基于電力系統(tǒng)中微機(jī)繼電保護(hù)裝置運(yùn)用分析

蘇泉

（國網(wǎng)灌云縣供電公司 江蘇省灌云縣 222200）

電力系統(tǒng)中應(yīng)用微機(jī)繼電保護(hù)裝置，一方面能促進(jìn)電力系統(tǒng)整體運(yùn)行維護(hù)水平的提高；另一方面提高及時(shí)有效地保護(hù)動(dòng)作，可以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，保證電力運(yùn)行效率，在電力行業(yè)發(fā)展過程中發(fā)揮著不可取替的重要作用。

1 簡析微機(jī)繼電保護(hù)優(yōu)勢

和普通繼電保護(hù)裝置相比，不僅微機(jī)繼電保護(hù)裝置的性能相對可靠，方便調(diào)試與維護(hù)，而且使用靈活能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。在實(shí)際運(yùn)行微機(jī)繼電保護(hù)裝置時(shí)，提高程序?qū)ζ浔Ｗo(hù)動(dòng)作進(jìn)行控制，讓擁有出色的穩(wěn)定性。另外，微機(jī)繼電保護(hù)還具備判斷、分析以及自我診斷等能力，可以自動(dòng)識(shí)別與排除外界干擾，自動(dòng)檢測自身硬件出現(xiàn)的異常情況，其性能方面也十分可靠。通過相應(yīng)的軟件編程可以讓微機(jī)繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)各類復(fù)雜功能，在調(diào)試軟硬件時(shí)僅需通過簡單操作便可以完成試驗(yàn)，在一定程度上減少了運(yùn)行維護(hù)工作量。該裝置具備很多功能特性這主要是依靠軟件邏輯設(shè)計(jì)而實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)也讓其針對各種電力系統(tǒng)功能要求能良好適應(yīng)。與此同時(shí)，具備串行通訊功能的微機(jī)繼電保護(hù)裝置，能和變電站微機(jī)監(jiān)控中心進(jìn)行實(shí)時(shí)性通信，一方面可以集中管理與共享信息，另一方可依托遠(yuǎn)程操作開展維護(hù)運(yùn)工作。

2 簡析微機(jī)繼電保護(hù)裝置功能特征

（1）單機(jī)操作相對便利，而且能通過雙操作連接電腦運(yùn)行，基于Windows 平臺(tái)系統(tǒng)開展各種較高自動(dòng)化水平和大型復(fù)雜的校驗(yàn)工作，對測試數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)并呈現(xiàn)矢量圖，依據(jù)具體情況出示故障波形，而且能夠聯(lián)機(jī)打印報(bào)表。

（2）微機(jī)繼電保護(hù)裝置擁有3 相電流4 相電壓輸出的特征，可以有利于實(shí)現(xiàn)各種組合輸出，也方便對各類保護(hù)進(jìn)行試驗(yàn)。

（3）豐富的開關(guān)量接點(diǎn)，針對繼電保護(hù)測試設(shè)備接點(diǎn)輸出有2 對，接點(diǎn)輸入有7 路[1]。其中輸入接點(diǎn)是空接點(diǎn)以及0-250V 的接點(diǎn)兼容；而且裝置的自我保護(hù)結(jié)構(gòu)具有良好的散熱性，自身也擁有多種完善的保護(hù)舉措及電源軟啟動(dòng)，整體上來看性價(jià)比較高。

3 微機(jī)繼電保護(hù)裝置主要算法運(yùn)用分析

微機(jī)保護(hù)裝置依據(jù)AD 轉(zhuǎn)換器所提供對輸入電氣量進(jìn)行采樣得到的數(shù)據(jù)，展開運(yùn)算、分析與判斷，由此實(shí)現(xiàn)各類繼電保護(hù)功能的辦法被稱之為算法。有關(guān)算法，其是微機(jī)保護(hù)的一個(gè)研究重點(diǎn)，現(xiàn)階段提出的算法種類有很多。對于不同的算法，分析與評(píng)價(jià)優(yōu)劣程度的標(biāo)準(zhǔn)為速度及精度。針對速度，主要包括以下要求：首先采樣點(diǎn)數(shù)的要求；其次運(yùn)算工作最快?？蓪?shí)際上精度與速度是一對矛盾體，若想實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)計(jì)算，則通常會(huì)通過較多采樣點(diǎn)與進(jìn)行大量的計(jì)算。

3.1 微分方程算法

圖1：過負(fù)荷保護(hù)邏輯示意圖

其所建立的基礎(chǔ)是線路的簡化模型，將輸電線的分布電容作用忽略掉，這樣會(huì)造成相應(yīng)的計(jì)算誤差，尤其是在高頻條件下，分布電容具有較小容抗，會(huì)出現(xiàn)更大的計(jì)算結(jié)果誤差。但實(shí)際情況是，因?yàn)殡妷杭半娏骰ジ衅?、變換器等信號(hào)傳送的影響，電壓信號(hào)、電流信號(hào)進(jìn)入計(jì)算機(jī)時(shí)會(huì)產(chǎn)生畸變，由此引發(fā)計(jì)算誤差，特別是衰減的非周期分量等影響因素，不僅會(huì)進(jìn)一步突出畸變，而且會(huì)增大誤差。所以，在實(shí)際使用微分方程算法時(shí)，應(yīng)該配合數(shù)字濾波器應(yīng)用。

3.2 半周積分法

這種方法的運(yùn)算相對簡單，可是無法保證計(jì)算精度，數(shù)據(jù)窗的長度需要10ms[2]。而且因?yàn)樵撍惴ǖ倪\(yùn)算相對有限，能夠使用簡單的硬件來實(shí)現(xiàn)。針對沒有過高計(jì)算精度要求的電壓、電流保護(hù)能采取此算法。

4 簡析微機(jī)繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

4.1 安裝調(diào)試

現(xiàn)階段因?yàn)槔^電保護(hù)裝置的廣泛涉及范圍，則需要在實(shí)際調(diào)試時(shí)，應(yīng)讓設(shè)備可以有效配合與協(xié)調(diào)繼電保。錄入的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)應(yīng)在安裝調(diào)試過程中保證較高準(zhǔn)確性，且要對各個(gè)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試。通過80%額定電壓校驗(yàn)新進(jìn)行安裝的繼電保護(hù)裝置，并且全部裝置均應(yīng)該進(jìn)行整租模擬與傳動(dòng)試驗(yàn)，以此為安全運(yùn)轉(zhuǎn)提供保障。除此之外，繼電保護(hù)裝置應(yīng)針對其電源電壓進(jìn)行良好接地處理，且裝置避雷針從而強(qiáng)化其抵抗雷擊的能力。

4.2 選型設(shè)計(jì)

在運(yùn)行電力系統(tǒng)的過程中，因?yàn)槠渲欣^電保護(hù)裝置所發(fā)揮的作用十分重要，所以針對繼電保護(hù)裝置提出的要求較高。在具體應(yīng)用時(shí)，應(yīng)該著眼整體大局設(shè)計(jì)微機(jī)繼電保護(hù)裝置的造型，而且要嚴(yán)格把控每一環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，確保該裝置可以在電力系統(tǒng)有效安全地運(yùn)轉(zhuǎn)。在造型過程中，一方面應(yīng)保證微機(jī)繼電保護(hù)裝置可以滿足技術(shù)專業(yè)性與設(shè)計(jì)客觀性要求，另一方面還應(yīng)具備較長使用時(shí)間與穩(wěn)定可靠的性能，由此才會(huì)盡可能滿足現(xiàn)階段電力系統(tǒng)的各種運(yùn)行要求[3]。

4.3 檢修工作

及時(shí)檢修機(jī)繼電保護(hù)裝置十分重要，能為其可靠運(yùn)行提供保障。在實(shí)際檢修工作中應(yīng)對檢修結(jié)果詳細(xì)記錄，明確發(fā)生故障的具體原因，而且要提出相應(yīng)的解決措施，保證繼電保護(hù)裝置可以為電力系統(tǒng)提供更好的服務(wù)。在實(shí)際檢修工作中應(yīng)對每個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格檢查，保證故障維修可以一次到位，從而實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

4.4 運(yùn)行維護(hù)和驗(yàn)收投運(yùn)

在電力系統(tǒng)中有關(guān)微機(jī)繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用，在驗(yàn)收環(huán)節(jié)，提供保護(hù)整組傳動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)觀測，而且要強(qiáng)化針對其搖控、遙測、遙控以及遙信等有關(guān)功能的操作管理，從而保證設(shè)備可以照常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。投入運(yùn)行后的設(shè)備，應(yīng)進(jìn)一步分析其驗(yàn)收要點(diǎn)，而且要做好重要數(shù)據(jù)資料的備份工作，由此為改造與維修后續(xù)設(shè)備提供便利。針對有關(guān)運(yùn)行人員，應(yīng)該掌握設(shè)備操作的細(xì)節(jié)與方式，確定相應(yīng)的工作流程，不斷提高專業(yè)技能水平，確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，還應(yīng)提高對設(shè)備巡檢工作的重視，尤其是在天氣環(huán)境相對惡劣的條件下，應(yīng)對工作進(jìn)度與計(jì)劃及時(shí)調(diào)整，將不利因素的影響降至最低。

5 簡析微機(jī)繼電保護(hù)裝置常見故障及其處理措施

5.1 常見故障

（1）元器件損壞是微機(jī)繼電保護(hù)裝置當(dāng)中的常見故障。該故障產(chǎn)生的主要原因是較長的工作時(shí)間，較高的使用頻率，從而致使內(nèi)部負(fù)荷偏大引發(fā)的元器件損壞。如果元器件遭到損壞會(huì)出現(xiàn)跳閘等現(xiàn)象，對電力系統(tǒng)安全運(yùn)行造成直接影響。

（2）定值整定錯(cuò)誤也是常見的一種微機(jī)繼電保護(hù)裝置故障，這和工作人員之間密切相關(guān)。裝置工作狀態(tài)的主要衡量依據(jù)是繼電保護(hù)裝置數(shù)值，工作人員應(yīng)該依據(jù)時(shí)間做好定期查看與記錄工作，如果在這個(gè)過程中出現(xiàn)時(shí)間查看、記錄錯(cuò)誤等均容易直接造成整個(gè)定值錯(cuò)誤，進(jìn)而對順利運(yùn)行繼電保護(hù)裝置造成影響。

（3）插件絕緣與抗干擾問題，主要表現(xiàn)是在系統(tǒng)運(yùn)行中干擾微機(jī)保護(hù)。有無線通信設(shè)備出現(xiàn)在設(shè)備保護(hù)屏附近，會(huì)導(dǎo)致微機(jī)保護(hù)裝置發(fā)出元件誤動(dòng)作。主要是由于微機(jī)保護(hù)裝置自身特點(diǎn)導(dǎo)致的，該中故障會(huì)嚴(yán)重影響到微機(jī)繼電保護(hù)裝置性能，降低其運(yùn)行效率。

（4）在微機(jī)繼電保護(hù)裝置常見故障中，還有一個(gè)就是中接線錯(cuò)誤[4]。若電力運(yùn)行過程中存在接線錯(cuò)誤，通常需要在檢驗(yàn)與調(diào)試新裝電路后才會(huì)被發(fā)現(xiàn)，因?yàn)榫€路自身的復(fù)雜性具有較大的處理難度，所以在微機(jī)繼電保護(hù)裝置的各種常見故障中，該故障的解決較為麻煩。

5.2 處理措施

（1）對于裝置常見故障，應(yīng)與實(shí)際情況相結(jié)合做好相應(yīng)的處理，這也是確?？茖W(xué)合理使用微機(jī)繼電保護(hù)裝置的關(guān)鍵所在。在出現(xiàn)繼電保護(hù)事故時(shí)，應(yīng)以故障信號(hào)燈為依據(jù)及時(shí)做好方案設(shè)定，并認(rèn)真對于事故發(fā)生的原因進(jìn)行設(shè)備與人為故障分析，采取及時(shí)針對的補(bǔ)救措施。例如，過負(fù)荷保護(hù)方案。如何電力線路是在過負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，其會(huì)對配電設(shè)備正常使用壽命造成損壞，若是長時(shí)間運(yùn)行極易引發(fā)電力系統(tǒng)癱瘓。因此，微機(jī)繼電保護(hù)裝置需要對線路負(fù)荷量有效監(jiān)測，當(dāng)線路過負(fù)荷運(yùn)行時(shí)若超過預(yù)設(shè)整定時(shí)間，則會(huì)發(fā)出相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作，具體如圖1 所示。

（2）和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)相結(jié)合，定期分析與整理實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，借助大數(shù)據(jù)比對設(shè)定的各種故障預(yù)防體系方案，盡可能降低發(fā)生微機(jī)繼電保護(hù)裝置故障的概率，讓運(yùn)行整個(gè)過程的質(zhì)量安全獲得充分保障。

6 提高微機(jī)繼電保護(hù)裝置使用水平的建議分析

6.1 依據(jù)具體使用要求科學(xué)設(shè)計(jì)微機(jī)軟件

由于不同的電力系統(tǒng)工程具有不同的實(shí)際工作要求，而且處于不同的工作環(huán)境中，因?yàn)槿魏我粋€(gè)微機(jī)繼電保護(hù)裝置的具體運(yùn)行及控制要求均各不相同。那么，則應(yīng)該在設(shè)計(jì)微機(jī)計(jì)算機(jī)軟件時(shí)擁有一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，即應(yīng)依據(jù)實(shí)際繼電保護(hù)裝置應(yīng)用要求對專用軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)所考慮的內(nèi)容是多方面的，囊括了整體系統(tǒng)的檢測中可能發(fā)生的問題、工作環(huán)境、干擾影響因素來源等。在對強(qiáng)制及準(zhǔn)實(shí)時(shí)任務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要切實(shí)考慮到實(shí)際操作任務(wù)的情況，在保證強(qiáng)制保障系統(tǒng)自身安全的基礎(chǔ)上，不會(huì)對系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來干擾。在要求特殊的系統(tǒng)保護(hù)中的信息判斷模塊，依據(jù)要求設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟件運(yùn)行，由此保證信息可以精準(zhǔn)判斷。在實(shí)際運(yùn)行過程中通信模塊一方面應(yīng)保證信息暢通，另一方面還要確保各種干擾對信息精確性帶來的影響。有關(guān)人機(jī)接口模塊，不僅要設(shè)計(jì)簡便操作的模式，而且要保證降低人員失誤操作的設(shè)計(jì)。以上均為降低軟件設(shè)計(jì)工作中產(chǎn)生設(shè)計(jì)缺陷而使用的對策。例如在保護(hù)系統(tǒng)時(shí)通過復(fù)算校核的檢驗(yàn)方式，能夠針對由于各類干擾對數(shù)據(jù)帶來的影響進(jìn)行校驗(yàn)，屬于一種較好的檢測數(shù)據(jù)干擾的手段。可是由于會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)計(jì)算量的增加，有可能會(huì)出現(xiàn)成保護(hù)延時(shí)的問題，這樣一來會(huì)在一定程度上影響到系統(tǒng)整體保護(hù)。因此，在設(shè)計(jì)軟件時(shí)需要結(jié)合實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行情況，再考慮是否要采取該檢測方法。

6.2 認(rèn)真對待使用環(huán)境預(yù)測及保護(hù)

針對電力系統(tǒng)的總體工作，怎樣有效降低因?yàn)檫^于復(fù)雜的使用環(huán)境而引發(fā)的問題，始終是困擾整體工作的一個(gè)重要命題。微機(jī)繼電保護(hù)裝置作為一項(xiàng)保護(hù)電力系統(tǒng)的重要措施，更是如此。例如，空氣當(dāng)中的粉塵會(huì)破壞繼電保護(hù)裝置的電子元件，從而引發(fā)短路等問題。而且部分電子設(shè)備在實(shí)際使用中形成的電磁波，也會(huì)干擾到繼電保護(hù)裝置，對裝置的數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確度造成影響[5]。而在上述影響有一些是能夠預(yù)防的，例如依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)做好防塵工作，或是在繼電保護(hù)裝置上設(shè)置防塵設(shè)備等均是有效的預(yù)防措施。

7 結(jié)束語

基于我國不斷擴(kuò)大電網(wǎng)規(guī)模，提高智能電網(wǎng)建設(shè)速度，在很大程度上促進(jìn)了微機(jī)繼電保護(hù)裝置的發(fā)展與更新?，F(xiàn)階段，該裝置的功能十分多樣，可以在對事故隱患及時(shí)防范的基礎(chǔ)上，進(jìn)行統(tǒng)一且獨(dú)立的保護(hù)及監(jiān)控，有利于全面提高繼電保護(hù)裝置的可靠性?？梢哉f，微機(jī)繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中的重要性愈發(fā)明顯，并且其也會(huì)成為未來電力系統(tǒng)發(fā)展的一大主流趨勢。