微機繼電保護在10KV配電系統繼保升級改造中的應用

劉志云

摘 要：本文就10KV配電系統繼電保護升級改造，對比分析傳統繼保在運行中存在問題，微機繼保的優勢，繼保升級后對配電網絡安全運行的改善等進行探討。

關鍵詞：微機繼保；10KV配電系統；繼電保護；應用

1 引言

隨著電子技術和計算機技術的發展，電力系統的繼電保護也突破了傳統的繼電保護形式，出現了以微處理器為核心的微機保護。現在微機保護的技術已日趨成熟，微機保護經過了近20年的研究、應用和發展，已逐步取代傳統繼保，且得到日益廣泛的應用，已經在電力系統中取得了巨大的成功，積累了豐富的運行經驗，產生了顯著的經濟效益，大大提高了電力系統運行的管理水平。

2 繼電保護

2.1 繼電保護的基本涵義

在電力系統中，當電力元件或系統自身產生故障危及安全運行時，能夠發出警告信號，直接對其所操控的斷路器發出跳閘指令，迅速終止事件發展的自動化措施及裝置，最大限度地減輕故障對電力系統的影響，減輕故障設備的損壞程度。

2.2 傳統繼保和微機繼保

傳統繼保是由電磁型的機械元件、整流型元件和半導體元件等構成的裝置；微機繼保是由單片機、微處理器等核心組件構成的裝置。

2.3 微機繼電保護的發展方向

繼電保護技術未來趨勢是向計算機化、網絡化、智能化，保護、控制、測量和數據通信—體化的方向發展。

3 微機繼電保護在繼保升級改造中的應用

3.1 傳統繼保在運行中存在的問題

在傳統繼電保護系統中，基本由各類繼電器和輔助器件組合來實現各種保護功能，例如選用電流繼電器、電壓繼電器、功率繼電器、差動繼電器、時間繼電器和零序繼電器等等，經過各種復雜電路聯接去實現各類保護功能。

3.2 微機繼保的優勢

與傳統繼保相比，微機繼保有以下優點：（1）可靠性比較高：一種微機的保護單元能夠完成多種保護和監測功能。取代了傳統的保護繼電器及測量儀表，對開關柜和控制屏的接線進行簡化了，從而使得相關設備的故障環節減少了，因此可靠性得到了提高。微機的保護單元使用的是高集成度的芯片，其軟件具有自動檢測及糾錯的功能；（2）精度比較高，速度比較快，功能較多：測量部分的數字化使得其精度大大提高，CPU速度的提升能使各種事件可以毫秒級來進行計時，軟件功能的提高能通過多種邏輯運算去拓展和完善各種保護功能；（3）靈活性較大：通過計算機軟件能快捷改變保護和控制特性，利用邏輯判斷可以實現各種互鎖，不同軟件使用在同類型的硬件上，能夠構成不同類型的保護；（4）維護、調試比較方便：硬件的種類少了，線路得到簡化，外部接線減少，使得維護的工作量大幅的下降；（5）經濟性好，性價比高：因為微機保護具有多功能，使變配電站的測量、控制及保護部分的綜合造價得到降低。

3.3 微機繼電保護升級改造中的基本要求

首先是選擇性，在供電系統出現故障的時候，繼電保護裝置必須能夠選擇性地把故障部分給予切除掉，避免越級跳閘，防止事故擴大。其次是靈敏性，靈敏性是指繼電保護裝置反映出現的故障及異常工作狀況的能力。第三是速動性，速動性是指保護裝置對短路故障及時進行處理。最后是可靠性，保護裝置要能夠正確地動作，可以隨時隨地處于準備的狀態。

3.4 繼保升級后對配電網絡安全運行的改善

微機繼保在10KV配網供電中廣泛使用，優化了繼保電路組成，簡化了結構，功能更加完善，操作和維護更加簡便，通過人機對話可實現全方位自動化管理。

例如，中山醫科大學北校區中心配電系統繼電保護升級改造項目，在用的KYN2高壓配電柜一次方案為“兩進線一母聯”結構，原配傳統繼保裝置，經過多年運行，故障頻繁，隱患較多。受之委托，我們對其10KV高壓配電系統繼保進行了升級改造，為節約投資成本及縮短工期，在保留原柜和高壓真空斷路器的基礎上，將傳統繼電器全部廢除，新配微機繼保裝置，除保留原有全部功能外，通過數據傳輸，還建立起后臺監控系統，既提高了配電系統的安全性和可靠性，也提高了配電網絡的管理水平。

又例如，我司承接廣汽本田汽車公司多個10KV配電站的繼保改造項目，其高壓一次配電方案為主、備供兩路進線，互為備用方式，由傳統繼保構成各類保護及控制聯鎖電路，線路復雜，維護困難，可靠性低，無法滿足高安全度的運行要求，為此進行了一系列的繼保改造，采用了施耐德S20/T20微機繼保裝置，全面取代了原配的傳統繼電器，二次電路接線大大簡化，線路清晰，接點大幅減少，過去各保護和控制由分立硬件組合來實現，現通過編程由軟件來完成，高壓配電系統運行狀態，既可就地監視和控制，又實現了遠程監控和數據處理，在提高了配電設備運行的安全和可靠性的同時，還利用微機繼保專用軟件拓展，引入能耗監控功能，及時掌握能耗動態，進一步調節和完善能耗管理，對于產品成本的控制起到很好的作用。

繼保升級改造的成功，給配電網絡運行帶來了革命性的改變，無論從繼保調試、運行、維護和管理，都帶來了多方面便利和好處，例如傳統繼電器整定和校驗，必須在全停電狀態下逐個拆御進行，難以精準，可靠性低，費時頗長，尤其是繼保系統的年度預防性試驗，工作強度大；而微機繼保可在不影響配電網絡正常運行下，通過電腦操作，使用專用軟件快捷精準，簡單便捷查閱和調整各種運行參數，還可遠程數據讀取、整理和建檔，這是傳統繼保無法做到的。

微機繼保的應用，實現電網進一步智能管理化已不再困難了。

4 結語

本文以10KV配電系統繼電保護升級改造實踐為例，對傳統繼保和微機繼保在系統中的的運行進行了對比分析，并對微機繼電保護在繼保升級改造中的應用進行了詳細的探討，綜上所述，是筆者結合多年的工作實踐總結的經驗，希望能為同行提供有力的參考。

參考文獻：

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