電力系統(tǒng)中微機繼電保護的應(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，計算機網(wǎng)絡(luò)作為信息和數(shù)據(jù)通信工程已成為信息時代的技術(shù)支撐，使人類生產(chǎn)和社會生活的面貌發(fā)生了變化--微機繼電保護裝置就是其中的一例，實際上就是一臺高性能、多功能的計算機，是整個電力系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)上的一個智能終端。它能有效從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運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，每個微機繼電保護裝置不但可完成繼電保護功能，而且在無故障正常運行隋況下還可完成測量、控制、數(shù)據(jù)通信功能亦即實現(xiàn)保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化。

1.電力系統(tǒng)中微機繼電保護裝置的應(yīng)用

我國電力系統(tǒng)中繼電保護裝置的應(yīng)用比較廣泛，本文結(jié)合筆者工作實際，就以電力系統(tǒng)中微機繼電保護裝置為例談下它在某地區(qū)線路中的設(shè)計應(yīng)用。

1.1 電力系統(tǒng)中微機繼電保護裝置介紹

實際上，我們所說的微機繼電保護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實現(xiàn)各種功能。但是隨著我國微電子技術(shù)的發(fā)展，各種功能強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，使得微機繼電保護裝置得到了飛速的發(fā)展，它的應(yīng)用范圍越來越大，功能也越來越大。特別是在電力系統(tǒng)中的保護功能上，采用不同的裝置可以有效地實現(xiàn)線路、變壓器、等電力設(shè)備的保護功能。不僅如此，利用微處理器強大的數(shù)據(jù)處理能力，還能實現(xiàn)以往難以實現(xiàn)的很多保護功能

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

1.2 電力系統(tǒng)中微機繼電保護裝置應(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，日常的運行維護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。全部變電站已實現(xiàn)三遙無人值班。

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

筆者從有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計來看，后一年的微機繼電保護正確動作率高于前一年的，而且在繼電保護設(shè)備數(shù)量不斷增加的情況下，保護正確動作率一直處于較高的水平。

但是也有不正確的動作情況。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。在我國的電力系統(tǒng)中，據(jù)筆者所知元器件故障引起保護裝置動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。解決這種問題除了要求廠家在質(zhì)量上嚴格把關(guān)外，還應(yīng)對保護裝置缺陷進行長期跟蹤，應(yīng)盡快將運行時間較長、經(jīng)常出現(xiàn)不正確動作的保護裝置列入改造計劃并督促實施；此外，我們還應(yīng)加強設(shè)備的選型工作，以期將設(shè)備質(zhì)量問題從源頭就開始消除。

1.23 設(shè)備的設(shè)計原理存在缺陷。現(xiàn)在的保護裝置設(shè)計原理缺陷大致可以分為以下兩類：第一類是抗干擾能力差，比如說某個變電站發(fā)生事故，由于本體保護非電量保護啟動及出口回路僅由6只2 kΩ電阻和3只24V繼電器串聯(lián)組成，并沒有任何的抗干擾措施，事故時受雷電干擾導(dǎo)致了本體重瓦斯保護誤動作；第二類是保護程序設(shè)計錯誤，一變電站發(fā)生自投裝置TV斷線后重新上電時，程序邏輯出錯導(dǎo)致了502A開關(guān)誤動作。對于保護設(shè)計錯誤引起的不正確動作，筆者建議除了在事故后及時制定相應(yīng)的反措外，在設(shè)備投運前還應(yīng)對圖紙設(shè)計加強審核。另外，對于新型號裝置，在正式選用前，二次專業(yè)人員也應(yīng)與廠方設(shè)計人員加強技術(shù)交流，以保障新設(shè)備的可靠性和適用性。

1.24 施工維護也存在一定的問題。如果對變電站開關(guān)零序保護動作，站內(nèi)1號Z形變壓器保護同時出口切開變壓器低壓側(cè)開關(guān)。事故原因是變電站管理移交時圖紙和試驗數(shù)據(jù)不完備，導(dǎo)致Z形變壓器存在2套零序保護，像類似這樣的事故表明我們的試驗記錄和圖紙資料管理制度仍有待完善。

2.電力系統(tǒng)中微機繼電保護裝置的維護

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

我們電力系統(tǒng)的有關(guān)值班人員要定期定時對微機繼電保護裝置進行巡視和檢查，并做好各儀表的運行記錄。在它運行過程中，如果發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象時，應(yīng)加強監(jiān)視并向主管部門報告，并建立崗位責(zé)任制，做到每個盤柜有值班人員負責(zé)。同時，我們還要做好繼電保護裝置的清掃工作。但要注意，筆者在這建議清掃工作最好由兩人進行，防止誤碰運行設(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。對微機保護的電流、電壓采樣值每周記錄一次，每月對微機保護的打印機進行定期檢查并打印。

除了以上的兩點外，還要做到：我們還要全面了解設(shè)備的初始狀態(tài)。微機繼電保護設(shè)備的初始狀態(tài)，影響其日后的正常和有效運行。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)備的運行和檢測數(shù)據(jù)的資料。對設(shè)備日常狀態(tài)的檢修，要在設(shè)備生命周期中各個環(huán)節(jié)都必須予以關(guān)注，進行全過程的管理。

要對設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行及時、全面的統(tǒng)計分析。首先要了解設(shè)備出現(xiàn)故障的特點和規(guī)律，進而通過對繼電保護裝置運行狀態(tài)的日常數(shù)據(jù)的分析，預(yù)先判斷分析故障出現(xiàn)的部分和時間，在故障未發(fā)生時，及時地排查。提高保護裝置的安全系數(shù)和使用周期，保證電力系統(tǒng)的正常運行。

3.電力系統(tǒng)中微機繼電保護裝置的發(fā)展

據(jù)資料顯示，我國從70年代末就已開始了計算機繼電保護裝置的研究工作，揭開了我國繼電保護發(fā)展史上新的一頁，為微機保護的應(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裝置。

但隨著微機保護裝置的研究，在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。可以說從90年代開始我國繼電保護技術(shù)已進入了微機保護的時代。這除了保護的基本功能外，還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強大的通信能力，與其它保護、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，高級語言編程等。這就要求微機保護裝置具有相當(dāng)于一臺PC機的功能。現(xiàn)在，同微機保護裝置大小相似的工控機的功能、速度、存儲容量大大超過了當(dāng)年的小型機，因此，用成套工控機作成繼電保護的時機已經(jīng)成熟，這將是微機繼電保護裝置的發(fā)展方向之一。但繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求，如何進一步提高繼電保護的可靠性，取得更大的經(jīng)濟效益和社會效益，我們尚須進行具體深入的研究。

[1] 王澤.關(guān)于繼電保護可靠性提高措施的探討[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊)，2010年06期.

[2] 趙自剛.繼電保護運行與故障信息自動化管理系[J].電力系統(tǒng)自動化，2009.

[3] 朱廣偉;;微機繼電保護在企業(yè)供電系統(tǒng)中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢 [J];遼寧科技學(xué)院學(xué)報，2006年03.

[4] 苗友忠.配電系統(tǒng)饋線整體化暫態(tài)保護與分布智能故障定位的研究[D].天津：天津大學(xué).2004年.