微機繼電保護在大型泵站應用的思考

陳劍，嚴凱

（江蘇省灌溉總渠管理處，江蘇 淮安 223200）

在大型泵站的運行過程中，常常會受到諸多因素的影響，難以保障其運行的安全性與穩定性。在當前的信息化背景下，信息技術應用能夠大大改變這一局面，尤其是在大型泵站中通過微機繼電保護的應用，能夠提升泵站的抗干擾能力，實現實時、全面的監控，保持大型泵站的高效運轉。微機繼電保護克服了常規繼電保護所存在的各種問題，對于維持水利設施的正常運轉具有不可替代的作用，在未來將有著廣闊的發展前景。

1 泵站采用常規繼電保護裝置存在的問題

1.1 保護回路設計復雜，控制電纜較多

在大型泵站的運行中，在傳統的技術條件下，主要采用的是常規繼電保護裝置。常規繼電保護裝置出現的最初階段，技術條件相對有限，使得在整個裝置的設計過程中，保護回路的設計極為復雜，線路的復雜性加劇了管理難度，比如，一臺電動機的保護回路設計方面，包含了電流、電壓保護回路、直流回路、保護出口與音響信號回路。為發揮該裝置的保護作用，往往還需要進行其他配置，比如，電磁型繼電器、控制電纜。

1.2 繼電保護動作的靈敏性較低

常規繼電保護裝置中，由于存在設計局限，導致整個裝置的靈敏度較差，在大型水泵出現運行故障的情況下，繼電保護裝置不能夠快速進入故障識別與處理環節，保護動作的靈敏非常低，無法在極短的時間內切除和處理故障。

1.3 電磁繼電器本身存在的問題

在常規繼電保護裝置中，電磁繼電器是其中的重要構成，在長期的使用過程中，電磁繼電器極易出現各種的運行問題，這些問題將會導致電磁繼電器難以保持最佳的運行狀態，繼電保護動作難以有效進行，比如，繼電器可動部分常常會出現磨損的情況，接點更是怕震動、易燒毛、功率損失大、靈敏度低。

1.4 維護工作量大

由于常規繼電保護裝置存在一定的設計缺陷，在運行與使用的工程中常常會存在諸多的問題，這就要求相關人員在日常的工作過程中必須要加強對裝置的維護與保養，每年在維護方面的人力、物力資源投入量較大。

2 微機繼電保護的特點

2.1 可靠性高

微機繼電保護是一種功能更為完善的保護裝置，在大型水泵的應用過程中，微機繼電保護裝置的保護功能主要是由專業軟件來實現的，軟件控制具有更高的可靠性，能夠進一步避免出現與常規繼電保護裝置一樣的接點故障、線圈故障與機械故障，有利于保護裝置保護動作的執行。此外，微機繼電保護裝置的運行過程中，由于自身具有較高的自動化水平，完全可以通過自檢來避免保護誤動情況，大大提高了裝置的可靠性。

2.2 選擇性和靈敏性高

繼電保護裝置的構成相對特殊，電磁型保護的各個繼電器在整個裝置的運行過程中，都有其固定的動作時間與接點抖動，不同類型的繼電器在相互的配合過程中，同樣也存在著一定的制約因素。而微機繼電保護裝置的構成突破了常規繼電保護的結構限制，高性能單片機的應用使得在繼電保護的過程中，能夠發揮其計算與邏輯功能優勢，提高保護動作的靈敏性，因此，高選擇性和靈敏性大大縮短了保護時限級差。

2.3 保護配置更加靈活合理

微機繼電保護裝置中，微機的運算與邏輯能力非常強，這就使得在整個裝置的運行過程中，能夠充分微機的這種運算與邏輯功能，使得保護配置更為靈活與便捷，具有更強的保護功能，比如，包含了過長保護、過熱保護、速斷保護等類型。

2.4 實時參數顯示、修改、故障存儲

微機繼電保護裝置中，能夠通過各種設備運行信息的采集，來實現實時的監測與控制，因此，微機繼電保護還具有常規繼電保護所不具備的實時參數顯示、修改與故障存儲等功能。在整個裝置的運行過程中，微機可以自動進行在線電流、電壓幅值信息、相位信息的收集與顯示，而這種實時的數據收集與顯示使得后臺管理人員能夠掌握各種設備的信息，進而在基礎上進行相應的參數調整、故障識別與處理。

2.5 具有數據通信傳輸功能，能實現遠程遙控操作

微機繼電保護下，裝置內的各個部分之間實現了連接，可以在裝置的運行過程中實現數據通信與傳輸，達到信息共享，而這種實時通信與信息共享為遠程控制提供了便捷，使得設備的控制突破了時間、空間的限制。微機保護下能夠與上位機實現通信，通過標準接口與監控系統、調度系統的連接，為相應的信息上傳與錄入提供了便捷，使得控制更為可靠與高效。

2.6 調試便捷，維護簡單

微機繼電保護裝置的構成相對簡單，這就使得在日常的維護工作中，往往不需要進行單個繼電器的校驗就可以高效完成相應的調試與維護，具有調試維護的便捷性。

3 微機繼電保護在大型泵站中的具體應用

3.1 實時監控

以某大型泵站的微機繼電保護裝置為例，在實際的應用過程中，該裝置能夠實現對各個子系統、設備設施、要素的實時監控。微機保護具有過熱禁止再啟動保護、欠壓保護、長啟動保護、低電壓保護等各種功能，在具體的應用過程中，這些保護功能的存在維持了泵站的正常運轉。首先，在速斷保護方面，主要采用的是保護整定的速斷定值、采集A、B、C 三相電流值的方式來實現，如果在實際的運行過程中，其采集的這些電流值超過了標準限值，就會立即啟動保護動作，將原定值設置為裝置啟動時的速斷定值，而當啟動完成以后，該定值會自動降低。其次，在差動保護方面，主要采用的是比率制動原理，以避免其他因素對裝置運行的干擾，當然，繼電保護的CT 斷線閉鎖功能也使得其可以在運行的過程中能夠更好地發揮其保護功能。保護依據為：差動電流Icd 與制動電流Izd 分別體現為I 機端與I 中性點的和與差，在判定時以Icd 大于等于差動速斷整定值Isdd 作為差動速斷的動作依據，以Izd 大于比率制動特性拐點電流Iz 時Icd 大于等于差動啟動值cdi+比率制動系數作為差動比率制動的動作依據。在過熱保護方面，當電流值超過了過熱定值時，裝置就會進行相應的動作反饋。

3.2 故障分析

微機繼電保護裝置的運行過程中，常常會出現各種的故障，影響其保護功能的實現，主要體現在：（1）CPU 插件故障，這一故障會導致顯示DSP 控制板與CPU 插件之間的通信異常，常常是由于插件與背板的直接接觸所引起的；（2）鼠標異常，主要表現為鼠標跳動過快、鼠標顯示異常等方面，當出現鼠標異常時，有關人員難以利用鼠標來實現對繼電保護裝置的控制；（3）跳合閘操作箱異常，這種情況常常是由于設計缺陷所造成的，當存在設計缺陷時，跳合閘操作箱故障會導致動作失效；（4）運行誤差，在整個裝置的設計中，如果將保護裝置集中裝設于中控室，在整個裝置的運行過程中，需將所采集的各種模擬量信息經由機組高壓柜加以傳輸于中控室，二者之間的傳輸線路相對較長，極易在信息的傳輸過程中出現線損過大等情況，導致所采集的電氣參數與實際存在較大的誤差。針對微機繼電保護裝置的這些故障情況，為發揮微機繼電保護裝置的保護功能與作用，相關人員就必須加強對這些故障的分析，并采取相應的控制措施來加以處理，提高微機繼電保護裝置的可靠性。

3.3 裝置調試

在大型泵站的運行過程中，為發揮微機繼電保護裝置的作用，相關人員在裝置投入使用之前必須要做好相應的調試工作，將各個參數調試到合理的范圍。在調試的過程中，需注意保護判據的應用，避免由于錯誤所造成的各種問題甚至故障。在調試保護功能之前，專業人員還需要對顯示值與輸入值之間可能存在的誤差，進行相應的精度校準，一旦其誤差超過了相應的標準，就需要立即進行相應的調整。只有當調試檢驗合格以后，微機繼電保護裝置才能夠投入使用，發揮其在泵站運行中的作用。

4 結語

近年來，隨著技術水平的提升，大型泵站的運行過程中，越來越依賴于微機繼電保護裝置的應用。由于微機繼電保護的可靠性、便捷性與靈活性相對較高，具有明顯的功能優勢，在大型泵站中需要加強微機繼電保護裝置的應用，以維持泵站的穩定運行。