微機保護在煤礦電力系統(tǒng)中的應用

摘 要：本文對微機保護在煤礦電力系統(tǒng)中的應用創(chuàng)新進行了介紹，微機保護具有傳統(tǒng)保護無法比擬的優(yōu)點，并且創(chuàng)造了很大的經(jīng)濟和社會效益

關鍵詞：微機保護；靈敏系數(shù)；可靠系數(shù)；返回系數(shù)；動作時間

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 22-0000-01

反時限傳統(tǒng)保護雖然繼電器數(shù)量大為減少，只需要一種GL型電流繼電器，且可使用交流操作電源，又可同時實現(xiàn)電流速斷保護，但是它的動作時限整定較麻煩，而且誤差較大；當短路電流較小時動作時限長，延長了故障持續(xù)時間。可能會對電器設備及儀表儀器造成一定的損害，

微機保護具有傳統(tǒng)保護無可比擬的優(yōu)點。例如：維護調試方便，可靠性高，保護性能好等。因而得到了廣泛的使用，傳統(tǒng)的電磁式繼電器保護漸漸退出歷史舞臺。微機保護與傳統(tǒng)保護除了以上列舉的差別外，它的整定計算、調試與傳統(tǒng)保護也有一些細微的差別。

分析與總結微機保護整定計算及調試的特點在于掌握微機繼電保護自身的規(guī)律，用以指導實踐.從而使繼電保護的速動性、靈敏性、可靠性得到進一步的保證，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

一、研究內容

（一）微機保護整定計算各種系數(shù)的改進

1.靈敏系數(shù)的改進

傳統(tǒng)的電磁式繼電保護的靈敏系數(shù)取得較高，隨著微機保護的普及以及數(shù)字信號處理器、高精度的AD，DA轉換在微機保護當中的應用，進一步提高了數(shù)據(jù)處理能力和運算速度，所以微機保護具備了動作離散值小，動作明確的特點，所以在整定計算中靈敏系數(shù)可相對取得低一點。

2.可靠系數(shù)的改進

由于計算測量、調試及繼電器等各項誤差的影響，使保護的整定值偏離預定數(shù)值可能引起誤動作。為此，整定計算方式中需引入可靠系數(shù)。在微機保護中，由于其動作特性完成是由其內部的軟件進行計算所決定，所以繼電器這一項誤差基本上可以不考慮，同時由于微機保護的調試不針對某一具體繼電器元件，只需進行升流、升壓即可，其誤差只是由其高精度的AD轉換、采樣通道等功耗小的元件決定，故其誤差值也相對較小。故在微機保護中，電流型或電壓型的可靠系數(shù)相對來說可以取小一點。

3.返回系數(shù)的改進

傳統(tǒng)的電磁型繼電器由于其剩余轉矩及摩擦轉矩的影響，其返回系數(shù)比較低，約為0.85左右，因而其靈敏性比較差。微機保護中，由于判別元件只需軟件計算，不存在任何具體的摩擦轉矩等，其返回系數(shù)亦只受AD轉換、采樣通道、放大電路等一些低損耗的電子元件所決定，故其返回系數(shù)可大大提高，約為0.85-0.95，最高的可達0.99。這一優(yōu)點大大地提高了保護的靈敏性。

4.動作時間的改進

由于傳統(tǒng)的時間繼電器動作原理一般為鐘表機構、齒輪轉換，整定方方法為手拔，故其誤差大。為了保證上、下級保護配合的可靠性，級差取得較大，一般取為0.5S，這對故障切除及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性是極為不利的，但在微機保護中，由于其時間可以精確到ms級，故級差可以取小一些，一般取0.3-0.4s即可。

更為有利的是：當零序速斷保護按躲開斷路器三相觸頭不同期合閘時所出現(xiàn)的最大零序電流3Io來整定，使得起動電流過大，保護范圍縮小時。在微機保護中使零序I段帶一個小小的延時，如50ms甚至可以更小，只需躲過做試驗時的時間即可。這樣在定值上就無須考慮這一條件了。

5 在調試方面

（1）簡單方便

微機保護的二次回路得到大大的簡化。傳統(tǒng)保護裝置都是布線邏輯的，保護的每一種功能都由相應的硬件器件和連線來實現(xiàn)。所以傳統(tǒng)二次回路節(jié)點多，繼電器多、故問題也多，為確認保護裝置完好，就需把所具備的各種功能都通過模擬試驗來校核一遍，所以調試的工作量大。而微機保護的硬件是一臺計算機，各種復雜功能是由相應的軟件來實現(xiàn)的，故調試只需加入電流、電壓即可。并且微機保護的調試共性的地方多，即不分保護類型，都要進行零漂檢查及電流、電壓刻度檢查，以檢查其采樣回路和模擬輸入回路、AD、DA轉換回路的精度；而傳統(tǒng)保護中不同保護其調試項目基本上是不同的。微機保護裝置硬件本身具有自診斷功能，基本上不需調試。

（2）精度高，誤差小

微機保護去粗取精，去形取神，其阻抗判斷元件完全由無形軟件計算。而拋棄了繼電器這一具體實物，因而不存在執(zhí)行無件的電壓Uo。因而不存在著誤差，其整定值即為其起動值，即ZdzJ=Zdzj。類似的還有功率方向元件，傳統(tǒng)保護由于存在執(zhí)行元件的動作電壓Uo，因而，在保護安裝點附近正方向一定區(qū)域內短路時，存在死區(qū)。而微機保護則不存在這一問題。

二、創(chuàng)新點

（1）傳統(tǒng)保護中發(fā)電機、變壓器、線路和電動機的縱聯(lián)差動保護及速斷保護、母線完全電流差動保護的靈敏系數(shù)為2，在微機保護中降到1.5-1.6完全可以滿足靈敏性的要求。微機保護中，電流型或電壓型的可靠系數(shù)相對來說可以取小一點。微機保護返回系數(shù)可大大提高，約為0.85-0.95，最高的可達0.99。這一優(yōu)點大大地提高了保護的靈敏性。

（2）微機保護中，動作時間由于其時間可以精確到ms級，故級差可以取小一些，一般取0.3-0.4s即可。

（3）在調試方面具有簡單方便、精度高、誤差小的特點。

三、經(jīng)濟社會效益及應用前景

微機保護在現(xiàn)場的普遍應用已經(jīng)為現(xiàn)場操作人員帶來了無可比擬的優(yōu)越性，不僅保護的正確動作率大大提高，而且由于其調試的方便性使調試工作量大為減少，從而縮短了調試時間，降低了人工成本。

四、微機保護的不足

微機保護對工作環(huán)境及溫度要求比較嚴格，相對濕度5%-95%，±40℃，使用時間長，同時，如溫度過高，CPU芯片也將采用降頻技術實現(xiàn)散熱的自保護措施，而這將大大降低CPU的運算速度以及數(shù)據(jù)處理能力，而這有可能使微機保護產生嚴重錯誤，保護有可能失去作用，所以微機保護工作環(huán)境溫度也必須引起極大重視。

參考文獻：

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