基于電力系統中微機繼電保護裝置運用分析

蘇泉

（國網灌云縣供電公司 江蘇省灌云縣 222200）

電力系統中應用微機繼電保護裝置，一方面能促進電力系統整體運行維護水平的提高；另一方面提高及時有效地保護動作，可以提高電力系統運行的安全性，保證電力運行效率，在電力行業發展過程中發揮著不可取替的重要作用。

1 簡析微機繼電保護優勢

和普通繼電保護裝置相比，不僅微機繼電保護裝置的性能相對可靠，方便調試與維護，而且使用靈活能進行遠程控制。在實際運行微機繼電保護裝置時，提高程序對其保護動作進行控制，讓擁有出色的穩定性。另外，微機繼電保護還具備判斷、分析以及自我診斷等能力，可以自動識別與排除外界干擾，自動檢測自身硬件出現的異常情況，其性能方面也十分可靠。通過相應的軟件編程可以讓微機繼電保護實現各類復雜功能，在調試軟硬件時僅需通過簡單操作便可以完成試驗，在一定程度上減少了運行維護工作量。該裝置具備很多功能特性這主要是依靠軟件邏輯設計而實現的，同時也讓其針對各種電力系統功能要求能良好適應。與此同時，具備串行通訊功能的微機繼電保護裝置，能和變電站微機監控中心進行實時性通信，一方面可以集中管理與共享信息，另一方可依托遠程操作開展維護運工作。

2 簡析微機繼電保護裝置功能特征

（1）單機操作相對便利，而且能通過雙操作連接電腦運行，基于Windows 平臺系統開展各種較高自動化水平和大型復雜的校驗工作，對測試數據實時存儲并呈現矢量圖，依據具體情況出示故障波形，而且能夠聯機打印報表。

（2）微機繼電保護裝置擁有3 相電流4 相電壓輸出的特征，可以有利于實現各種組合輸出，也方便對各類保護進行試驗。

（3）豐富的開關量接點，針對繼電保護測試設備接點輸出有2 對，接點輸入有7 路[1]。其中輸入接點是空接點以及0-250V 的接點兼容；而且裝置的自我保護結構具有良好的散熱性，自身也擁有多種完善的保護舉措及電源軟啟動，整體上來看性價比較高。

3 微機繼電保護裝置主要算法運用分析

微機保護裝置依據AD 轉換器所提供對輸入電氣量進行采樣得到的數據，展開運算、分析與判斷，由此實現各類繼電保護功能的辦法被稱之為算法。有關算法，其是微機保護的一個研究重點，現階段提出的算法種類有很多。對于不同的算法，分析與評價優劣程度的標準為速度及精度。針對速度，主要包括以下要求：首先采樣點數的要求；其次運算工作最快。可實際上精度與速度是一對矛盾體，若想實現精準計算，則通常會通過較多采樣點與進行大量的計算。

3.1 微分方程算法

圖1：過負荷保護邏輯示意圖

其所建立的基礎是線路的簡化模型，將輸電線的分布電容作用忽略掉，這樣會造成相應的計算誤差，尤其是在高頻條件下，分布電容具有較小容抗，會出現更大的計算結果誤差。但實際情況是，因為電壓及電流互感器、變換器等信號傳送的影響，電壓信號、電流信號進入計算機時會產生畸變，由此引發計算誤差，特別是衰減的非周期分量等影響因素，不僅會進一步突出畸變，而且會增大誤差。所以，在實際使用微分方程算法時，應該配合數字濾波器應用。

3.2 半周積分法

這種方法的運算相對簡單，可是無法保證計算精度，數據窗的長度需要10ms[2]。而且因為該算法的運算相對有限，能夠使用簡單的硬件來實現。針對沒有過高計算精度要求的電壓、電流保護能采取此算法。

4 簡析微機繼電保護裝置在電力系統中的應用

4.1 安裝調試

現階段因為繼電保護裝置的廣泛涉及范圍，則需要在實際調試時，應讓設備可以有效配合與協調繼電保。錄入的基礎數據應在安裝調試過程中保證較高準確性，且要對各個設備進行聯合調試。通過80%額定電壓校驗新進行安裝的繼電保護裝置，并且全部裝置均應該進行整租模擬與傳動試驗，以此為安全運轉提供保障。除此之外，繼電保護裝置應針對其電源電壓進行良好接地處理，且裝置避雷針從而強化其抵抗雷擊的能力。

4.2 選型設計

在運行電力系統的過程中，因為其中繼電保護裝置所發揮的作用十分重要，所以針對繼電保護裝置提出的要求較高。在具體應用時，應該著眼整體大局設計微機繼電保護裝置的造型，而且要嚴格把控每一環節設計，確保該裝置可以在電力系統有效安全地運轉。在造型過程中，一方面應保證微機繼電保護裝置可以滿足技術專業性與設計客觀性要求，另一方面還應具備較長使用時間與穩定可靠的性能，由此才會盡可能滿足現階段電力系統的各種運行要求[3]。

4.3 檢修工作

及時檢修機繼電保護裝置十分重要，能為其可靠運行提供保障。在實際檢修工作中應對檢修結果詳細記錄，明確發生故障的具體原因，而且要提出相應的解決措施，保證繼電保護裝置可以為電力系統提供更好的服務。在實際檢修工作中應對每個環節嚴格檢查，保證故障維修可以一次到位，從而實現電力系統的可靠運行。

4.4 運行維護和驗收投運

在電力系統中有關微機繼電保護裝置的應用，在驗收環節，提供保護整組傳動進行數據觀測，而且要強化針對其搖控、遙測、遙控以及遙信等有關功能的操作管理，從而保證設備可以照常穩定運轉。投入運行后的設備，應進一步分析其驗收要點，而且要做好重要數據資料的備份工作，由此為改造與維修后續設備提供便利。針對有關運行人員，應該掌握設備操作的細節與方式，確定相應的工作流程，不斷提高專業技能水平，確保設備穩定運行。同時，還應提高對設備巡檢工作的重視，尤其是在天氣環境相對惡劣的條件下，應對工作進度與計劃及時調整，將不利因素的影響降至最低。

5 簡析微機繼電保護裝置常見故障及其處理措施

5.1 常見故障

（1）元器件損壞是微機繼電保護裝置當中的常見故障。該故障產生的主要原因是較長的工作時間，較高的使用頻率，從而致使內部負荷偏大引發的元器件損壞。如果元器件遭到損壞會出現跳閘等現象，對電力系統安全運行造成直接影響。

（2）定值整定錯誤也是常見的一種微機繼電保護裝置故障，這和工作人員之間密切相關。裝置工作狀態的主要衡量依據是繼電保護裝置數值，工作人員應該依據時間做好定期查看與記錄工作，如果在這個過程中出現時間查看、記錄錯誤等均容易直接造成整個定值錯誤，進而對順利運行繼電保護裝置造成影響。

（3）插件絕緣與抗干擾問題，主要表現是在系統運行中干擾微機保護。有無線通信設備出現在設備保護屏附近，會導致微機保護裝置發出元件誤動作。主要是由于微機保護裝置自身特點導致的，該中故障會嚴重影響到微機繼電保護裝置性能，降低其運行效率。

（4）在微機繼電保護裝置常見故障中，還有一個就是中接線錯誤[4]。若電力運行過程中存在接線錯誤，通常需要在檢驗與調試新裝電路后才會被發現，因為線路自身的復雜性具有較大的處理難度，所以在微機繼電保護裝置的各種常見故障中，該故障的解決較為麻煩。

5.2 處理措施

（1）對于裝置常見故障，應與實際情況相結合做好相應的處理，這也是確?？茖W合理使用微機繼電保護裝置的關鍵所在。在出現繼電保護事故時，應以故障信號燈為依據及時做好方案設定，并認真對于事故發生的原因進行設備與人為故障分析，采取及時針對的補救措施。例如，過負荷保護方案。如何電力線路是在過負荷狀態下運行，其會對配電設備正常使用壽命造成損壞，若是長時間運行極易引發電力系統癱瘓。因此，微機繼電保護裝置需要對線路負荷量有效監測，當線路過負荷運行時若超過預設整定時間，則會發出相應的保護動作，具體如圖1 所示。

（2）和遠程控制系統相結合，定期分析與整理實時監測數據，借助大數據比對設定的各種故障預防體系方案，盡可能降低發生微機繼電保護裝置故障的概率，讓運行整個過程的質量安全獲得充分保障。

6 提高微機繼電保護裝置使用水平的建議分析

6.1 依據具體使用要求科學設計微機軟件

由于不同的電力系統工程具有不同的實際工作要求，而且處于不同的工作環境中，因為任何一個微機繼電保護裝置的具體運行及控制要求均各不相同。那么，則應該在設計微機計算機軟件時擁有一個重要標準，即應依據實際繼電保護裝置應用要求對專用軟件進行設計。該設計所考慮的內容是多方面的，囊括了整體系統的檢測中可能發生的問題、工作環境、干擾影響因素來源等。在對強制及準實時任務進行設計的過程中，需要切實考慮到實際操作任務的情況，在保證強制保障系統自身安全的基礎上，不會對系統穩定運行帶來干擾。在要求特殊的系統保護中的信息判斷模塊，依據要求設計相應的軟件運行，由此保證信息可以精準判斷。在實際運行過程中通信模塊一方面應保證信息暢通，另一方面還要確保各種干擾對信息精確性帶來的影響。有關人機接口模塊，不僅要設計簡便操作的模式，而且要保證降低人員失誤操作的設計。以上均為降低軟件設計工作中產生設計缺陷而使用的對策。例如在保護系統時通過復算校核的檢驗方式，能夠針對由于各類干擾對數據帶來的影響進行校驗，屬于一種較好的檢測數據干擾的手段。可是由于會導致數據計算量的增加，有可能會出現成保護延時的問題，這樣一來會在一定程度上影響到系統整體保護。因此，在設計軟件時需要結合實際系統運行情況，再考慮是否要采取該檢測方法。

6.2 認真對待使用環境預測及保護

針對電力系統的總體工作，怎樣有效降低因為過于復雜的使用環境而引發的問題，始終是困擾整體工作的一個重要命題。微機繼電保護裝置作為一項保護電力系統的重要措施，更是如此。例如，空氣當中的粉塵會破壞繼電保護裝置的電子元件，從而引發短路等問題。而且部分電子設備在實際使用中形成的電磁波，也會干擾到繼電保護裝置，對裝置的數據采集準確度造成影響[5]。而在上述影響有一些是能夠預防的，例如依據相關標準做好防塵工作，或是在繼電保護裝置上設置防塵設備等均是有效的預防措施。

7 結束語

基于我國不斷擴大電網規模，提高智能電網建設速度，在很大程度上促進了微機繼電保護裝置的發展與更新?，F階段，該裝置的功能十分多樣，可以在對事故隱患及時防范的基礎上，進行統一且獨立的保護及監控，有利于全面提高繼電保護裝置的可靠性?？梢哉f，微機繼電保護裝置在電力系統中的重要性愈發明顯，并且其也會成為未來電力系統發展的一大主流趨勢。