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編者按：本論文主要從主要技術(shù)特點(diǎn)；常見故障分析；抗干擾；微機(jī)保護(hù)的發(fā)展等進(jìn)行講述，包括了改善和提高繼電保護(hù)的動(dòng)作特征和性能,動(dòng)作正確率高、可以方便地?cái)U(kuò)充其他輔助功能、由軟件實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作特性和保護(hù)邏輯功能不受溫度變化、電源波動(dòng)、使用年限的影響、硬件抗干擾、軟件抗干擾、更趨自動(dòng)化、智能化、提高微機(jī)保護(hù)的設(shè)備管理和事件記錄功能等，具體資料請(qǐng)見：

論文關(guān)鍵詞:微機(jī)保護(hù)故障抗干擾

論文摘要:文章結(jié)合筆者多年實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn),介紹了我國微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的特點(diǎn),針對(duì)目前我國微機(jī)保護(hù)的常見故障和抗干擾技術(shù)進(jìn)行了分析,對(duì)微機(jī)繼保未來的發(fā)展提出了相關(guān)看法。

繼電保護(hù)技術(shù)主要是針對(duì)電力系統(tǒng)故障和危及安全運(yùn)行的異常工況,以探討其對(duì)策的反事故自動(dòng)化措施。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時(shí),在可能實(shí)現(xiàn)的最短時(shí)間和最小區(qū)域內(nèi),自動(dòng)將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除,或發(fā)出信號(hào)由值班人員消除異常工況根源,以減輕或避免設(shè)備的損壞和對(duì)相鄰地區(qū)供電的影響,其重要性可見一斑。

微機(jī)繼電保護(hù)指的是以數(shù)字式計(jì)算機(jī)(包括微型機(jī))為基礎(chǔ)而構(gòu)成的繼電保護(hù)。微機(jī)保護(hù)裝置硬件包括微處理器(單片機(jī))為核心,配以輸入、輸出通道,人機(jī)接口和通訊接口等。該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于電力、石化、礦山冶煉、鐵路以及民用建筑等。

本文根據(jù)筆者多年實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)分析一下電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。

1.主要技術(shù)特點(diǎn)

研究和實(shí)踐證明,與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)相比較,微機(jī)保護(hù)有許多優(yōu)點(diǎn),其主要特點(diǎn)如下[1]:

(1)改善和提高繼電保護(hù)的動(dòng)作特征和性能,動(dòng)作正確率高。主要表現(xiàn)在能得到常規(guī)保護(hù)不易獲得的特性;其很強(qiáng)的記憶力能更好地實(shí)現(xiàn)故障分量保護(hù)。

(2)可以方便地?cái)U(kuò)充其他輔助功能。如故障錄波、波形分析等,可以方便地附加低頻減載、自動(dòng)重合閘、故障錄波、故障測(cè)距等功能。

(3)由軟件實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作特性和保護(hù)邏輯功能不受溫度變化、電源波動(dòng)、使用年限的影響。

(4)簡潔可靠地獲取信息,通過串行口同PC通信就地或遠(yuǎn)方控制。

(5)采用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議(開放的通信體系),使裝置能夠同上位機(jī)系統(tǒng)通信。

2.常見故障分析

(1)硬件故障

主要有:按鍵失靈、顯示屏顯示不正常、插件損壞等等。

可能的原因有:運(yùn)行時(shí)間太久使得按鍵機(jī)械部分接觸不良導(dǎo)致按鍵失靈,或者是設(shè)備內(nèi)部連接線損壞導(dǎo)致按鍵失靈;顯示屏液晶面板受潮或受到損壞,顯示芯片損壞;插件問題可能是插件電路電容長時(shí)間運(yùn)行損壞,電源芯片損壞等原因造成。

(2)軟件故障[1]

某變電所主變壓器采用的是WBZ-1201D,保護(hù)運(yùn)行時(shí),所有報(bào)告均由人機(jī)對(duì)話模件收集顯示或打印機(jī)輸出。在運(yùn)行過程中,出現(xiàn)過這種情況而無法解決:保護(hù)屏上顯示“有報(bào)告”,但人機(jī)對(duì)話模件上未顯示“報(bào)告”內(nèi)容,且打印機(jī)亦未工作。

(3)安裝問題[2]

安裝保護(hù)設(shè)備時(shí)要注意防高壓。安裝時(shí)要找廠家協(xié)商,在保護(hù)裝置入口或適當(dāng)?shù)牡胤桨惭b防高壓裝置,防止高壓電竄入低壓回路,燒毀插件板。鶴礦熱電廠就曾燒壞過三個(gè)插件板。

在二次回路接線時(shí)要將電流互感器的二次接線和微機(jī)保護(hù)內(nèi)的二次接線一并考慮,否則可能出現(xiàn)電流互感器二次開路現(xiàn)象。有時(shí)廠家來的高壓開關(guān)柜電流互感器的內(nèi)部接線已經(jīng)完成,但個(gè)別出現(xiàn)反極性的情況,進(jìn)而出現(xiàn)保護(hù)誤動(dòng),所以在調(diào)試時(shí)開關(guān)柜內(nèi)部接線也應(yīng)檢查。

3.抗干擾

繼電保護(hù)的抗干擾是指繼電保護(hù)裝置在投入實(shí)際運(yùn)行時(shí),既不受周圍電磁環(huán)境的影響,又不影響周圍環(huán)境,并能按設(shè)計(jì)要求正常工作的能力。

按干擾的形態(tài)可分為共模干擾、差模干擾兩種。共模干擾發(fā)生于保護(hù)裝置電路中某點(diǎn)各導(dǎo)線對(duì)與接地或外殼之間的干擾;差模干擾是發(fā)生在電路各導(dǎo)線之間的干擾,是與信號(hào)傳遞途徑相同的一種干擾。保護(hù)裝置接收這種干擾的能力和接收信號(hào)的能力完全相同。

按干擾的危害性可分兩種,一是引起保護(hù)裝置不正確動(dòng)作的干擾,低頻差模常屬于這一類。二是引起設(shè)備損壞的干擾。由于高壓網(wǎng)絡(luò)的操作或雷電引起的高頻振蕩,最容易造成保護(hù)裝置元件和二次回路的損壞。這種干擾常屬于共模干擾。

減少各種干擾對(duì)繼電保護(hù)或其它二次設(shè)備影響,可以考慮采取以下措施。

(1)硬件抗干擾

屏蔽和隔離相結(jié)合。電磁屏蔽是通過切斷電磁能量從空間傳播的路徑來消除電磁干擾的。保護(hù)柜用鐵質(zhì)材料做成,以實(shí)現(xiàn)對(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的屏蔽,在電場(chǎng)很強(qiáng)的場(chǎng)合,可以考慮在鐵殼內(nèi)加裝銅網(wǎng)襯里或用鋁板做屏蔽體。隔離既可使測(cè)控裝置與現(xiàn)場(chǎng)保持信號(hào)聯(lián)系,又不直接發(fā)生電的聯(lián)系。

(2)軟件抗干擾

接入RC濾波器。對(duì)于微機(jī)保護(hù),在印制板布線設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使強(qiáng)、弱信號(hào)電路之間有一定的距離,避免平行,在每芯片的電源與零序之間應(yīng)加抗干擾電容,在交流和直流入口處應(yīng)接入RC濾波器等。

對(duì)外部二次回路的設(shè)計(jì)采取必要的抗干擾措施。如降低干擾源和干擾對(duì)象之間的耦合電容和電感;降低屏蔽層的阻抗值;降低二次回路附近的電氣值等等。

此外,保護(hù)裝置的模擬輸入量之間存在著某些可以利用的規(guī)律。如果由于干擾導(dǎo)致輸入采樣值出錯(cuò),可以取消不能通過檢查的采樣值,等干擾脈沖過去,數(shù)據(jù)恢復(fù)正常后再恢復(fù)工作。

4.微機(jī)保護(hù)的發(fā)展

微機(jī)保護(hù)裝置在國內(nèi)應(yīng)用已有近二十年歷史了,微機(jī)保護(hù)產(chǎn)品的發(fā)展也經(jīng)歷了幾代,可以說,無論是國際品牌或國內(nèi)知名廠家,其保護(hù)產(chǎn)品從原理到生產(chǎn)技術(shù)都已經(jīng)非常成熟了。但是這些微機(jī)繼保裝置還是或多或少的存在一些缺陷,時(shí)代的發(fā)展,技術(shù)的進(jìn)步,對(duì)微機(jī)保護(hù)也提出了更高的要求。

(1)更趨自動(dòng)化、智能化

隨著我國智能電網(wǎng)概念的提出和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定,智能電網(wǎng)相應(yīng)配套的關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)也需要加快研發(fā)速度。

對(duì)于繼電保護(hù)技術(shù)來講,一方面,可以深入挖掘智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃模糊邏輯等在微機(jī)保護(hù)方面的應(yīng)用前景,將技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,以解決常規(guī)技術(shù)難以解決的實(shí)際問題。

(2)提高微機(jī)保護(hù)的設(shè)備管理和事件記錄功能

現(xiàn)在的微機(jī)保護(hù),除了應(yīng)完成保護(hù)、測(cè)控、通信一體化功能外,還應(yīng)能提供被保護(hù)設(shè)備的日常管理和事件記錄。這些設(shè)備管理包括斷路器的分閘、合閘次數(shù),累計(jì)故障次數(shù)、斷路器動(dòng)作時(shí)間監(jiān)視、斷路器開斷電流水平,斷路器觸頭壽命、設(shè)備累計(jì)停電時(shí)間、設(shè)備累計(jì)運(yùn)行時(shí)間、設(shè)備檢修記錄、分區(qū)段平均負(fù)荷電流、日最大負(fù)荷電流、日平均負(fù)荷電流、累計(jì)電度等。對(duì)變壓器保護(hù)測(cè)控裝置,如果有油溫、壓力等模擬量接入,還可進(jìn)一步監(jiān)視變壓器的其它運(yùn)行工況。

5.結(jié)語

隨著我國智能化電網(wǎng)建設(shè)的一步步深入,變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的提高,數(shù)字式微機(jī)測(cè)控保護(hù)裝置逐漸取代了傳統(tǒng)模式,同時(shí)由傳統(tǒng)的保護(hù)、測(cè)控單一實(shí)現(xiàn)方式向整合型轉(zhuǎn)化即在同一平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)微機(jī)保護(hù)、測(cè)量監(jiān)控及設(shè)備的管理和傳動(dòng)。

可以預(yù)見,未來的微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)將會(huì)使更加人性化、自動(dòng)化、智能化,將會(huì)為確保我國電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,確保國民經(jīng)濟(jì)的快速持續(xù)增長發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn):

[1]李瓊,康靈芳.微機(jī)保護(hù)常見故障分析,甘肅科技縱橫,2009,38卷,4期,39-40.

[2]周曉義.微機(jī)保護(hù)可能出現(xiàn)的問題及解決方法,江西煤炭科技,2009,2期,60-61.