35kV變電站微機(jī)繼電保護(hù)探析

【摘要】隨著電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，35kV變電站作為電網(wǎng)的重要組成部分，其繼電保護(hù)好壞對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)的正常運(yùn)行及供電企業(yè)的發(fā)展有著不可或缺的作用?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得傳統(tǒng)的繼電保護(hù)技術(shù)、裝置已經(jīng)無(wú)法滿足35kV變電站的運(yùn)行及供電企業(yè)發(fā)展需要，先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)設(shè)備正在融入35kV變電站的繼電保護(hù)中?；诖耍疚木?5kV變電站微機(jī)繼電保護(hù)進(jìn)行分析與探討。

【關(guān)鍵詞】35kV變電站；微機(jī)繼電保護(hù)；優(yōu)點(diǎn)；構(gòu)成；應(yīng)用

35kV變電站繼電保護(hù)的作用是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)繼電保護(hù)自動(dòng)消除故障或是發(fā)出警告，以便電力工作人員及時(shí)處理故障，從而達(dá)到保證35kV變電站正常運(yùn)行的目的。微機(jī)繼電保護(hù)是一種新型的繼電保護(hù)結(jié)構(gòu)，相較于傳統(tǒng)繼電保護(hù)結(jié)構(gòu)，具有較多優(yōu)點(diǎn)，在35kV變電站中應(yīng)用微機(jī)繼電保護(hù)，具有十分重要的意義。

1.微機(jī)繼電保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)概述

第一，性能穩(wěn)定，可靠性高。微機(jī)繼電保護(hù)是以微型計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算能力作為基礎(chǔ)，對(duì)對(duì)電力系統(tǒng)是否正常運(yùn)行進(jìn)行判據(jù)，其數(shù)字元件所具有的特性受各種因素影響較小，例如溫差變化、使用年限、電源波動(dòng)等，具有性能穩(wěn)定，可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。

第二，動(dòng)作正確率高。相較于傳統(tǒng)的繼電保護(hù)，微機(jī)繼電保護(hù)具有一定的特性，能夠?qū)崿F(xiàn)故障分量保護(hù)、狀態(tài)預(yù)測(cè)、自動(dòng)控制等手段，將這些手段應(yīng)用到繼電保護(hù)中，能夠極大的提高動(dòng)作正確率。

第三，容易獲取附加功能。微機(jī)繼電保護(hù)即是利用微型計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電的保護(hù)，通過(guò)配置相關(guān)輔助設(shè)備，例如打印機(jī)、顯示屏等，并進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，能夠輕松獲取有關(guān)電力系統(tǒng)故障的信息情況，例如故障錄波、波形分析等，從而為電力部門(mén)處理電力系統(tǒng)故障提供了重要的依據(jù)。

第四，靈活性較強(qiáng)。微機(jī)繼電保護(hù)能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)故障狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)并進(jìn)行自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)界面，不僅為維護(hù)調(diào)試提供了便利，還減少了故障處理時(shí)間，提高了故障處理效率。通過(guò)對(duì)微機(jī)繼電保護(hù)的運(yùn)行情況進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)表明，能夠利用微機(jī)中的相關(guān)軟件在現(xiàn)場(chǎng)改變繼電保護(hù)的特性以及結(jié)構(gòu)。此外，微機(jī)繼電保護(hù)還具有串行通信功能，能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控[1]。

2.傳統(tǒng)電磁式繼電保護(hù)的弊端

（1）占的空間大，安裝不方便。

（2）采用的繼電器觸點(diǎn)多，大大降低了保護(hù)的靈敏度和可靠性。

（3）調(diào)試、檢修復(fù)雜，一般要停電才能進(jìn)行，影響正常生產(chǎn)。

（5）使用壽命太短，由于繼電器線圈的老化直接影響保護(hù)的可靠動(dòng)作。

（6）繼電器保護(hù)功能單一，要安裝各種表計(jì)才能觀察實(shí)時(shí)負(fù)荷。

（7）數(shù)據(jù)不能遠(yuǎn)方監(jiān)控，無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

（8）繼電器自身不具備監(jiān)控功能，當(dāng)繼電器線圈短路后，不到現(xiàn)場(chǎng)是不能發(fā)現(xiàn)的。

（9）繼電器保護(hù)是直接和電器設(shè)備連接的，中間沒(méi)有光電隔離，容易遭受雷擊。

（10）常規(guī)保護(hù)已經(jīng)逐漸淘汰，很多繼電器已經(jīng)停止生產(chǎn)。

3.結(jié)合某變電站改造實(shí)例分析35kV變電站微機(jī)繼電保護(hù)應(yīng)用

某變電站改造傳統(tǒng)電磁式繼電保護(hù)時(shí)，兩臺(tái)主變的差動(dòng)電流速斷保護(hù)選用CAT221微機(jī)保護(hù)裝置，兩臺(tái)主變的高、低壓后備保護(hù)裝置選用CAT211微機(jī)保護(hù)，兩路35kV電源進(jìn)線選用RCS—9613微機(jī)繼電保護(hù)，監(jiān)控平臺(tái)選用iES—SL300微機(jī)保護(hù)監(jiān)控，具體改造過(guò)程如下。

3.1主變保護(hù)裝置的改造

3.1.1主變的差動(dòng)電流速斷保護(hù)

CAT221微機(jī)保護(hù)裝置的工作方式為兩個(gè)CPU（一個(gè)測(cè)控CPU，一個(gè)保護(hù)CPU）共同運(yùn)行的方式。由于是兩個(gè)CPU共同運(yùn)行，所以采集數(shù)據(jù)的CPU插件也有兩個(gè)，且是獨(dú)立回路，利用串行通信的方式實(shí)現(xiàn)信息交換，即便發(fā)生通信故障，也不會(huì)對(duì)保護(hù)動(dòng)作產(chǎn)生影響。測(cè)控CPU的功能較多，主要包括實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊、完成人機(jī)界面、對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行采集、控制主變中性點(diǎn)接地等。保護(hù)CPU的主要功能就是進(jìn)行保護(hù)。CAT221微機(jī)保護(hù)裝置中的顯示屏幕為液晶顯示屏，通過(guò)液晶顯示屏能夠?qū)崿F(xiàn)在線對(duì)所有開(kāi)關(guān)量、輸入交流量、整定值以及歷史記錄進(jìn)行查看的功能。利用相關(guān)軟件能夠合理調(diào)整交流量精度，具體操作由微機(jī)裝置中的鍵盤(pán)以及顯示界面來(lái)完成。

3.1.2主變高、低壓側(cè)后備保護(hù)

選用CAT211微機(jī)保護(hù)裝置，具有主變高、低壓側(cè)速斷、過(guò)負(fù)荷、過(guò)流等保護(hù)功能。其主要功能是準(zhǔn)確提供交直流模擬量、采集脈沖量、開(kāi)關(guān)量，為主變高、低壓后備保護(hù)提供便利。其保護(hù)功能還可以為主變單側(cè)斷路器提供手動(dòng)和遙控分合控制。主變高、低壓后備保護(hù)中，CAT211微機(jī)保護(hù)裝置所具有的保護(hù)功能還能針對(duì)主變單側(cè)斷路器情況分別提供手動(dòng)和遙控分合控制兩種手段。主變高、低壓側(cè)后備保護(hù)中，CAT211微機(jī)保護(hù)裝置的保護(hù)功能不僅表現(xiàn)為對(duì)復(fù)合電壓閉鎖的三段過(guò)流保護(hù)、母線充電保護(hù)以及三段過(guò)負(fù)荷保護(hù)功能，還能表現(xiàn)為對(duì)零序過(guò)壓發(fā)信、母線PT斷線判別以及控制回路斷線判別的功能。

3.2電源線微機(jī)繼電保護(hù)

RCS—9613微機(jī)繼電保護(hù)的主要功能是同時(shí)對(duì)兩路35kV電源光纖縱差、過(guò)流、過(guò)負(fù)荷以及定時(shí)限速斷進(jìn)行保護(hù)。在35kV變電站電源線繼電保護(hù)方面選用RCS—9613微機(jī)繼電保護(hù)具有眾多優(yōu)點(diǎn)：性能穩(wěn)定、可靠性高、動(dòng)作快速；操作回路靈活、適應(yīng)機(jī)構(gòu)廣；選配插件充分滿足現(xiàn)場(chǎng)需要；全封閉機(jī)箱有效隔離強(qiáng)弱電；抗干擾能力強(qiáng)；對(duì)外電磁輻射符合標(biāo)準(zhǔn)；事件報(bào)告處理功能完善等。RCS—9613微機(jī)繼電保護(hù)功能主要表現(xiàn)為以下方面：對(duì)短線路光纖縱差進(jìn)行保護(hù)；對(duì)零序過(guò)流進(jìn)行保護(hù)；對(duì)三段式的定時(shí)限方向過(guò)流進(jìn)行保護(hù)；對(duì)一段定值分別獨(dú)立整定的合閘加速進(jìn)行保護(hù)；對(duì)低周減載進(jìn)行保護(hù)等。

3.3監(jiān)控平臺(tái)的微機(jī)繼電保護(hù)

iES—SL300微機(jī)繼電保護(hù)中的軟件系統(tǒng)包括5種模塊：數(shù)據(jù)庫(kù)編輯模塊、通訊服務(wù)器模塊、圖形繪制模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器模塊、人機(jī)對(duì)話模塊。其中數(shù)據(jù)庫(kù)編輯模塊和通訊服務(wù)器模塊相配合能夠完成網(wǎng)絡(luò)RTU；而其余三種模塊相配合能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)保護(hù)功能提供重要的支持。以上5種模塊共同配合就具備變電站監(jiān)控通訊和保護(hù)功能。在35kV變電站中iES—SL300微機(jī)繼電保護(hù)具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：第一，硬件處理能力強(qiáng)、運(yùn)行速度快、穩(wěn)定性高；第二，軟件運(yùn)行穩(wěn)定、功能擴(kuò)展性好；第三，完備的通訊功能，支持多種通訊方式，例如串行通訊、總線通訊、以太網(wǎng)通訊等方式；第四，滿足現(xiàn)代化變電站運(yùn)行要求，能實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班變電站正常運(yùn)行。第五，傳統(tǒng)電磁式繼電保護(hù)裝置接線繁瑣、機(jī)械觸點(diǎn)多的問(wèn)題得到解決。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文對(duì)35kV變電站微機(jī)繼電保護(hù)進(jìn)行了分析與探討，具有非常重要的意義。35kV變電站是否正常運(yùn)行對(duì)于我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人民日常生產(chǎn)生活有著嚴(yán)重的影響，加強(qiáng)35kV變電站繼電保護(hù)，并大力引進(jìn)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)、設(shè)備，能夠?yàn)?5kV變電站的正常運(yùn)行提供可靠的保障。

參考文獻(xiàn)

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