微机综合保护

微机综合保护（共10篇）

微机综合保护 篇1

1 微机综合保护装置的原理

近年来, 国内外微机综合保护技术的研究工作和产品开发不断取得新成果。但是, 其基本原理却是相同的, 微机综合保护装置主要部分是微机本体, 它被用来分析计算电力系统的有关电量和判断系统是否发生故障, 然后决定是否发出信号。除微机本体外还需要配备自电力系统向微机送进有关信息的输入接口部分和向电力系统送出控制信息的输出接口部分。此外, 还有人机对话的屏幕显示器等。其原理框图如图1。

由图中可以看出, 当电力系统发生故障时, 故障信号通过电流、电压互感器等传入微机综合保护系统中的模拟量输入通道, 经A/D转换后, 计算机将对这些故障信号按固定的保护算法进行运算, 并判别是否有故障存在, 一旦确定保护区域内有故障, 微机保护系统将根据现有继电器以及跳闸继电器的状态来决定跳闸次序, 经控制、开关量输出通道输出跳闸信号, 从而切除电力系统的故障并打印故障信息及动作情况。

2 微机综合保护装置的特点

微机综合保护装置与传统继电器保护的比较其主要区别, 在于用微机控制的多功能继电器替代了传统的电磁式继电器, 并取消了传统的信号屏等装置, 相应的信号都可以输入至计算机。为便于集中控制, 还可以将所有的控制保护单元集中布置。由于各种微机装置均采用网络通讯方式与当地的监控系统进行通讯而不是传统的接点输出到信号控制屏, 因此二次接线大量减少。同时由于采用了技术先进的当地监控系统来取代占地多、操作陈旧的模拟控制屏, 使得所有的操作更加安全、可靠、方便。所以微机综合保护装置的优点可以概括为以下几点:

1) 可靠性高。一种微机保护单元可以完成多种保护与监测功能。代替了多种保护继电器和测量仪表, 简化了开关柜与控制屏的接线, 从而减少了相关设备的故障环节, 提高了可靠性。微机保护单元采用高集成度的芯片, 软件有自动检测与自动纠错功能, 也有提高了保护的可靠性;

2) 精度高, 速度快, 功能多。测量部分数字化大大提高其精度。CPU速度提高可以使各种事件以ms来计时, 软件功能的提高可以通过各种复杂的算法完成多种保护功能;

3) 灵活性大, 通过软件可以很方便的改变保护与控制特性, 利用逻辑判断实现各种互锁, 一种类型硬件利用不同软件, 可构成不同类型的保护;

4) 维护调试方便, 硬件种类少, 线路统一, 外部接线简单, 大大减少了维护工作量, 保护调试与整定利用输入按键或上方计算机下传来进行, 调试简单方便;

5) 经济性好, 性能价格比高, 由于微机保护的多功能性, 使变配电站测量、控制与保护部分的综合造价降低。高可靠性与高速度, 可以减少停电时间, 节省人力, 提高了经济效益。

3 微机综合保护装置的种类

按照电压等级分可以将微机综合保护装置分为高压和低压。

按照微机保护装置的具体用途可将微机保护装置分为以下几类:

1) 发电机保护:微机型发电机保护适用于中小容量发电机的成套保护;

2) 变压器保护:变压器本体保护装置适用于110k V及以下电压等级的变压器保护, 装置可以接收从变压器本体来的非电量接点直接跳继电器出口或启动信号继电器给出中央信号和远动信号;

3) 线路保护:线路保护测控装置是以电流、电压保护及三相重合闸为基本配置的成套线路保护装置。适用于66k V及以下电压等级的非直接接地系统或经电阻接地系统中的方向线路保护及测控;

4) 电动机保护:电动机综合保护装置, 适用于10k V及以下电压等级的各种系统接线 (中性点不接地系统, 小电流接地系统) 中高压异步电动机综合保护, 作为大中型异步电动机 (数百千瓦以上) 内部故障、过负荷等的保护等;

5) 电容器保护:电容器保护装置是以电流电压保护及不平衡电压保护为基本配置的成套电容器保护装置;适用于66k V及以下电压等级的电容器组;

6) 电抗器保护:电抗器保护适用于35kV及以下等级的电抗器保护。提供差动速断保护、比例差动、单侧两段过电流保护、过负荷功能;

7) PT切换及低电压保护:当双母线按双母并列 (或单母分段按单母方式) 运行时, 两组 (段) PT中一组 (段) 发生故障 (或检修) 而停用时, PT切换动作将两组 (段) PT二次侧小母线并联运行。本装置同时监测两段母线电压, 当母线低电压时, 装置经整定延时后动作于低电压出口或发出信号。

4 微机综合保护装置的功能

微机综合保护装置的保护功能包括:

1) 两相两元件 (或三元件) 电流速断保护;

2) 两相两元件 (或三元件) 限时速断保护;

3) 两相两元件 (或三元件) 定时限或反时限过电流保护;

4) 零序电流接地保护 (可动作于跳闸或告警) ;

5) 低电压保护;

6) 过负荷保护;

7) 就地及远方功能;

8) 监视功能;

9) 记录功能;

10) 投/停选择功能。

除以上功能外, 还可以根据具体需要与主要用途选用不同种类的微机保护装置, 以满足不同的使用要求。

5 结论

科技在进步, 微机综合保护装置在不断的改进与开发中, 品种越来越齐全, 功能越来越强大, 完全可以满足各种类型变配电站的各种设备的各种保护要求, 这就给变配电站设计及计算机联网提供了很大方便, 同时增强了配电系统的安全性、可靠性以及操作的便利性。

微机综合保护 篇2

【关键词】变电站；微机综合自动化保护系统；设计

随着我国经济的快速发展，工业技术也在快速的发展，这对电网的可靠性也提出了更高的要求；同时市场经济新形势下，对电网建设也提出了许多新的要求；电网规模不断壮大的今天，电网结构更加复杂。综合这三方面的情况，传统的控制保护系统以及远远的不能满足新形势下的电网要求，因此变电站微机综合自动化保护系统的研究和设计具有很大的意义。

一、变电站微机综合自动化保护系统的作用

变电站微机综合自动化保护系统能够保证变电站之间的分配控制、分配检查以及电能传输等任务顺利的完成，变电站自动化保护系统具有下面几个方面的作用：通过自动化保护系统能够满足变电站的通信要求；通过自动化保护系统能够及时、准确的监测出电网中存在的问题，并且将出现问题的部分隔离；通过自动化保护系统能够对当地紧急情况进行控制；通过自动化保护系统能够自动的采集变电站的所有信息，对变电站的情况进行控制。

二、变电站微机自动化保护系统设计的原理

1.充分综合性，变电站自动化保护系统必须完全的代替原来的二次设备，把变电站的控制、保护、坚实、测量等功能全部分在一个系统中。通过其灵活适应性强的运行模式，进行标准化工作，保证其能够适应各种不同类型、电压的变电站环境。

2.需要满足系统对技术先进与安全性的要求，并且能够保证通信信息的共享，各种模块与部件之间应该采用网络模式，便于自动化系统中不断的从外界获取信息，实现站内所有资源的共享。此外，微机保护硬件与软件应该能够满足监控系统这种相对独立的环境。

3.运行系统必须可靠，具备较强的抗干扰能力，所以在进行整体设计的时候，应该综合保证整体系统中的各个子系统相对独立，此外，还需要其具有独立的问题诊断以及自我修复能力。

三、变电站微机综合自动化保护系统的设计

在进行变电站微机综合保护自动化保护系统设计的时候，应该研究变电站的实际情况，根据一次配电设备的布置情况，二次微机继电保护设备的设计，在按照整体的设计原理，实现微机综合自动化保护系统。

1.一次变配電设备的设计

首先选择变压器，变压器分主次之分，一般的主变压器采用户内布置干式变压器，例如SG10-1250KVA变压器，主要有过流保护、高压零测序过保护、低压侧反时限零序过流保护、小电流接地保护、F-C过流闭锁出口、负序过流保护、瓦斯等非电保护等功能，并且能够同时进行10路外部开入遥信的功能；其次是选择高压开关柜，变电站的高压开关柜通常都是安装在真空断路器中，因此常选用真空气体剧院金属封闭开关，例如KYN28-12型真空气体绝缘金属封闭开关柜；最后是选择低压配电屏，低压配电屏通常是安装在全封闭金属铠装移开式开关柜中的，如低压GCS型开关柜。

2.机电保护装置的配置与二次回路

根据变电站的微机综合自动化保护系统的整体设计原则，以及对设备类型的要求，然后对我国多家生产变电站微机综合自动化保护装置的性能，充分的考虑设备的价格、前瞻性、经济性以及售后服务等方面的因素，再结合相关的关键技术指标，进行微机综合自动化保护装置的设计，例如XK2000系列综合自动化保护测控装置的硬件组成有：

（1）微处理器模块，微处理器模块简称CPU，是机电保护装置的核心，其作用就是：监控、自检、通信以及保护的功能，然后对有源低通与带通滤波回路、出口驱动电路、信号驱动电路等，这种模块的端子有：外部复归接点输出、对时脉冲输出、电度脉冲输出以及开关输出、一个CAN串行通道信息接口、一个RS485串行通道信号接口。

（2）电源模块，装入电源模件输入220V直流电压，然后输出24V（2）、24（1）、12V、5V四组直流电压。其中24（2）是开关量输入无源脉冲量，24（1）是机电驱动电源，12V是模拟系统工作电源，5V是处理器工作电源。

（3）交流信号输出模块，X2、X3输入模块通过输入TA、TV交流电，然后通过交流电压信号转化为弱点信号，这样就能起到将弱电隔离的作用，不同的装置在输入与输出交流电的回路接线端子的定义也不相同。

（4）保护测控装置操作回路模块。该模块的内容有：6路独立的动作出口继电器能够传出8个接点，“主合开关”继电器HJ与“跳主开关”继电器TJ是通过第二接点输出；“遥控合闸”与“遥控跳闸”的主要作用就是遥控操作，第3路独立的信号继电器总共输出4个接点，输出“保护动作1”与“保护动作2”，此外，为了保证“装置故障”与“警告信号”，将他们分别接在不同的接点上。

（5）综合测控装置直流模拟及开关量输入模块。该模块的内容有：4路无源开关电源输入，此电源接点通过光耦隔离端子接入；12路有源开关量输出，电压一般选用220V/110V直流电流，同时也可以为220V交流电，对四路电流模拟量进行DC1-DC4测量，将其控制在0-6V/5-20mA范围之内。

3.通信子网构成

微机综合自动化保护系统通信子网，现在通常应用的是以太网，在变电站层一般采用100M以太网，间隔层使用10M以太网。间隔层的保护装置、测控装置、自动装置等具备以太网接口的设备直接接入间隔层以太网，其他分部布置的设备通过规约转换、测控装置或低压保护装置接入间隔层以太网，根据设备所属的间隔和物理位置链接到适当的间隔层集线器，然后再将所有间隔层集线器接入变电站层集线器。对于可靠性要求高的变电站的自动化系统，可采用双重化的以太网来确保单一故障时不损失任何功能。对于站点较多的变电站，变电站层可采用交换性集线器，将间隔分成若干子网，限制每个冲突域的站点数量不致过多，以确保系统响应速率。

四、结束语

变电站微机综合自动化保护系统作为一种蓬勃发展的新兴技术，其设计原理还有许多需要完善的地方，随着广大电力科研人员不断的研究，以及在实践中积累经验，不断对综合自动化系统进行改进，使我国变电站微机综合自动化保护技术得到了不断的提高。

参考文献

[1]黄盛超.变电站微机保护系统的若干问题分析[J].中国高新技术企业，2012（19）：98-100.

[2]郭莉.变电站微机综合自动化保护系统的应用[J].城市建设理论研究，2013（28）：54-57.

[3]蔡春海.浅析变电站微机综合自动化系统运行的可靠性[J].民营科技，2012（2）：52.

微机综合保护 篇3

在采用CB-6073型电机微机综合保护装置替代10kV、5000kW同步电机原有保护继电器的技改中,由于两者之间存在一定差异,因此,需根据原继电保护要求对CBZ-6073型微机综合保护装置的保护类型、保护参数进行设置,以保证装置能够正常工作,起到相应的保护作用。

1 微机综合保护装置的特点

CBZ-6073型微机综合保护装置采用模块化设计,其集成度高,通过修改软件便可实现不同保护功能,而无需更改硬件配置。它以过流幅值、负序电流和零序电流分量作为基础的故障判据,实现对电机的保护和监测;利用负序和零序分量可鉴别电机的各类不对称故障,而过载、短路等以过流为特征的对称故障则可通过检测电流幅值来判断。

2 保护功能选择

根据原继电保护投入项目,并结合CBZ-6073综合保护装置的特点,5 000kW同步电机选择投入以下保护类型:

(1)差动保护。为了防止电机发生相间或匝间短路,设置了纵联差动保护,通过判断电机首、尾端电流的差值来实现,作用于跳闸。综合继电保护装置对差动保护采用分相式,即A、B、C任一相保护动作均出口。

(2)过流反时限保护。该保护是为防止电机或驱动设备发生堵转等情况导致电机定子电流过大而设置的,通过判断电机正序电流大小来实现,作用于跳闸。

(3)电流速断保护。该保护是电机发生短路故障时的主保护,通过判断正序电流的大小来实现,作用于跳闸。

(4)零序过流保护。电机电源电缆安装有零序互感器,当发生单相接地故障时,互感器一次侧便出现零序电流,二次会有相应的输出,保护装置以此作为判据,作用于跳闸。

(5)低电压延时保护。供电电压太低可引起电机过流甚至堵转,因此装设低电压延时保护。当Uab,Ubc有一相低于整定值时,低电压保护经延时后作用于跳闸。为防止TV断线时低电压保护误动,采用电流闭锁。

(6)低电压强励预告。当系统电压低于电机额定电压85%时,保护装置输出接点闭合,使励磁系统输出1.4倍满载励磁电流。

(7)电流互感器(TA)断线告警。为了防止TA意外断线而造成的电流互感器损坏及人身伤害,综合保护装置中设置了TA断线告警,作用于预告信号。

(8)电压互感器(TV)断线告警。为避免电压互感器二次侧因意外断线而导致正常情况下电机低电压保护跳闸,综合保护装置中设置TV断线告警,作用于预告信号。

3 综合保护装置的继电保护整定值

3.1 差动保护

3.1.1 原整定参数

原采用DL-11/10型电流继电器来实现纵向差动保护,电流整定值为7.5A,瞬时动作。

3.1.2 综合保护装置整定参数

综合保护装置差动保护类型设定为比率差动。当满足以下条件时比率差动保护动作:运行电流If小于制动拐点电流Igd,且差动电流Icd大于差动保护门坎定值Icdqd时,保护出口动作;当If>Igd时,差动保护启动电流值在Icqd的基础上按照一定比率关系线性增加。其制动特性如图1所示。

针对比率差动保护,综合保护装置有3个设定项:差动保护门坎定值Icdqd、比率系数K、制动拐点电流Igd。原比率系数K为0.5,电机基本在额定电流下运行,因此将制动拐点电流Igd设定为1倍In额定电流),即4.3A;Icdqd设定原则为躲过电机在启动及运行时因互感器特性差异而导致的最小差动电流值,Icdqd可取(0.5～1)In,确定Icdqd=1In≈4.3A,与原整定值基本一致,同时也可保证动作的可靠性及灵敏性。

3.2 过流反时限保护

3.2.1 原整定系数

原采用Gl-22/10型电流继电器实现过流反时限功能,整定动作电流为6A,2倍动作电流允许过负荷时间为22s。

3.2.2 综合保护装置整定参数

(1)过流反时限动作电流Iset整定。综合保护装置的返回系数可达0.95,因此综合保护装置动作整定电流为:

式中,KK为可靠系数,取1.2;Ki为电流互感器变比,400/5;Kjx为接线系数,取1.0;Kf为返回系数,取0.95;IN为电机额定电流,344A。

因此,根据计算结果将综合保护装置过电流反时限动作电流Iset整定为5.4A。

(2)在保护时限特性上,综合保护装置的过流反时限特性曲线采用了IEC标准,其反时限特性公式为:

式中,Iset为整定动作电流,取5.4A;t为延时时间;I为反时限动作电流;Tset为延时常数。

综合保护装置在反时限特性上与原GL-22/10型电流继电器有细微差别,因此在原继电保护反时限要求U=12A,t=22s)的基础上并结合综合保护装置的反时限公式(2)计算出综合保护装置反时限过流保护的延时常数Tset≈2.53,以此进行设定。保护校检时同样按照此点考核保护装置的时限特性。

3.3 电流速断保护

3.3.1 原整定参数

原采用GL-22/10型电流继电器实现速断保护,整定值为42A,0.1s速动。

3.3.2 综合保护装置整定参数

综合保护装置对电流速断保护有3个设定项:启动后速断电流整定值Ihset、启动时速断电流整定值Isset、速断延时Tset。

该5 000kW同步电机采用串连电抗器降压启动,降压启动最大电流为1 420A,外部短路电流最大值为1 940A,因此,二次动作电流按整定。二次动作电流为:

式中,KK为可靠系数,取1.8。

Ihset、Isset都按计算整定为43.7A;速断延时Tset设置为0.02s。

3.4 零序过流保护

3.4.1 原整定参数

原零序过流保护由零序电流互感器及二次侧DD-11/60型接地继电器构成。零序互感器一次动作电流计算值约为1.3A,继电器整定电流为20mA。

3.4.2 综合保护装置整定参数

综合保护装置对零序保护有1个设定项:零序保护整定电流I0set。由于二次侧负载由原接地继电器线圈变为综合保护装置零序电流输入线圈后,未对零序电流互感器进行更换,可能导致二次感应电流变化,因此,零序保护的设定须以零序电流互感器一次动作电流整定为基准。经过模拟试验验证,当零序互感器一次电流为1.3A时,其二次感应电流值为30mA,因此将零序保护整定电流I0set设定为0.03A。

3.5 低电压延时保护

3.5.1 原整定参数

原低电压延时保护由电压继电器DJ-122A实现电压检测,并配合DS-113C型时间继电器实现延时跳闸功能,电压继电器整定电压Uab和Ubc均为50V,时间继电器整定为9s。

3.5.2 综合保护装置整定参数

综合保护装置对低电压延时保护有3个设定项:低电压整定值Uset、TV断线闭锁电流定值Iset、动作延时Tset。与原继电保护整定数值对照,将Uset设定为50V,Tset设为9s。Iset作为TV断线的闭锁电流定值,设定为0.1A(换算为一次侧是8A)。

3.6 低压强励保护

3.6.1 原继电保护整定参数

原低电压强励保护由电压继电器DJ-122/160实现电压检测,其出口接点作用于预告及强励接触器,强励启动整定值为线电压,Uac=85V。

3.6.2 综合保护装置整定参数

(1)综合保护装置对低电压延时保护有3个设定项:低压强励启动电压定值Ulset1、低压强励闭锁电压定值Ulset2、保护延时Tset。综合保护装置与原继电保护对照,将Ulset1设定为85V,Ulset2设定为50V。

(2)综合保护装置设置闭锁电压Ulset2主要是防止TV断线或系统意外停电导致电机长期强制励磁,致使电机转子线圈烧坏。Ulset2≤Uab,Ubc,Uca≤Ulset1时,强励出口接点输出;在整定区间外,强励不会动作。强励作用于预告报警,保护延时Tset设定为0.02s。

3.7 TV断线告警整定数值

综合保护装置对TV断线告警有2个设定参数:TA检无流定值Iset、TV断线检无压的电压定值Uset。综合保护装置的判断原则是检测电压、电流同时达到设定值,如由TV断线导致的电压下降小于Uset,同时检测电流大于Iset,那么保护器认为TV断线,并输出预告告警接点。Uset整定为20V,Iset整定为0.1A(换算成一次电流为8A)。

3.8 TA断线告警整定数值

TA断线告警有1个设定项:TA断线检无流的电流定值Iset。其整定原则是小于电机启动或运行时的最小电流。根据电机在启动及运行中的实际电流值,将Iset设定为0.1A(换算为一次为8A)。

4 结束语

实践证明,微机综合保护装置选择的保护功能和整定的参数能满足电机继电保护的选择性、速动性、可靠性和灵敏性的基本要求,没有出现因保护整定值不合理而损坏电机、保护误动跳闸的情况。微机综合保护装置和CBZ6001Z通信管理装置通过CAN连接,再通过RS-232接口与上位机组成监测系统,实现了远程保护投退、参数修改、运行记录等功能,大大提高了电机保护系统的自动化程度。

摘要：介绍一台10kV、5 000kW同步电机微机综合保护装置保护项目的选择、保护参数的计算及整定过程。

关键词：电机,综合保护,整定

参考文献

[1]许建安.继电保护整定计算[M].北京:中国水利水电出版社,2001

[2]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护实用技术问答[M].北京:中国电力出版社,1999

[3]贺家李,宋从矩.电力系统继电保护原理中[M].北京:中国电力出版社,1994

[4]贺家李.电力系统继电保护原理(增订版)[M].北京:中国电力出版社,2004

[5]王梅义.电网继电保护应用[M].北京:中国电力出版社, 1999

BP—2B型微机母线保护浅析 篇4

【关键词】BP-2B型微机；母线；LXB型母线保护

母线是电能汇总、分配之所在。母线保护是正确迅速切除母线故障的重要保护装置，它的拒动或误动将给电力系统带来严重危害。因此，选择适当的母线保护已成为发供电企业确保安全稳定运行的必要条件之一。多年运行经验表明无论是从性能上还是运行维护等方面，本公司LXB型母线保护就越来越不能满足要求。因此63千伏母线保护改造就尤为重要。

一、LXB型电流相位比较式母差保护特点及存在问题

在63千伏母线保护改造前，本公司母线保护为LXB型电流相位比较式母线保护，该保护采用差动电流作装置启动量，比较差动电流与母联开关电流相位以判别故障母线。其主要特点是：原理简单，二次接线明了，能适应一次系统的倒闸操作。要求电流互感器特性、变比一致，否则要加辅助电流互感器。

LXB型母差保护的使用，其间经历过区内和区外故障的考验，为我公司的安全稳定运行做出了贡献，同时也暴露出其存在的某些缺陷，存在许多问题：

1.运行方式改变时，有时将导致保护灵敏性不能满足要求。

2.当63千伏南、北母线所接电源严重不平衡时，电源功率大的母线故障，小电源或无电源母线提供母联电流不能启动相位比较继电器，装置将不能选择出故障母线，使故障范围扩大。

3.因为我公司旁路兼母联开关电流互感器为单侧设置，在旁路兼母联开关与电流互感器之间发生故障，故障母线不能快速切除。

4.双母线分裂运行时，动作失去选择性，动作时间较长。

5.当母线近端发生区外故障时，由于电流互感器严重饱和出现差电流，可能导致母差保护误动作。

6.由于装置投运行时间已较长，继电器已存在不同程度的老化现象。

综上所述，无论是从性能上还是运行维护等方面，该保护都越来越难以满足要求。因此，63千伏母线保护的改造工作成为必然。

二、BP-2B型微机母线保护原理

BP-2B型微机母线保护装置是由深圳南京自动化研究所研发、深圳南瑞科技有限公司生产的。适用于500KV及以下电压等级各种母线接线方式。BP-2B型微机母线保护装置可以实现母线差动保护、母联充电保护、母联过流保护、母联失灵（或死区）保护、以及断路器失灵保护等功能。BP-2B型微机母线保护的原理如下：

1.起动元件

母线差动保护的起动元件由 “和电流突变量”和 “差电流越限”两个判据组成。“和电流”是指母线上所有连接元件电流的绝对值之和，“差电流”是指母线上所有连接元件电流和的绝对值。与LXB型母线差动保护不同，BP-2B型微机母线保护的“差电流”与“和电流”不是从模拟电流回路中直接获得，而是通过电流采样值的数值计算求得。起动元件分相起动，分相返回。

2.差动元件

母线保护差动元件由分相复式比率差动判据和分相突变量复式比率差动判据构成。

（1）复式比率差动判据：复式比率差动判据相对于传统的比率制动判据，在制动量的计算中引入了差电流，使其在母线区外故障时有极强的制动特性，在母线区内故障时无制动，因此能更明确地区分区外故障和区内故障。

（2）故障分量复式比率差动判据：根据叠加原理，故障分量电流有以下特点：①母线内部故障时，母线各支路同名相故障分量电流在相位上接近相等（即使故障前系统电源功角摆开）。②理论上，只要故障点过渡电阻不是∞，母线内部故障时故障分量电流的相位关系不会改变。根据这一特点，采用电流故障分量分相差动构成复式比率差动判据。

3.电流互感器饱和检测元件

为防止母线差动保护在母线近端发生区外故障时，由于电流互感器严重饱和出现差电流的情况下误动作，本装置根据电流互感器饱和发生的机理、以及电流互感器饱和后二次电流波形的特点设置了电流互感器饱和检测元件，用来判别差电流的产生是否由区外故障电流互感器饱和引起。

4.电压闭锁元件

以电流判据为主的差动元件，可以用电压闭锁元件来配合，提高保护整体的可靠性。与LXB型电流相位比较式母差保护只采用母线线电压低电压不同， BP-2B型母线保护电压闭锁元件用到了母线线电压低电压、母线三倍零序电压、母线负序电压。当母线线电压低于给定值、母线三倍零序电压大于给定值、母线负序电压大于给定值三个判据中的任何一个被满足，该段母线的电压闭锁元件就会动作，称为复合电压元件动作。如母线电压正常，则闭锁元件返回。本元件瞬时动作，动作后自动展宽40ms再返回。差动元件动作出口，必须相应母线段的母线差动复合电压元件动作。使保护更为合理可靠。

5.故障母线选择逻辑

我公司63千伏系统的主接线为双母带旁路，旁路兼母联开关的接线方式，所以BP-2B型母线保护使用大差比率差动元件作为区内故障判别元件；使用小差比率差动元件作为故障母线选择元件。即由大差比率元件区分母线区外故障与母线区内故障；当大差比率元件动作时，由小差比率元件是否动作决定故障发生在哪一段母线。大差比率差动元件的差动保护范围涵盖各段母线，不受运行方式的控制；小差比率差动元件受当时的运行方式控制，但差动保护范围只是相应的一段母线，具有选择性。这样可以最大限度的减少由于刀闸辅助接点位置不对应造成的母差保护误动作。

母线上的连接元件倒闸操作过程中，两条母线经刀闸相连时（母线互联），装置自动转入‘母线互联方式’（非选择方式）——不进行故障母线的选择，一旦发生故障同时切除两段母线。

6.母联充电保护

双母线其中一条母线停电检修后，要通过母联开关对检修母线充电以恢复双母运行。此时投入母联充电保护，当检修母线有故障时，该保护跳开母联开关，切除故障。

三、BP-2B型微机母线保护的特点

通过对BP-2B型微机母线保护原理及特性的探讨，我们可以看出，该保护和LXB 型电流相位比较式母差保护相比，具有以下几个显著特点：

1.比率差动门坎定值按母线最小方式故障整定，保证母线最小方式故障时有足够的灵敏度。

2.大差比率差动元件作为区内故障判别元件，使用小差比率差动元件作为故障母线选择元件，很好地解决了LXB型电流相位比较式母差保护因南、北母线所接电源功率严重不平衡而使母差拒动的问题，同时亦可实现双母线分列运行时保护装置正确、迅速动作。

3.采用死区故障封母联开关电流互感器技术，减小了死区故障时保护的动作时间。

4.增设电流互感器饱和检测元件，有极强的抗电流互感器饱和能力，有效地防止了母线近端区外故障时，由于电流互感器饱和使保护误动作的可能性。

四、BP-2B型微机母线保护存在的问题

BP-2B型微机母线保护和传统继电器保护相比，具有很多的优点，但也存在不足，主要有以下几点：

1.保护装置主机CPU电源中断时可能出现异常。

2.母线保护回路中任何一个运行设备直流电源中断时，装置不能正确判断该设备刀闸实际状态，需人为手动切换。

五、结语

BP-2B型微机母线保护的应用，较好地克服了LXB型电流相位比较式母差保护的缺点和不足，完全适应我公司的现场实际，也必将为我公司的安全生产，系统稳定运行提供更加可靠的保障。

参考文献：

[1]李火原.电力系统继电保护与自动装置[M].中国电力出版社，2006-4-1.

[2]张广嘉.BP-2B微机母线保护装置技术说明书[M].深圳南瑞科技有限公司，2006-7.

微机综合保护 篇5

高压电动机是现代社会生产中最主要的动力设备,特别是电力、矿冶、石油、化工、水利等国民经济支柱行业。目前,在电力和其它工矿企业,电动机的保护装置普遍采用微机综合保护装置作为其保护元件。与原电磁型电动机保护相比,现在微机型电动机保护除了原有的差动保护、速断保护、接地保护、过负荷、低电压保护外,还新增了负序保护、电动机反时限过热保护、堵转保护等。有些原有保护也较原电磁型继电器在功能上有了扩展,如何更好地对这些保护进行整定,使其更好地保护电动机,显得越来越重要。

2 电动机微机保护几种新增保护功能的整定原则分析

2.1 电流速断保护

电流速断保护仍按躲过电动机启动电流的原则整定,并考虑一定的可靠系数。对电动机微机保护的可靠系数,可以比电磁型小一些,一般取1.2~1.3。电动机启动电流应由实测取得,按负载性质不同,一般启动电流在6~10倍电机额定电流之间[1]。

但部分微机保护的电流速断是通过测量电动机的正序电流实现的,如果微机速断保护由正序电流实现,则其定值计算及灵敏系数的校验方法与常规保护不同。其方法如下。

(1)启动值I1dz

式中:I1dz为正序电流保护整定值;KK为可靠系数,取1.2~1.3;Iqd为电动机启动电流。

(2)动作时间t1

对于采用断路器控制的电动机,选择瞬时动作,即t1=0;对于F-C控制的电动机,由于短路故障由熔断器切除,而非接触器切除,应整定带一定的延时,一般取t1=0.3s。

(3)灵敏度校验

根据规程规定,电动机的电流速断保护应保证在最小运行方式下,保护安装处两相短路时的灵敏系数大于2。由于保护单元是通过测量正序电流实现的,根据序电流概念以及同一地点两相短路电流与三相短路电流的关系,得出灵敏度校验公式如下:

式中I1(.2)dmin为最小运行方式下,保护安装处两相短路时的正序电流;Id(.3)min为最小运行方式下,保护安装处三相短路电流。

2.2 负序保护

负序保护一般为反时限特性,用负序保护作为电源断相、单相接地、两相短路的保护。负序保护定值一般按电机在额定电流运行时,发生断相产生的负序电流使负序保护可靠动作来整定;同时负序保护还需考虑躲过CT二次回路断线故障,综合以上两种情况,负序电流通常整定为0.8倍电机额定电流即可。保护动作时间应躲过电动机外部两相或单相短路(对大电流接地系统)的动作时间[1]。整定计算具体过程如下。

(1)躲过CT二次回路断线

已知CT二次回路断线时,相当于在继电器中产生了一个0.577倍电动机负荷电流的负序电流,故启动值应为:

式中:I2.dz为负序整定电流;Kk为可靠系数,取1.2;IN为电机额定电流。

(2)在正常运行时发生断相有足够的灵敏度

已知电动机正常运行时发生断相,将产生电动机负荷电流约90%的负序电流,因此,为保证断相时负序保护可靠动作,负序电流保护启动值应为:

综合以上两式,负序电流启动值的整定范围为:

式中:I2.dz为负序电流保护整定值;IN为电机额定电流;Kk为可靠系数,取1.2;KLM为灵敏系数,取1.1。

(3)动作时间τ2

负序电流保护的反时限特性如下:

式中:t为反时限实际动作时间;I2为实际流入继电器的负序电流;I2.dz为负序电流启动值;τ2为实际流入继电器的负序电流I2为整定值I2.dz时的动作时间。

由于负序电流保护的动作时间t必须躲过外部两相短路时后备保护的动作时间。设电动机所在母线后备保护的动作时间为t′,则τ2可整定为:

式中:Δt为时间级差,取0.5s;Iwb为外部两相短路切除时段内流过电机的反馈负序电流。

应注意的是,有一些型号的综合保护装置的负序电流保护单元的反时限特性已由厂家固定,不能随意整定。对于此类保护装置应根据厂家提供的反时限特性曲线进行校验,校验仍不满足选择性要求的电动机,则宜将负序保护单元退出。

2.3 接地保护

接地保护作为保护电机及电缆单相接地时的保护。对大电流接地系统有专用零序TA时,单相接地电流整定值可以按躲过电机启动时的最大零序不平衡电流来整定。对于三相TA收尾来产生零序电流时,为了防止TA二次回路断线时,保护误动作,也可按躲一相断线时的电流来整定。动作时间一般可取0.3~0.5s。对电机启动时的最大零序不平衡电流最好实测,根据运行经验,一般可按0.2~0.4倍电机额定电流之间来整定,这样整定能最大限度地保护电机内部中性点附近单相接地。

对小电流接地系统的接地保护,如果只有零序电流而不判断零序电流方向作为零序保护的故障量,一般按躲开外部接地时电动机送出的三相稳态电容电流值来整定,对电机电容电流应实测。对于判断零序功率方向的零序保护,按其具体动作原理进行整定。

2.4 电动机反时限过热保护

过热是引起电动机损坏的重要原因,特别是转子因负序电流产生的过热。一般保护厂家的电动机反时限电流与时间关系,按式t=τ/[K1(I1/In)2+K2/(I2/In)2-1.052]来设计,其中:τ为电动机的发热时间常数,应由电动机厂家提供,但由于国内电机厂家对电动机研究水平的限制,此参数一般很难提供[2]。一般可按电动机允许连续启动2次来近似整定τ值。K1为正序发热系数,有的厂家在启动时K1取0.03,启动后K1取1;有的厂家在启动时K1取0.5,启动后K1取1。K2为负序发热系数,一般可取6。

2.5 电动机堵转保护

电动机堵转保护可防止电机堵转,一般厂家的堵转保护原理同过流保护原理。

也有部分厂家用电动机转速开关和相电流构成。此时动作时间以躲开电动机从启动到速度开关变位的时间,动作电流以躲开电动机正常允许的最大负荷电流,这样可以防止转速开关误动引起堵转保护动作。

2.6 低电压保护

低电压保护是为了保证重要电动机的可靠自启动成功,切除部分不重要的电动机,并防止不允许自启动的电动机自启动。一般来说,电厂低电压保护用母线电压互感器(TV)的低电压保护来跳各台电机,其好处是TV低电压保护在一次、二次保险断线时,可以闭锁低电压保护。而一般电动机的低电压保护在TV保险断线时,很少有闭锁低电压保护的功能。次要电动机及不需要自启动的电动机,一般低电压保护动作定值在60%~75%额定电压之间,其动作时间一般取0.5s;重要的电动机的低电压保护动作定值,一般在45%~55%额定电压之间,动作时间一般取9s[3]。

2.7 定时限过负荷保护

定时限过负荷保护应躲过电动机允许长期正常运行的最大负荷电流;动作时间可取电动机最大启动时间。

2.8 反时限过负荷保护

反时限过负荷保护按反时限公式,以躲过电动机启动时的启动电流和时间来整定。

2.9 电动机差动保护

按继电保护和安全自动装置技术规程的要求,容量大于2000kW的异步电动机和主保护灵敏度检验不合格的异步电动机,要加装电动机差动保护,国外的电动机保护,一般采用变压器保护代替,因此,差动保护装置内部有较完整的电动机后备保护。而国内保护厂家为电动机差动保护做专用的差动保护,差动保护装置内部无电动机后备保护,需与电动机综合保护配合,共同构成大型电动机的全套保护。

国内外的差动保护,现在一般都采用比率制动原理的差动保护。差动门坎整定值,应躲过电动机最大负荷情况下的不平衡电流,一般为0.3~0.5倍额定电流。差动拐点整定值,可取1.0~1.1倍额定电流。差动速断整定值应躲过电动机启动电流情况下产生的最大二次不平衡电流,一般取最大启动电流,常为6~8倍额定电流。额定电流整定取电动机额定工作时二次电流。一般比率制动系数K可取0.3~0.6。

以上只是对电动机的几种常用保护功能的整定原则进行了简单的分析,对于具体的保护装置,还要根据其保护原理,对一些参数进行整定。

3 结语

电动机微机综合保护装置已越来越得到普遍应用,其定值整定是否合理,直接影响到装置的应用效果和被保护对象的安全运行,需要用户在使用时认真仔细考虑。以上探讨了微机型电动机的几种常用和新增保护的整定方法,按以上整定方法对微机电动机保护实行整定后,经实际工程证实效果明显,保护正确动作,没有出现过微机电动机保护误动或拒动的现象。

摘要：对一些常用的电动机微机保护功能的整定方法进行分析和探讨,总结了各种整定方法的特点和适用情况,一方面可以充分利用保护功能,另一方面也可积极有效防止保护设备拒动和误动。

关键词：电动机,微机,保护,整定

参考文献

[1]能源部西北电力设计院.电力工程电气设计手册[M].北京:水利电力出版社,1991.

[2]李力,艾德胜,孟宪民,等.微机型电动机保护装置通用技术条件[M].北京:中国电力出版社,2001.

微机综合保护 篇6

1 变电站综合自动化概述

变电站综合自动化通常就是指将变电站当中的一些二次设备按照一定的方式进行功能组合, 同时再充分的结合电子技术和计算机技术等对整个电站的输入输出设备和线路进行全面的监视和测量, 这样就可以很好的保证其运行的状态。变电站综合自动化系统在运行的过程中能够体现出很多比较有优势的特点, 比如体积小, 综合性强和操作简单等特点, 它也使得变电站在运行的过程中可以更好的保证其安全性和可靠性, 其运行的综合效益也得到了保障。

2 变电站综合自动化系统的类型

2.1 集中式变电站综合自动化系统

该系统通常是根据其功能的标准和要求将对应的继电保护装置和远动装置安装在中央控制室的内部。而变压器和其他的电气设备的运行状态都是要通过C T、PT等要求传输到保护装置和远动装置当中, 在对其进行适当的处理之后会将其传送到I/O控制器当中, 将数据的格式转换成可以识别的形式, 此外还要将这一过程中涉及到的所有数据信息统一处理, 和当地的后台机和远方调度中心完成信息交换工作。这种系统结合了微机保护和微机远动保护两个系统的优势。

2.2 分散式综合自动化系统

该系统是根据回路的形式开展设计的, 每一个开关柜或者是其他一次设备都要采用就地安装的形式对微机保护机构和单回路的数据采集和监控单元进行处理, 所以开关和其他的一次性设备可以和单回路的数据采集与监控装置设置在同一个开关柜内, 这样就节约了很多的电缆, 此外设备自身的抗干扰能力也在这一过程中得到了明显的改善, 其在应用时不再需要设置保护和远动装置屏, 这样一来也就不再需要大量的二次设备, 所以也极大的提高了空间资源的利用效率, 所以这种系统在出现之后就显示出了很强的活力。

2.3 分布式综合自动化系统

该系统是将变电站当中所有的一次、二次设备分成三个层次, 也就是电站层、单元层和设备层, 变电站层通常被人们称为2层, 单元层通常被人们称作1层, 而设备层通常被人们称作0层, 变电站综合自动化系统主要分布在1层和2层当中, 单元层通常是按照断路器价格进行划分的, 其是由若干不同的装置组合而成的, 这些装置通过局域网的作用或者是串行总线和变电站层产生联系, 在这一过程中也有可能设置了数据采集管理和保护机构, 在其运行的过程中对数据采集、处理及保护都发挥着十分关键的作用, 之后通过数据采集该机构和保护管理机构实现与变电站层的通信功能, 变电站层在运行的过程中设置了现场总线或者是局域网, 这样就可以很好的保证主机之间的监控和单元层交换可以顺利的进行。

2.4 集中与分散结合式综合自动化系统

该系统在运行的过程中主要是将不同电网的元件当做对象, 在运行中可以发挥测量、保护和控制的功能, 将这些构件设置在同一个机柜当中, 而对于高压线路保护装置和变压器保护装置而言, 在设计的过程中还是可以采用集中组屏的方式将其安装在主控制室当中, 这种结构在运行的过程中具有较强的灵活性, 具体的形式也是多种多样的, 所以它具备分散式系统所有的优势, 此外, 中低压变电站的一次性设备设置相对较为集中, 因此这种结构形式比较适合使用在中低压变电站当中。而分散式变电站综合自动化系统也成为了十分重要的发展趋势。

3 变电站综合自动化微机保护功能及特点

1) 远方投切功能。在无人值守变电站技术发展的过程中, 远距离实现设备和线路的保护成为了人们十分重视的一个内容, 在微机保护装置当中, 设备可以对软件进行适当的调整和控制, 在这一过程中就可以对各种功能进行投切处理, 这项功能和常规保护功能中所设置的保护片工作原理是非常类似的, 所以在微机保护当中谁用了软连接片之后, 保护程序运行的规范性也有了明显的提升。

2) 远方整定功能。在变电站综合自动化系统运行的过程中, 远程整定功能是微机保护中的一个很明显的优势, 为了更好的保证远程传输的准确性和稳定性, 需要按照相关的标准和要求对参数进行全面的处理, 在实际的才做处理过程中, 如果没有对其命令进行修改的情况下就要对装置当中原来设定的数值进行严格的保护, 如果接收到了最终的确认信号, 全新的定值就会被写到定值区域当中, 保护装置也会按照重新的定值来运行, 此外还能一直保持稳定的状态, 使得供电稳定性得到了显著的改善。

3) 自动校时功能。倘若微机保护应用在了几个变暗电站的综合自动化系统当中, 校时的方法也应该具有多样性, 在校时的方式上主要有两种形式, 一种是通信广播校时, 一种是秒中断时, 在接收到运行信号之后, 变电站综合自动化主站的计算机就开始进行校时处理, 这样也就能够很好的确保智能设备的时间完全相同。

4 变电站综合自动化微机保护软件结构

微机保护与传统继电保护的最大区别, 就在于不仅有实现继电保护功能的硬件电路, 而且还有实现保护和管理功能的软件。初始化包括初始化 (一) 、初始化 (二) 及数据采集系统初始化三个部分。初始化 (一) 主要是对微处理器C PU及其扩展芯片的初始化及保护输出的开关量出口初始化, 赋以正常初值, 以保证出口继电器均不动作。初始化 (二) 包括采样定时器的初始化、对R A M区中所有运行时要使用的软件计数器及各种标志位清零等程序。数据采集系统的初始化主要指采样值存放地址指针初始化, 如果是V FC式采样方式, 则还需对可编程计数器初始化。

5 结语

当前我国的变电站数量越来越多, 规模也越来越大, 在这样的情况下, 人们对变电站运行的质量也提出了更高的要求, 变电运行中的自动化水平也有了十分显著的改善, 变电站综合自动化微机继电保护也在这一过程中不断发展, 其发发挥的作用也愈加明显, 因此这项技术也会在未来有更加广阔的发展前景。

参考文献

[1]李杨.刍议变电站通信接口方案选择[J].中国新技术新产品, 2011.

微机综合保护 篇7

我国工业技术随着经济的发展也在快速的发展,这就要求电网具有可靠、安全的特点,才能满足人们不断提高的要求。电网建设在市场经济的新形势下规模不断壮大,新的要求不断产生,传统的控制保护系统已经不能满足电网在新形势下的要求,因此变电站的微机综合自动化保护系统的研究和应用对于社会发展十分重要。

1微机综合自动化保护系统的作用

变电站的微机综合自动化保护系统能够确保电能传输的完成和变电站之间的分配检查及控制,变电站综合自动化保护系统的作用如下:可以满足变电站通信的需要;可以准确及时地监测电网,找出其中存在的问题,并将其隔离;该系统能够控制当地的突发和紧急情况;可以自动采集变电站的信息并对信息进行分析控制。

2微机综合自动化保护系统设计的原理

1)变电站综合自动化保护系统必须充分的代替原来的设备,把变电站的保护、控制、测量等功能全部分在这个统一的系统中。通过标准化的方式,灵活的运行模式进行工作,使其能够适应各种不同类型的变电站环境。

2)需要确保通信信息的共享进而满足对其安全性和技术先进性的要求,并且能够采用网络模式联络各种模块和部件,便于实现站内资源的共享和综合自动化系统对外界信息的获取。另外,综合自动化系统的环境应相对独立,微机保护系统应能达到这种要求。

3微机综合自动化保护系统的设计

在进行系统设计时,应根据变电站的实际情况和一次配电设备的布置及二次微机继电保护设备的设计情况,按照整体的原理设计微机的综合自动化保护系统。

3.1继电保护设计原则

变电站系统继电保护装置除应满足“可靠性、选择性、灵敏性、速动性”的要求外,还应遵循智能站保护直接采样、直接跳闸的原则,并满足综合自动化变电站相关导则和设计规范的要求,充分发挥变电站数据采集数字化、传输处理网络化、信息共享化的技术特点。

3.2继电保护装置的配置与二次回路

根据变电站对设备类型的要求和微机综合自动化保护系统的整体设计原则,充分考虑我国多家变电站微机综合自动化保护装置生产厂家的价格、性能以及设备的安全性、可靠性、稳定性等因素,根据相关的关键性技术指标设计微机综合自动化保护装置,一般综合自动化保护测控装置的硬件包括以下几方面。

1)继电保护装置的核心即微处理器,简称CPU,其作用为自检、综合自动化、通信和保护出口驱动电路、有源低通与带通滤波回路、信号驱动电路等,外部复归接点输出、一个CAN串行通道信息接口、电度脉冲输出以及开关输出、对时脉冲输出、一个RS485串行通道信号接口组成了这种模块的端子。

2)装入电源模件的电源模块由输入的220 V直流电压和输出的24(1),24 V(2),5 V,12 V四组直流电压组成。其中24(1)为机电驱动电源,24(2)为开关量输入无源脉冲量,5V为处理器工作电源,12 V为模拟系统工作电源。

3)对于交流信号的输出模块,不同的装置对输入和输出交流电的回路接线端子的定义不同。通过输入TA,TV交流电的X2、X3输入模块将交流电压的信号转化为弱点信号,这就可以起到隔离弱电的作用。

4)保护测控装置的操作回路模块有:独立的6路动作出口继电器可以传出8个接点,“跳主开关”继电器TJ与“主合开关”继电器HJ通过第二接点输出,遥控操作主要是由“遥控跳闸”与“遥控合闸”完成,输出“保护动作2"和“保护动作1”的第3路独立信号继电器共有4个输出接点,其中为了确保“警告信号”与“装置故障”,所以分别将他们接在不同的接点上。3.3通信子网构成

现在通常应用的微机综合自动化保护系统通信子网是以太网,在间隔层和站控层一般分别采用10 M和100 M以太网。以太网间隔层的测控、保护、自动等装置具备的接口设备可以直接接入间隔层的以太网,其他分部的设备通过测控装置、规约转换、低压保护装置接入间隔层的以太网,根据设备物理位置和所属间隔链接到合适的间隔层集线器,之后再把所有间隔层的集线器都接入到变电站层的集线器。可采用双重化的以太网来满足对可靠性要求高的综合自动化系统,可以确保其他的任何功能不会因单一故障产生损失。可采用交换性集线器于站点较多的变电站,为确保系统响应的速率,该集线器将间隔分成若干子网,从而可限制每个冲突域的站点数量。

4结语

作为一种正在发展的新技术,变电站的微机综合自动化保护系统的设计和应用还有许多需要改进的地方,变电站运行人员职能的转变可以提高变电站的经济效益,为进一步减少运行的工作人员,在变电站实行计算机监控,可以从设备操作中将运行人员转向设备管理。由计算机监控系统自动完成一些操作重复、运行状态及参数的记录。随着实践经验的积累,使我国变电站的微机综合自动化保护技术会不断提高和加强。微机综合自动化保护系统设计的关键是确定其核心技术,在技术经济的比较下,选择可以满足合理化、经济性、先进性、实用性的综合自动化系统是努力的目标。

参考文献

[1]蔡春海.浅析变电站微机综合自动化保护系统运行的可靠性[J].民营科技,2012(2):52.

[2]郭莉.变电站微机综合自动化保护系统的应用[J].城市建设理论研究,2013(28):54-57.

微机综合保护 篇8

随着新技术的开发和成熟,微机型继电保护装置越来越多的进入各用电企业。尤其在大型电厂中,使用微机型继电保护装置能更快更可靠地切除故障,WDZ-1(T)型电动机微机综合保护装置,主要有电流速断、负序保护(不平衡保护)、接地保护、过热保护、过热禁止再启动保护、长启动保护、正序过流保护和欠压保护等。尤其是“事件追忆”可记录最近16次跳闸、16次告警、10次启动过程中的最大启动电流和启动时间,能方便准确地分析故障原因,因此广泛使用。

1 故障现象

金竹山电厂6 kV排粉机起动运行约2 s,ZN28-10型手车式真空断路器跳闸。检查WDZ-1T微机综合保护动作情况,跳闸信息显示数据为:(注:保护装置显示的电流数据为二次侧电流)

速断投跳:未动

负序投跳:未动

接地退出:未动

过热投信:未动

过流投跳:动作

欠压退出:未动

其中:Ia、Ic分别为A、C相电流;I1为正序电流;I2为负序电流;I0为零序电流倍数;Ib为测量电流(未使用);θr为过热比例。

检查WDZ-1T微机综合保护中的起动电流记录:本次的起动电流为64.3 A,起动时间为2 s。

现场检查发现排粉机电动机的一相引线接地烧断。

2 WDZ-1T型微机综合保护整定情况

金竹山电厂排粉机设备配置情况为JS148-4Y接线PN=440 kW I N=51 A CT变比为200/5、额定电流IN=51/40=1.27 A,启动时间TS=10 s。

采用WDZ-1T微机综合保护,其整定情况为:

电流速断保护:速断动作电流高值Isdg,按躲最大启动电流整定Isdg=10×51/40=12.75 A,取13 A,速断动作时间tsd=0.5 s;速断动作电流低值Isdd,电动机启动结束后速断电流动作值Isdd=3×51/40=3.82 A,取4 A;

不平衡保护定值:保护电动机的断相或反相,负序动作电流按电动机的额定(应躲电动机启动时CT饱和等因素)工作电流整定I2dz=1.5IN=1.9 A,T2=0.8 s。

接地保护:由于没有配备零序CT,接地保护设置为退出。

过热保护:投信号,发热时间常数Tfr=30 min,散热时间Tsr=30 min,过热闭锁值θb=0.5;长启动保护:电动机的额定启动电流IqdN=8×51/40=10.2 A,取10.5 A,允许堵转时间tyd=8 s。

正序过流保护:正序过流动作电流I1gL=2×51/40=2.55 A,取25 A,正序过流动作时间t1gL=15 s。

欠压保护:没有引入电压,退出。

3 过流保护动作的原因分析

微机综合保护动作能够跳闸,可以确定保护动作回路没有问题。

有人提出速断高值定值仅为13 A,速断动作时间tsd=0.5 s,而故障时Ic=64.3 A,I1=38.1 A;不平衡保护定值仅为1.9 A,t2=0.8 s,而故障时I2=30.3 A;起动时间达2 s,速断高值与不平衡保护却都没有动作,而是由过流保护动作。正序过流动作时间t1gL=15 s,长启动保护IqdN=10.2 A,允许堵转时间tyd=8 s。因此认为此次WDZ-1T型微机综合保护动作是不正确。

WDZ-1T型微机综合保护在电动机起动时,电动机的速断低值与正序过流保护被闭锁,必须躲过起动时间才能投入。那么在起动过程中的保护有速断高值、长起动保护、不平衡保护定值以及接地保护。本厂因没有配备零序CT,因此接地保护退出。

长起动保护是对电动机起动过程中的堵转或重载起动提供保护。其判据为:装置通过公式计算起动时间tqdj,在计算起动时间内,电动机起动结束(Imax<1.125IN),电动机起动成功。超过了计算起动时间,电动机起动过程未结束(Imax>1.125IN),长起动保护动作。

式中:tqdj为计算起动时间;IqdN为电动机额定起动电流;Iqdm为本次电动机起动过程中的最大起动电流;tyd为电动机允许堵转时间。

根据微机保护装置内的记忆,本次电动机起动过程中的最大起动电流为64.3 A,我们计算:如果电动机起动瞬间就发生故障,微机保护装置自动计算的动作时间tqdj=(Iqd N/Iqdm)2×tyd=(10.5/64.3)2×8=0.162×8=0.205(s),而微机保护装置记录的起动时间有2 s,说明是在起动运行后一段时间而不是起动瞬间就发生了引线接地短路故障。

在正常运行时,电动机应该是启动瞬间的电流为最大,保护的计算启动时间应该在启动瞬间就开始计时。而当在启动过程中出现了短路故障,故障电流大于启动瞬间电流时,如果此时的计算启动时间tqdj小于已经启动的时间(即启动瞬间至故障的时间),即tqdj=0.205<已经启动的时间2 s,那么微机综合保护中的长启动保护立即动作。尽管故障电流达到了速断与不平衡保护定值,但由于速断动作时间整定为0.5 s,不平衡保护时间整定为0.8 s,最后还是长起动过流抢先动作。

因为长起动保护是过流保护的一种,所以微机保护装置反映出来的过流保护,不仅是正序过流,也包括起动时候的长起动保护;正序过流在电动机起动时动作,其时限是起动时间与正序过流动作时间之和,运行中动作时限即本身正序过流动作时间。不能将长起动保护与运行中正序过流混为一谈,做出微机保护装置故障的误判断。因此此次微机综合保护动作是正确的。

考虑到微机保护装置通过额定电流的数十倍,决定对微机保护装置进行试验,保护全部能够正确动作。

同时对电动机引线绝缘进行处理后,摇测电动机绝缘合格,测量电动机直流电阻合格,投入运行正常。

4 结束语

35kV变电站微机继电保护探析 篇9

【关键词】35kV变电站；微机继电保护；优点；构成；应用

35kV变电站继电保护的作用是在电力系统发生故障时，通过继电保护自动消除故障或是发出警告，以便电力工作人员及时处理故障，从而达到保证35kV变电站正常运行的目的。微机继电保护是一种新型的继电保护结构，相较于传统继电保护结构，具有较多优点，在35kV变电站中应用微机继电保护，具有十分重要的意义。

1.微机继电保护的优点概述

第一，性能稳定，可靠性高。微机继电保护是以微型计算机强大的运算能力作为基础，对对电力系统是否正常运行进行判据，其数字元件所具有的特性受各种因素影响较小，例如温差变化、使用年限、电源波动等，具有性能稳定，可靠性高的优点。

第二，动作正确率高。相较于传统的继电保护，微机继电保护具有一定的特性，能够实现故障分量保护、状态预测、自动控制等手段，将这些手段应用到继电保护中，能够极大的提高动作正确率。

第三，容易获取附加功能。微机继电保护即是利用微型计算机来实现对继电的保护，通过配置相关辅助设备，例如打印机、显示屏等，并进行联网，能够轻松获取有关电力系统故障的信息情况，例如故障录波、波形分析等，从而为电力部门处理电力系统故障提供了重要的依据。

第四，灵活性较强。微机继电保护能够对电力系统故障状态进行预测并进行自动控制，实现了人机界面，不仅为维护调试提供了便利，还减少了故障处理时间，提高了故障处理效率。通过对微机继电保护的运行情况进行长期观测表明，能够利用微机中的相关软件在现场改变继电保护的特性以及结构。此外，微机继电保护还具有串行通信功能，能够通过网络连接实现远程监控[1]。

2.传统电磁式继电保护的弊端

（1）占的空间大，安装不方便。

（2）采用的继电器触点多，大大降低了保护的灵敏度和可靠性。

（3）调试、检修复杂，一般要停电才能进行，影响正常生产。

（5）使用寿命太短，由于继电器线圈的老化直接影响保护的可靠动作。

（6）继电器保护功能单一，要安装各种表计才能观察实时负荷。

（7）数据不能远方监控，无法实现远程控制。

（8）继电器自身不具备监控功能，当继电器线圈短路后，不到现场是不能发现的。

（9）继电器保护是直接和电器设备连接的，中间没有光电隔离，容易遭受雷击。

（10）常规保护已经逐渐淘汰，很多继电器已经停止生产。

3.结合某变电站改造实例分析35kV变电站微机继电保护应用

某变电站改造传统电磁式继电保护时，两台主变的差动电流速断保护选用CAT221微机保护装置，两台主变的高、低压后备保护装置选用CAT211微机保护，两路35kV电源进线选用RCS—9613微机继电保护，监控平台选用iES—SL300微机保护监控，具体改造过程如下。

3.1主变保护装置的改造

3.1.1主变的差动电流速断保护

CAT221微机保护装置的工作方式为两个CPU（一个测控CPU，一个保护CPU）共同运行的方式。由于是两个CPU共同运行，所以采集数据的CPU插件也有两个，且是独立回路，利用串行通信的方式实现信息交换，即便发生通信故障，也不会对保护动作产生影响。测控CPU的功能较多，主要包括实现网络通讯、完成人机界面、对开关量进行采集、控制主变中性点接地等。保护CPU的主要功能就是进行保护。CAT221微机保护装置中的显示屏幕为液晶显示屏，通过液晶显示屏能够实现在线对所有开关量、输入交流量、整定值以及历史记录进行查看的功能。利用相关软件能够合理调整交流量精度，具体操作由微机装置中的键盘以及显示界面来完成。

3.1.2主变高、低压侧后备保护

选用CAT211微机保护装置，具有主变高、低压侧速断、过负荷、过流等保护功能。其主要功能是准确提供交直流模拟量、采集脉冲量、开关量，为主变高、低压后备保护提供便利。其保护功能还可以为主变单侧断路器提供手动和遥控分合控制。主变高、低压后备保护中，CAT211微机保护装置所具有的保护功能还能针对主变单侧断路器情况分别提供手动和遥控分合控制两种手段。主变高、低压侧后备保护中，CAT211微机保护装置的保护功能不仅表现为对复合电压闭锁的三段过流保护、母线充电保护以及三段过负荷保护功能，还能表现为对零序过压发信、母线PT断线判别以及控制回路断线判别的功能。

3.2电源线微机继电保护

RCS—9613微机继电保护的主要功能是同时对两路35kV电源光纤纵差、过流、过负荷以及定时限速断进行保护。在35kV变电站电源线继电保护方面选用RCS—9613微机继电保护具有众多优点：性能稳定、可靠性高、动作快速；操作回路灵活、适应机构广；选配插件充分满足现场需要；全封闭机箱有效隔离强弱电；抗干扰能力强；对外电磁辐射符合标准；事件报告处理功能完善等。RCS—9613微机继电保护功能主要表现为以下方面：对短线路光纤纵差进行保护；对零序过流进行保护；对三段式的定时限方向过流进行保护；对一段定值分别独立整定的合闸加速进行保护；对低周减载进行保护等。

3.3监控平台的微机继电保护

iES—SL300微机继电保护中的软件系统包括5种模块：数据库编辑模块、通讯服务器模块、图形绘制模块、数据库服务器模块、人机对话模块。其中数据库编辑模块和通讯服务器模块相配合能够完成网络RTU；而其余三种模块相配合能够为实现保护功能提供重要的支持。以上5种模块共同配合就具备变电站监控通讯和保护功能。在35kV变电站中iES—SL300微机继电保护具有明显的优点：第一，硬件处理能力强、运行速度快、稳定性高；第二，软件运行稳定、功能扩展性好；第三，完备的通讯功能，支持多种通讯方式，例如串行通讯、总线通讯、以太网通讯等方式；第四，满足现代化变电站运行要求，能实现无人值班变电站正常运行。第五，传统电磁式继电保护装置接线繁琐、机械触点多的问题得到解决。

4.结语

综上所述，本文对35kV变电站微机继电保护进行了分析与探讨，具有非常重要的意义。35kV变电站是否正常运行对于我国国民经济发展及人民日常生产生活有着严重的影响，加强35kV变电站继电保护，并大力引进先进科学技术、设备，能够为35kV变电站的正常运行提供可靠的保障。

参考文献

[1]郝文新.35kV变电站微机继电保护设计[J].山西建筑，2008，32：182-183.

[2]刘亚辉.35kV变电站微机继电保护研究[J].中国电业（技术版），2013，03：14-16.

微机保护装置调试 篇10

微机保护装置是为配网终端高压配电室量身定做的装置, 其以三段式无方向电流保护为核心, 配备电网参数的监视和采集功能, 可省掉传统的电流表、电压表、功率表、频率表、电度表等, 并可通过通讯口将测量数据和保护信息远传上位机, 实现配网的自动化。该装置根据配网供电的特性在装置内集成了备用电源自投功能, 可灵活实现进线备投和母分备投功能。随着新兴技术的更新, 火力发电厂等相关系统中发电机的自用、备投电气系统盘柜越来越多地采用了微机保护装置, 以满足发电配网自动化的要求。

2 选择两种型号的装置予以说明

WHB-51、WHB-52型微机保护装置根据保护对象的不同, 设有四种保护模式 (可在“设置”菜单的“保护对象”一栏中设定) , 分别适用于线路、电容器、电动机、厂用变四种不同的保护对象。装置的各项保护功能如表1所示。

注:带有△号的保护功能仅WHB-52装置具有。

在火力发电厂配电室电气盘柜中, 较为常见的是采用该装置的电动机和厂用变保护模式。微机保护装置使用前需进行保护定值设定和电气调试试验。一般适合在配电室具备基本电源即厂用受电后进行调试, 但为了保障厂用受电时的自/备投系统能正常工作, 也可从其他地方引入电源, 提前开始定值设定和电气调试工作。

WHB-51、WHB-52型微机保护装置的各项保护功能均有对应的保护定值, 详细数据如表2所示。

3 注意事项

在实际使用中, 微机保护装置的定值设定应根据与微机保护装置联动的设备相关出厂参数进行对应设置, 如果设备参数与微机保护装置的保护定值有差异, 则应以设备参数为准。同时, 还应注意微机保护装置的动作范围是否与设备匹配。如果不匹配, 应及时根据实际情况更换微机保护装置或相关设备。设备的具体参数也可通过查看厂家资料或设备铭牌等方式获得。

为保护装置, 连接好外部电源后, 才可根据说明书和装置联动设备的实际需要, 为微机保护装置设定相关的保护定值。微机保护装置可用继保之星-706继电保护测试仪、HT-1200微机继电保护测试仪等设备进行校验。

如果微机保护装置不能根据输入信号启动保护动作或者无法输出相关信号, 则应联系保护装置的生产厂家对该装置进行维修或者更换故障装置。