電力自動(dòng)化中微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用分析

向新圓

【摘 要】近年來，科學(xué)技術(shù)得到了飛躍式的發(fā)展，使得電力系統(tǒng)的自動(dòng)化水平越來越高。為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)得到了快速推廣，逐步取代了傳統(tǒng)的繼電保護(hù)技術(shù)?；诖?，本文針對微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)在當(dāng)前電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行論述，為相關(guān)工作人員提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】微機(jī)繼電保護(hù)；發(fā)電機(jī)組；技術(shù)

計(jì)算機(jī)的普及使用依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，在電力系統(tǒng)中為了取得更好的效果，微機(jī)繼電保護(hù)不斷應(yīng)用新的控制原理和方法。這也有助于進(jìn)一步促進(jìn)微機(jī)繼電保護(hù)的發(fā)展。與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)相比，微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)的優(yōu)越性更加明顯，因此逐漸取代傳統(tǒng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)是勢不可擋的。

1繼電保護(hù)發(fā)展的現(xiàn)狀及重要性

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展使得發(fā)電領(lǐng)域繼電保護(hù)裝置不斷地進(jìn)行更新?lián)Q代，同時(shí)，使繼電保護(hù)的性能和功能的可靠性都得到不斷的提高。繼電保護(hù)也在跟著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展步伐，已經(jīng)朝著網(wǎng)絡(luò)化、計(jì)算機(jī)化的方向發(fā)展，繼電保護(hù)在保護(hù)、測量、控制、人工智能化對和數(shù)據(jù)通信一體化等方面面臨艱巨的任務(wù)。

保證電力元件安全運(yùn)行的基本裝備就是繼電保護(hù)裝置，任何電力元件在無繼電保護(hù)的狀態(tài)下都不能運(yùn)行。繼電保護(hù)裝置的作用是保護(hù)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，對將要發(fā)生故障或者已經(jīng)發(fā)生故障的設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)制關(guān)閉，有效控制事故，確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定的運(yùn)行。繼電保護(hù)裝置能夠可靠、迅速且有選擇的切斷發(fā)生故障的電力系統(tǒng)設(shè)備的最近電路，整個(gè)的電路被獨(dú)立出來，能夠減少設(shè)備的損壞程度并確保整個(gè)的電路能夠正常運(yùn)行。故障設(shè)備的電路截?cái)嗪?，檢查和修理要馬上進(jìn)行，管理者根據(jù)繼電保護(hù)裝置提供不同的信號(hào)來辨別故障信息，處理工作就能順利進(jìn)行。

2微機(jī)繼電保護(hù)的特點(diǎn)

2.1使用靈活方便，更加優(yōu)化了人機(jī)界面

在維護(hù)調(diào)試方面，微機(jī)繼電保護(hù)表現(xiàn)更加靈活方便，維修時(shí)間得到有效縮短；而且，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，通過軟件的方法在現(xiàn)場就能改變其結(jié)構(gòu)或特性。

2.2可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控

串行通信功能也是微機(jī)繼電保護(hù)裝置所具備的，再與發(fā)電站微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的通信相結(jié)合，微機(jī)繼電保護(hù)就具備了遠(yuǎn)程監(jiān)控的特性。

2.3可靠性得到提高

數(shù)字元件具有不易受元件更換，也不易受使用年限、溫度變化、電源波動(dòng)的影響的性能，并且在自檢、巡檢的能力比較強(qiáng)，通過軟件方法來測試與檢查功能軟件本身及主要元部件工作的狀況。

2.4可以改善繼電保護(hù)的動(dòng)作特性，提高動(dòng)作準(zhǔn)確率

繼電保護(hù)的記憶力較強(qiáng)，而且可以輕易獲得那些傳統(tǒng)繼電保護(hù)不易獲得的特征與功能，故障分量的保護(hù)得到更加有效的實(shí)現(xiàn)；并且對自動(dòng)控制及新的數(shù)字理論技術(shù)不斷的進(jìn)行引入。

2.5其他的輔助功能得到方便擴(kuò)充

可以方便其他輔助功能的引入，例如：波形分析、故障錄波等，可以方便地附加低頻減載、自動(dòng)重合閘、故障錄波、故障距測、通過內(nèi)部可編程邏輯塊實(shí)現(xiàn)各種不同保護(hù)功能及備自投、開關(guān)位置信號(hào)的上傳、電流電壓實(shí)時(shí)功率的上傳等功能。

3調(diào)試及運(yùn)行

微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)調(diào)試的工作主要包括編程微機(jī)繼電保護(hù)的裝置邏輯及聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)的整定整組與校核。保護(hù)裝置一般在出廠之前都要進(jìn)行調(diào)試試驗(yàn)，只有通過試驗(yàn)合格才能出廠。但是，保護(hù)裝置的繼電器、集成電路元器件等在長途運(yùn)輸和長時(shí)間儲(chǔ)存的過程中，損害是不可避免的，因此，現(xiàn)場進(jìn)行認(rèn)真的檢查以及全面的調(diào)試是必須的。

進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試時(shí)，電源的同流控制，裝置的啟動(dòng)，正確的校核保護(hù)邏輯，計(jì)算定值要正確輸入并設(shè)定好等一定要在完成檢查并確認(rèn)其元器件完好、外部接線準(zhǔn)備正確后方可進(jìn)行。校核定值是要通過利用繼電保護(hù)試驗(yàn)儀加入電流及電壓等模擬量的模擬試驗(yàn)來進(jìn)行的。另外，保護(hù)動(dòng)作邏輯的可靠性及正確性也要進(jìn)行檢測。非電氣量的保護(hù)動(dòng)作的可靠性與正確性則可以通過短接模擬開入接點(diǎn)的檢測方法來確定。

微機(jī)繼電保護(hù)裝置的現(xiàn)場調(diào)試完成后，還必須帶斷路器進(jìn)行整組聯(lián)動(dòng)的試驗(yàn)，使跳閘回路和保護(hù)動(dòng)作的準(zhǔn)確性與可靠性得到更加全面的確保。

最后，在機(jī)組的啟動(dòng)試驗(yàn)階段，升流與升壓的試驗(yàn)一定要進(jìn)行，目的是再次認(rèn)真的檢查保護(hù)各回路電流、回路電壓的準(zhǔn)確性，保證微機(jī)繼電的保護(hù)裝置順利進(jìn)行工作。

4運(yùn)行誤區(qū)

4.1主變中性點(diǎn)改變，主變保護(hù)功能壓板投退

目前，許多發(fā)電廠的運(yùn)行規(guī)定都不夠完善，對220kV、110kV主變都實(shí)行投退兩個(gè)壓板，這種要運(yùn)行人員來回奔波投退壓板的規(guī)定，浪費(fèi)了人力資源。而使用微機(jī)主變情況就完全不一樣了，不需要投退兩個(gè)壓板，主變的運(yùn)行與中性點(diǎn)接地?zé)o關(guān)，這兩個(gè)壓板的全投對保護(hù)動(dòng)作行為不會(huì)帶來任何影響。

4.2主變旁代運(yùn)行方式

目前很多發(fā)電站大都采用的主變保護(hù)雙重化配置，即兩套獨(dú)立的主后備保護(hù)，主要是根據(jù)近年來主變保護(hù)的雙重化改造。但是，旁代的運(yùn)行仍然沿用以前的主變保護(hù)旁代的運(yùn)行規(guī)程，其運(yùn)行狀況與保護(hù)完全不相匹配。假使A和B是其中的兩套保護(hù)，A有旁代主變保護(hù)功能，B沒有。參照旁代運(yùn)行原則，非旁代主變保護(hù)退出運(yùn)行才能進(jìn)行旁代運(yùn)行，只將A保護(hù)投入。本保護(hù)將存在差流是因?yàn)锽沒有引入旁代開關(guān)CT，差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)就可能會(huì)發(fā)生，因此在后備保護(hù)無需退出的情況下，本差動(dòng)的保護(hù)會(huì)退出運(yùn)行。因?yàn)楹髠涞谋Ｗo(hù)靠本側(cè)開關(guān)CT的電流，旁代的側(cè)開關(guān)CT的電流大小是由合上旁代開關(guān)時(shí)電流的分布來判斷的，較大的波動(dòng)和保護(hù)的誤動(dòng)的存在是在所難免的。目前運(yùn)行方式規(guī)程的采取主要是防止因運(yùn)行人員缺乏認(rèn)識(shí)而造成保護(hù)壓板的誤投退。

4.3復(fù)位操作保護(hù)裝置

目前規(guī)程規(guī)定，重啟保護(hù)裝置就一定要按保護(hù)裝置復(fù)位鍵，只有解除了本裝置的出口壓板進(jìn)行才能得以繼續(xù)。雙套保護(hù)配置的如果解除了單套的保護(hù)，設(shè)備的運(yùn)行情況不會(huì)受到影響。單套的保護(hù)，例如10kV線路的保護(hù)、110kV線路的保護(hù)需要按保護(hù)復(fù)位鍵才能可以進(jìn)行保護(hù)定值切區(qū)或重啟，裝置的出口壓板則需要解除，此時(shí)設(shè)備處于無保護(hù)的狀態(tài)，此狀態(tài)要保持10s左右。這個(gè)時(shí)候，一旦發(fā)生故障，就會(huì)出現(xiàn)越級(jí)跳閘的保護(hù)，停電的范圍會(huì)擴(kuò)大。出口壓板的解除是為了確保復(fù)位保護(hù)時(shí)保護(hù)程序不會(huì)走亂或者走死，不會(huì)出現(xiàn)直接執(zhí)行保護(hù)出口程序，保護(hù)的誤動(dòng)就不會(huì)發(fā)生。其實(shí)，對于已經(jīng)十分完善的保護(hù)邏輯設(shè)置以及軟件程序設(shè)置，重啟程序的時(shí)候，軟件已經(jīng)得到閉鎖保護(hù)，因此保護(hù)出口的情況就不會(huì)出現(xiàn)。保護(hù)重啟的時(shí)間都在1s內(nèi)，這個(gè)時(shí)候就會(huì)發(fā)生故障，本線的故障也可以得到及時(shí)的切除，越級(jí)跳閘的保護(hù)就不會(huì)出現(xiàn)。因此，保護(hù)裝置的重啟，不需要解除保護(hù)出口壓板就可以直接按復(fù)位鍵，簡單省事。

4.4 220kV開關(guān)、CT改造后送電

微機(jī)母差保護(hù)本身就帶電壓閉鎖的，母差保護(hù)的差流計(jì)算不包括本間隔的CT電流，即便CT故障出現(xiàn)，也不會(huì)影響到本側(cè)的母差保護(hù)是在本間隔的母線側(cè)1G/2G刀閘均處于斷開的狀態(tài)時(shí)才存在的。另外，保護(hù)裝置雖有電壓閉鎖，但是本間隔并沒有接入到母線中，就算發(fā)生故障本站的電壓閉鎖還是關(guān)閉的，因此，隔離與母差保護(hù)不需要出現(xiàn)在改造后送電接入母差保護(hù)的二次CT回路中。

5總結(jié)語

綜上所述，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)步伐的加快及規(guī)模的日趨擴(kuò)大，要求繼電保護(hù)裝置必須逐步豐富其功能、完善其性能。為了保障電力系統(tǒng)自動(dòng)化裝備的有效應(yīng)用，采用傳統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)已經(jīng)難以實(shí)現(xiàn)有效保護(hù)，為此，電力自動(dòng)化中微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為必然之選。微機(jī)綜合保護(hù)在發(fā)電站及電力系統(tǒng)使用后，后臺(tái)監(jiān)控軟件的實(shí)時(shí)通訊得到完美的實(shí)現(xiàn)，而且在成本的節(jié)省，減少人為的誤操作，無人值守等方面的可靠保證是建立在開關(guān)的開合操作、系統(tǒng)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸和運(yùn)行方式的變化基礎(chǔ)上的。

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