礦區(qū)變電所微機(jī)保護(hù)改造分析
——以新一變電所為例

黑龍江誠(chéng)基水電熱力有限公司 陶憲常

礦區(qū)變電所微機(jī)保護(hù)改造分析
——以新一變電所為例

黑龍江誠(chéng)基水電熱力有限公司 陶憲常

一、新一變電所微機(jī)保護(hù)改造工程簡(jiǎn)介

新一變電所隸屬黑龍江省鶴崗誠(chéng)基水電熱力有限責(zé)任公司，主要負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)新一煤礦及周邊區(qū)域供電。該所使用的是電磁式繼電保護(hù)裝置，運(yùn)行維護(hù)工作量大且維護(hù)成本高，接線復(fù)雜，可靠性差，整定值偏差大；繼電器接點(diǎn)易卡死、斷線，接點(diǎn)接觸不良；故障和異常情況時(shí)其準(zhǔn)確性和可靠性較低，直接威脅電氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

該公司經(jīng)過(guò)認(rèn)真論證、研究，決定采用先進(jìn)的微機(jī)保護(hù)裝置替代電磁保護(hù)裝置。改造工程包含備自投、所用電、6 kV和10 kV饋線、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線、分段、母聯(lián)、主變保護(hù)等的改造，目前已全部安裝調(diào)試完畢并投入運(yùn)行，運(yùn)行狀況良好，設(shè)備性能穩(wěn)定。在幾次系統(tǒng)故障中均可靠動(dòng)作，完全達(dá)到改造的預(yù)期效果。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

變電所微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)配置方案網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 變電所微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)配置方案網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

由圖1可知，系統(tǒng)主要分為兩部分：一部分是由微機(jī)監(jiān)控保護(hù)裝置、微機(jī)監(jiān)控裝置及其他智能設(shè)備等組成的下位系統(tǒng)；另一部分由計(jì)算機(jī)、通訊機(jī)等后臺(tái)系統(tǒng)等組成的上位系統(tǒng)（也叫工作站）。工作站采用PC機(jī)和人機(jī)界面軟件，稱為“站控機(jī)”。新一變電站采用2臺(tái)站控機(jī)、1臺(tái)五防機(jī)設(shè)計(jì),以保證工作站的可靠性及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳、遠(yuǎn)方監(jiān)控。變電所微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的主要任務(wù)是對(duì)上述設(shè)備進(jìn)行保護(hù)和遠(yuǎn)程監(jiān)控。其主要功能如下。

1.保護(hù)。技能從電網(wǎng)中迅速切除故障設(shè)備和線路。

2. 遙測(cè)。包括測(cè)量各設(shè)備的電壓、電流、功率等參數(shù)以及刀閘位置、開(kāi)關(guān)狀態(tài)量、變壓器油溫等。

3.遙信。包括開(kāi)關(guān)、斷路器位置、事故跳閘總信號(hào)、預(yù)告信號(hào)、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)和異常信號(hào)、系統(tǒng)各工作站狀態(tài)信號(hào)、直流系統(tǒng)信號(hào)、設(shè)備狀態(tài)、保護(hù)動(dòng)作信息等。

4.遙控。包括開(kāi)關(guān)量輸出、斷路器的閉合和斷開(kāi)等。

5.遙調(diào)。包括變壓器分接頭調(diào)整，系統(tǒng)電量、頻率、功率因數(shù)、保護(hù)定值調(diào)整等。

6.站監(jiān)控和管理。包括報(bào)警、歷史記錄、報(bào)表打印、順序故障記錄（SOE）、故障錄波等。

7.與調(diào)度中心計(jì)算機(jī)通訊。

8.實(shí)現(xiàn)微機(jī)五防閉鎖功能。

三、系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)原則

1. 變電所設(shè)計(jì)改造時(shí)，下位系統(tǒng)各裝置和工作站計(jì)算機(jī)設(shè)備應(yīng)相互獨(dú)立。下位系統(tǒng)各裝置完成的功能不依賴通訊網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)中任何裝置的局部故障不會(huì)影響其他裝置的正常工作。

2. 嚴(yán)格遵循監(jiān)控、保護(hù)、通訊相互獨(dú)立配置的原則，以保證監(jiān)控功能萬(wàn)一出現(xiàn)異常情況時(shí)保護(hù)功能獨(dú)立發(fā)揮作用。

3. 系統(tǒng)采用模塊化、分布式結(jié)構(gòu)。全部裝置應(yīng)集中組屏，以簡(jiǎn)化二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，節(jié)省復(fù)雜的電纜帶來(lái)的大量設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)工作，縮短施工投運(yùn)周期。

4. 通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)化軟硬件組成，以滿足今后計(jì)算機(jī)高速發(fā)展的需求，其兼容性、擴(kuò)充性、互換性要好。

5. 系統(tǒng)采用信號(hào)隔離技術(shù)，軟、硬件濾波，還要有防雷擊、屏蔽接地等一系列抗干擾措施。

6. 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用開(kāi)放性的設(shè)計(jì)思想，能將與通訊協(xié)議不同的其他設(shè)備（如智能電度表、小電流接地選線裝置、五防閉鎖裝置等）的信息接入微機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)。

7. 系統(tǒng)具有功能較強(qiáng)的人機(jī)對(duì)話接口及全漢化的友好界面，系統(tǒng)畫(huà)面、打印、組態(tài)方便，既可召喚打印亦可實(shí)時(shí)打印。

四、保護(hù)改造的實(shí)際問(wèn)題

1. 因該變電所負(fù)荷的特殊性，不能采用全停電方式進(jìn)行安裝改造，只能根據(jù)實(shí)際情況采取分段、分路停電的方式進(jìn)行改造。因此，由于保護(hù)屏的布置方式不同，在安裝時(shí)，有整屏全停電的，也有部分停電的，這就需要在安全措施上特別注意。

2. 原保護(hù)二次回路較亂，回路之間過(guò)線較多，情況較為復(fù)雜。因此，改造前一定要查清回路，尤其是回路之間的過(guò)線等，保證將回路的電斷開(kāi)，保證未過(guò)渡保護(hù)單元不能失電。

3. 為防止計(jì)算機(jī)故障時(shí)無(wú)法操作被控設(shè)備，在設(shè)計(jì)上要保留人工直接跳、合閘手段，確保這兩種控制方式之間能互相切換、相互閉鎖。

五、工程施工要求

1. 施工前制訂詳細(xì)的組織措施、技術(shù)措施、安全措施及危險(xiǎn)點(diǎn)和施工方案，要組織相關(guān)人員討論學(xué)習(xí)。

2. 施工時(shí)必須依照有關(guān)電力安全規(guī)定辦理開(kāi)工手續(xù)，辦好工作票，做好安全措施，嚴(yán)格執(zhí)行工作票制、工作許可制、工作監(jiān)護(hù)制以及工作間斷、轉(zhuǎn)移、終結(jié)制度。施工中嚴(yán)禁違章指揮、違章作業(yè)、違章施工。施工人員穿戴好電氣防護(hù)用品，保證施工安全。

3. 施工必須符合電氣設(shè)備安裝驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定。施工完成后，調(diào)試設(shè)備與運(yùn)行生產(chǎn)系統(tǒng)聯(lián)系，并使用經(jīng)審定批準(zhǔn)的試驗(yàn)方案或試送電方案，保證安全生產(chǎn)。

4. 施工中所有施工器具、材料、設(shè)備等，必須與帶電運(yùn)行的設(shè)備保持安全距離。施工時(shí)應(yīng)按施工方案進(jìn)行，做好人員分配，保證現(xiàn)有工作秩序，做好安全監(jiān)護(hù)。

六、微機(jī)保護(hù)的選型

在100 kV以下變電所微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)裝置改造工程中，一般選用國(guó)產(chǎn)微機(jī)保護(hù)裝置。國(guó)外微機(jī)保護(hù)裝置雖然技術(shù)先進(jìn)，產(chǎn)品集成化程度高，但是基本上是英文版界面，維護(hù)調(diào)試不方便，其生產(chǎn)的微機(jī)保護(hù)裝置產(chǎn)品主要運(yùn)用于大型發(fā)電廠和超高壓變電站，許多保護(hù)原理及性能不適應(yīng)國(guó)內(nèi)110 kV以下電氣系統(tǒng)的保護(hù)配置實(shí)際和需求。并且價(jià)格高，安裝后維護(hù)、售后服務(wù)都不方便。

國(guó)內(nèi)微機(jī)保護(hù)裝置主要是引進(jìn)國(guó)外微機(jī)保護(hù)裝置技術(shù)，對(duì)其消化吸收后，針對(duì)國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)特點(diǎn)自行開(kāi)發(fā)，適應(yīng)國(guó)內(nèi)電網(wǎng)需求，且售后服務(wù)方便。國(guó)產(chǎn)微機(jī)保護(hù)裝置以較高的可靠性、很好的適應(yīng)性、先進(jìn)的技術(shù)性能及良好及時(shí)的售后服務(wù)，成為變電所電磁保護(hù)裝置的最佳改造裝置。