電力系統(tǒng)中微機(jī)繼電保護(hù)的應(yīng)用分析

朱健丕

(廣東電網(wǎng)公司江門供電局變電管理二所，廣東 江門 529000)

引言

眼下，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工程已成為信息時(shí)代的技術(shù)支撐，使人類生產(chǎn)和社會(huì)生活的面貌發(fā)生了變化--微機(jī)繼電保護(hù)裝置就是其中的一例，實(shí)際上就是一臺(tái)高性能、多功能的計(jì)算機(jī)，是整個(gè)電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)智能終端。它能有效從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的任何信息和數(shù)據(jù)，也可將它所獲得的被保護(hù)元件的任何信息和數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)控制中心或任一終端。因此，每個(gè)微機(jī)繼電保護(hù)裝置不但可完成繼電保護(hù)功能，而且在無(wú)故障正常運(yùn)行隋況下還可完成測(cè)量、控制、數(shù)據(jù)通信功能亦即實(shí)現(xiàn)保護(hù)、控制、測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化。

1.電力系統(tǒng)中微機(jī)繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用

我國(guó)電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用比較廣泛，本文結(jié)合筆者工作實(shí)際，就以電力系統(tǒng)中微機(jī)繼電保護(hù)裝置為例談下它在某地區(qū)線路中的設(shè)計(jì)應(yīng)用。

1.1 電力系統(tǒng)中微機(jī)繼電保護(hù)裝置介紹

實(shí)際上，我們所說(shuō)的微機(jī)繼電保護(hù)裝置一般是以微處理器為基礎(chǔ)，采用數(shù)字處理的方法用不同的模塊化軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能。但是隨著我國(guó)微電子技術(shù)的發(fā)展，各種功能強(qiáng)大的微處理器及其他相關(guān)大規(guī)模集成電路器件的廣泛應(yīng)用，使得微機(jī)繼電保護(hù)裝置得到了飛速的發(fā)展，它的應(yīng)用范圍越來(lái)越大，功能也越來(lái)越大。特別是在電力系統(tǒng)中的保護(hù)功能上，采用不同的裝置可以有效地實(shí)現(xiàn)線路、變壓器、等電力設(shè)備的保護(hù)功能。不僅如此，利用微處理器強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，還能實(shí)現(xiàn)以往難以實(shí)現(xiàn)的很多保護(hù)功能

以往舊有的電磁和電磁感應(yīng)原理的保護(hù)存在動(dòng)作速度慢、靈敏度低等缺點(diǎn)，晶體管繼電保護(hù)裝置也有抗干擾能力差、判據(jù)不準(zhǔn)確，裝置本身的質(zhì)量不是很穩(wěn)定等明顯的缺點(diǎn)。但是隨著數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，微處理器和微型計(jì)算機(jī)進(jìn)入實(shí)用化的階段，微機(jī)繼電保護(hù)裝置開(kāi)始逐漸趨于實(shí)用。

1.2 電力系統(tǒng)中微機(jī)繼電保護(hù)裝置應(yīng)用

1.21 應(yīng)用地區(qū)情況。某座城市的城區(qū)共設(shè)有110 kV變電站66座，日常的運(yùn)行維護(hù)工作分屬其下屬的供電分公司變電一、二部所管理，其中變電一部管轄110 kV變電站34座，主要位于城區(qū)西面，主變壓器容量共3142MVA；變電二部管轄110kV變電站32座，主要位于城區(qū)北面，主變壓器容量共2666 MVA。全部變電站已實(shí)現(xiàn)三遙無(wú)人值班。

另外，110kV變電站采用的保護(hù)裝置類型達(dá)50余種，數(shù)量共有2071套，其中微機(jī)繼電型保護(hù)裝置1764套，集成型保護(hù)裝置72套，電磁型保護(hù)裝置235套。

筆者從有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)來(lái)看，后一年的微機(jī)繼電保護(hù)正確動(dòng)作率高于前一年的，而且在繼電保護(hù)設(shè)備數(shù)量不斷增加的情況下，保護(hù)正確動(dòng)作率一直處于較高的水平。

但是也有不正確的動(dòng)作情況。筆者從具體的數(shù)據(jù)分析得知，得出如下的結(jié)論：

1.22 元器件有故障。在我國(guó)的電力系統(tǒng)中，據(jù)筆者所知元器件故障引起保護(hù)裝置動(dòng)作不正確所占比例較大。這主要原因是廠家設(shè)備制造工藝不良和部分元器件質(zhì)量不佳。解決這種問(wèn)題除了要求廠家在質(zhì)量上嚴(yán)格把關(guān)外，還應(yīng)對(duì)保護(hù)裝置缺陷進(jìn)行長(zhǎng)期跟蹤，應(yīng)盡快將運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)、經(jīng)常出現(xiàn)不正確動(dòng)作的保護(hù)裝置列入改造計(jì)劃并督促實(shí)施；此外，我們還應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備的選型工作，以期將設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題從源頭就開(kāi)始消除。

1.23 設(shè)備的設(shè)計(jì)原理存在缺陷?，F(xiàn)在的保護(hù)裝置設(shè)計(jì)原理缺陷大致可以分為以下兩類：第一類是抗干擾能力差，比如說(shuō)某個(gè)變電站發(fā)生事故，由于本體保護(hù)非電量保護(hù)啟動(dòng)及出口回路僅由6只2 kΩ電阻和3只24V繼電器串聯(lián)組成，并沒(méi)有任何的抗干擾措施，事故時(shí)受雷電干擾導(dǎo)致了本體重瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作；第二類是保護(hù)程序設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，一變電站發(fā)生自投裝置TV斷線后重新上電時(shí)，程序邏輯出錯(cuò)導(dǎo)致了502A開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作。對(duì)于保護(hù)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤引起的不正確動(dòng)作，筆者建議除了在事故后及時(shí)制定相應(yīng)的反措外，在設(shè)備投運(yùn)前還應(yīng)對(duì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)加強(qiáng)審核。另外，對(duì)于新型號(hào)裝置，在正式選用前，二次專業(yè)人員也應(yīng)與廠方設(shè)計(jì)人員加強(qiáng)技術(shù)交流，以保障新設(shè)備的可靠性和適用性。

1.24 施工維護(hù)也存在一定的問(wèn)題。如果對(duì)變電站開(kāi)關(guān)零序保護(hù)動(dòng)作，站內(nèi)1號(hào)Z形變壓器保護(hù)同時(shí)出口切開(kāi)變壓器低壓側(cè)開(kāi)關(guān)。事故原因是變電站管理移交時(shí)圖紙和試驗(yàn)數(shù)據(jù)不完備，導(dǎo)致Z形變壓器存在2套零序保護(hù)，像類似這樣的事故表明我們的試驗(yàn)記錄和圖紙資料管理制度仍有待完善。

2.電力系統(tǒng)中微機(jī)繼電保護(hù)裝置的維護(hù)

根據(jù)上面案例的分析和比較，筆者也總結(jié)了一些維護(hù)微機(jī)繼電保護(hù)裝置的方法，行文如下：

我們電力系統(tǒng)的有關(guān)值班人員要定期定時(shí)對(duì)微機(jī)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行巡視和檢查，并做好各儀表的運(yùn)行記錄。在它運(yùn)行過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視并向主管部門報(bào)告，并建立崗位責(zé)任制，做到每個(gè)盤柜有值班人員負(fù)責(zé)。同時(shí)，我們還要做好繼電保護(hù)裝置的清掃工作。但要注意，筆者在這建議清掃工作最好由兩人進(jìn)行，防止誤碰運(yùn)行設(shè)備，注意與帶電設(shè)備保持安全距離，避免人身觸電和造成二次回路短路、接地事故。對(duì)微機(jī)保護(hù)的電流、電壓采樣值每周記錄一次，每月對(duì)微機(jī)保護(hù)的打印機(jī)進(jìn)行定期檢查并打印。

除了以上的兩點(diǎn)外，還要做到：我們還要全面了解設(shè)備的初始狀態(tài)。微機(jī)繼電保護(hù)設(shè)備的初始狀態(tài)，影響其日后的正常和有效運(yùn)行。因此，必須注意收集整理設(shè)備圖紙、技術(shù)資料以及相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行和檢測(cè)數(shù)據(jù)的資料。對(duì)設(shè)備日常狀態(tài)的檢修，要在設(shè)備生命周期中各個(gè)環(huán)節(jié)都必須予以關(guān)注，進(jìn)行全過(guò)程的管理。

要對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)、全面的統(tǒng)計(jì)分析。首先要了解設(shè)備出現(xiàn)故障的特點(diǎn)和規(guī)律，進(jìn)而通過(guò)對(duì)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行狀態(tài)的日常數(shù)據(jù)的分析，預(yù)先判斷分析故障出現(xiàn)的部分和時(shí)間，在故障未發(fā)生時(shí)，及時(shí)地排查。提高保護(hù)裝置的安全系數(shù)和使用周期，保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.電力系統(tǒng)中微機(jī)繼電保護(hù)裝置的發(fā)展

據(jù)資料顯示，我國(guó)從70年代末就已開(kāi)始了計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)裝置的研究工作，揭開(kāi)了我國(guó)繼電保護(hù)發(fā)展史上新的一頁(yè)，為微機(jī)保護(hù)的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)，為電力系統(tǒng)提供了性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護(hù)裝置。

但隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究，在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果?？梢哉f(shuō)從90年代開(kāi)始我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)的時(shí)代。這除了保護(hù)的基本功能外，還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強(qiáng)大的通信能力，與其它保護(hù)、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力，高級(jí)語(yǔ)言編程等。這就要求微機(jī)保護(hù)裝置具有相當(dāng)于一臺(tái)PC機(jī)的功能?，F(xiàn)在，同微機(jī)保護(hù)裝置大小相似的工控機(jī)的功能、速度、存儲(chǔ)容量大大超過(guò)了當(dāng)年的小型機(jī)，因此，用成套工控機(jī)作成繼電保護(hù)的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟，這將是微機(jī)繼電保護(hù)裝置的發(fā)展方向之一。但繼電保護(hù)裝置的微機(jī)化、計(jì)算機(jī)化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。但對(duì)如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求，如何進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性，取得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，我們尚須進(jìn)行具體深入的研究。

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