数据能比较精确的进行故障判断和比较选线,我们对其连续采集3次再取其平均值作为故障判断和比较选线的有效数据[4]。其程序流程图见图7。
3 结语
我国煤矿井下低压电网的中性点全部为不接地方式,漏电是井下低压电网的主要故障形式之一,约占其总故障的70%左右,它不但会导致人身触电事故,还会形成单相接地,进而发展成为相间短路,由此引发的电弧会造成瓦斯和煤尘爆炸。随着矿井规模的扩大,供电系统复杂性的提高,对漏电保护提出了更高的要求[5]。因此,研究选择性漏电保护理论与技术应用对矿井安全生产具有重要意义。
参考文献
[1]刘延续.煤矿井下供电的三大保护.北京:煤炭工业出版社,1999;5:6—111
[2]胡天禄.矿井电网的漏电保护.北京:煤炭出版社,1987;3:33—109
[3]罗士萍.微机保护实现原理及装置.中国电力出版社,2001;5:31-92
[4]宋建成,等.单片机在矿用隔爆型真空馈电开关中的应用.煤炭科学技术,1995;23(1):50—54
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