對供電線路微機繼電保護裝置的研究

樂 紅

（德宏師范高等?？茖W(xué)校，云南 德宏678400）

0 引言

在科學(xué)技術(shù)的推動下智能技術(shù)逐漸得到發(fā)展應(yīng)用，包括子啊電力系統(tǒng)中也得到了較好的應(yīng)用，智能技術(shù)的應(yīng)用為解決供電線路上的諸多問題都提供了巨大的幫助，效果十分顯著，以下筆者在本文中主要結(jié)合供電線路上的微機繼電保護裝置應(yīng)用智能技術(shù)進行了深入的研究，智能技術(shù)的應(yīng)用將為繼電保護提供有效的幫助，對于電力安全穩(wěn)定運行也是具有深遠(yuǎn)的意義的。

1 微機繼電保護裝置概述

1.1 微機繼電保護裝置的含義

微機繼電保護裝置是由高集成度、總線不出芯片單片機、高精度電流電壓互感器、高絕緣強度出口中間繼電器、高可靠開關(guān)電源模塊等部件組成。是用于測量、控制、保護、通訊為一體化的一種新型經(jīng)濟型保護。我國電力系統(tǒng)在近年來逐漸擴大了機電保護裝置的應(yīng)用，在繼電保護功能、靈活性、穩(wěn)定性以及成本上都具比傳統(tǒng)的機電保護裝置更具有優(yōu)勢。

1.2 微機繼電保護裝置運行原理

微機繼電保護裝置的主要功能在于對供電線路進行保護，尤其是供電線路故障時的快速斷電、過負(fù)荷的自動合閘等。在工作過程中微機繼電保護裝置將線路上的強電流和高壓通過相裝置上的專門的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成信息反映至計算機，計算機做出準(zhǔn)確快速的處理后，通過濾波、整流的方法消除存在的干擾因素，消除對供電線路的影響。

1.3 微機繼電保護裝置運行的特征

此處所分析微機繼電保護裝置的運行特征主要是指在運行監(jiān)視系統(tǒng)中的微機繼電保護裝置程序的具體特征，因為在整個供電線路的保護上微機繼電保護裝置程序運行監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行是最重要的，也是微機繼電保護裝置區(qū)別于傳統(tǒng)的繼電保護裝置的關(guān)鍵。其特征主要表現(xiàn)在如下幾個方面：

（1）微機的CPU與系統(tǒng)有固定時間間隔的交流，[1]通過兩者之間的交流能夠確定的是微機繼電保護裝置運行監(jiān)控系統(tǒng)處于正常運行的工作狀態(tài)；

（2）微機繼電保護裝置具有獨立運行機制，雖然成為微機繼電保護裝置，但是在運行程序上基本不要計算機；

（3）微機繼電保護裝置的系統(tǒng)復(fù)位功能強大，在運行中的計算CPU會在固定間隔的時間自動發(fā)出脈沖信號，將處于穩(wěn)定狀態(tài)下的系統(tǒng)觸發(fā)到暫穩(wěn)狀態(tài)，當(dāng)CPU進入死循環(huán)狀態(tài)時，微機繼電保護裝置的程序通過識別能夠快速的做出反應(yīng)使得系統(tǒng)得以復(fù)位，從而使CPU恢復(fù)到正常穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

2 微機繼電保護裝置的采樣計算分析方法

微機繼電保護裝置的采樣方法是一種均勻的方式，但是采樣方法并不是同步的，即采樣過程與微機繼電保護裝置系統(tǒng)的運行并不是同步的，雖然不要求同步，但是采樣需要保證間隔時間的相同。對于采樣數(shù)據(jù)的計算采用的是直接有效的計算方法，也成為面積算法，面積算法能夠最大限度的確保微機繼電保護裝置的快速反應(yīng)，尤其是在故障發(fā)生時能夠最短時間內(nèi)做出反應(yīng)。實踐中面積算法也體現(xiàn)出了其優(yōu)勢，特別是在準(zhǔn)確性上，因為面積算法能夠消除大部分的干擾信號，同時由于采用的是非同步的采樣方法，也無需考慮同步問題，面積算法在硬件要求上也是相對簡單易行的?？傊娣e算法體現(xiàn)的是計算機高速、精準(zhǔn)的特點，通過面積算法的應(yīng)用微機繼電保護裝置中的核心CPU運行效率也有了較大幅度的提高，因此面積算法是一種既準(zhǔn)確又快速的采樣計算分析方法。

3 微機繼電保護裝置的抗干擾對策

在供電線路的繼電保護問題上，穩(wěn)定性和可靠性是最重要的要求，目前影響供電線路穩(wěn)定性和可靠性的因素主要是來自于不同方面的各種電磁干擾，要想實現(xiàn)對供電線路的有效繼電保護就要對電磁干擾進行強有力的抗干擾保護，通過提高保護裝置的抗干擾能力來提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

3.1 光電耦合及出口電路的閉鎖

在傳統(tǒng)的繼電保護中經(jīng)常會由于誤動作的出現(xiàn)引起各種問題，防止保護中的誤動作產(chǎn)生十分必要，筆者認(rèn)為最有效的對策就是在信號輸出端、輸入端設(shè)置與非門，要保證要在與非門的兩個輸入/出端都滿足條件的前提下，才能去頂光電器件發(fā)出信號。光光電耦合能夠切斷繼電保護裝置與外界的直接聯(lián)系，對于裝置的抗干擾能力是一個很大的提升。

3.2 自動性的電路恢復(fù)

以上提到防止誤動作的出現(xiàn)是微機繼電保護裝置的抗干擾的關(guān)鍵點之一，因此在機電保護裝置的運行程序出現(xiàn)問題時，利用系統(tǒng)中的硬件電路將其進行復(fù)位，來防止誤動作的發(fā)生時十分有意義的。這就需要在硬件電路設(shè)計中進行科學(xué)合理的復(fù)位設(shè)計，來保證實現(xiàn)干擾不會引起微機的工作失誤。目前較為實用的設(shè)計就是設(shè)計兩個延時電路、一個與非門和一個驅(qū)動器。

3.3 RC低通濾波器

RC低通濾波器能夠?qū)崿F(xiàn)微機繼電保護裝置的抗干擾效果，但是需要注意的是在具體的參數(shù)選擇設(shè)定上要符合供電線路的具體情況和微機繼電保護裝置的參數(shù)，否則極易出現(xiàn)嚴(yán)重的后果。要在滿足能夠過濾掉高頻信號并且保留所需要的頻率信號的條件下，還要防止信號的混疊和采樣頻率過高。一般來說，采樣應(yīng)當(dāng)在次數(shù)較低的基礎(chǔ)上，符合采樣的定理要求，并降低對硬件的速度要求，這樣才能夠使硬件電路更為簡便快捷、經(jīng)濟儉省的實現(xiàn)抗干擾功能。

以上所述的RC低通濾波器具有諸多方面的優(yōu)點,但是在與數(shù)字濾波器相比下它在某些方面存在著不足,但是鑒于當(dāng)前電力系統(tǒng)運行的條件下，時間和軟件程序上都還不滿足適用數(shù)字濾波器的條件,因此筆者認(rèn)為當(dāng)前階段還是應(yīng)當(dāng)采用RC低通濾波器。[2]

此外，在智能技術(shù)發(fā)展中用先進的軟件技術(shù)方法也能夠強化微機繼電保護裝置的抗干擾能力，例如可以在程序中安裝一些自動檢測的軟件程序等。

4 結(jié)語

微機繼電保護裝置是現(xiàn)代電力系統(tǒng)中對供電線路進行有效保護的一種新型保護裝置，微機繼電保護裝置具有智能技術(shù)的特色，能夠精確、快速的對供電線路中出現(xiàn)的各種各樣的問題作出計算處理和反應(yīng)，從而形成對供電線路的有效保護。微機繼電保護裝置的應(yīng)用對于提高供電線路的安全穩(wěn)定性和可靠性具有重要的作用，對于減少供電線路中的事故發(fā)生，提高供電服務(wù)水平和供電質(zhì)量也具有重要的意義，是實踐中十分具有價值的一項技術(shù)，也十分有必要進行更加深入的研究。

［1］李寶軍.供電線路中微機繼電保護裝置的相關(guān)研究[J].黑龍江科學(xué),2014(02):204.

［2］方明.對供電線路微機繼電保護裝置的研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2012,33(13):209.