摘要:隨著我國(guó)電力建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在企業(yè)連續(xù)生產(chǎn)中扮演著重要的角色，也應(yīng)用在很多方面, 微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)也正在逐漸替代舊有的繼電保護(hù)，本文針對(duì)常規(guī)繼電保護(hù)系統(tǒng)與微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、要求和系統(tǒng)之間的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用效果進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析探討。

　　關(guān)鍵詞:微機(jī), 綜合保護(hù)系統(tǒng),繼電器

　　前言

　　目前我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)處于快速發(fā)展壯大時(shí)期，現(xiàn)階段建設(shè)的工廠變配電裝置投資規(guī)模大，服務(wù)生產(chǎn)流程長(zhǎng)，從原料到成品需要經(jīng)過(guò)多個(gè)生產(chǎn)工序，因此必須保證生產(chǎn)裝置的連續(xù)運(yùn)行與供電穩(wěn)定，如果在生產(chǎn)過(guò)程中遇到突然停電等事故會(huì)中斷生產(chǎn)、設(shè)備損壞，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

　　傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置存在較多的弊端，在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)短路、接地、超負(fù)荷、斷線等現(xiàn)象引起很?chē)?yán)重的后果。電氣設(shè)備損壞，供電中斷。以往都是采用傳統(tǒng)的繼電器保護(hù)裝置防護(hù)，但由于受繼電器質(zhì)量、調(diào)試水平的因素影響，常使繼電器保護(hù)達(dá)不到想要的效果。現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)已經(jīng)不適用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，我們開(kāi)始嘗試采用配置微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)，來(lái)提高保護(hù)電力系統(tǒng)的可靠性，實(shí)際應(yīng)用證明，效果良好。

　　一、繼電保護(hù)在供電系統(tǒng)中的要求

　　1選擇性：保護(hù)裝置動(dòng)運(yùn)時(shí)，將故障元件從電力系統(tǒng)中清除，盡量縮小停電范圍，以保證其他無(wú)故障部分系統(tǒng)可以繼續(xù)安全運(yùn)行。

　　2快速性：短路時(shí)快速清除故障，縮小故障影響范圍，減輕引起的破壞程度，減小對(duì)用戶(hù)工作的影響，提高供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　3靈敏性：靈敏性是指保護(hù)裝置在其保護(hù)范圍內(nèi)電路發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)的反應(yīng)能力。保護(hù)裝置的靈敏性，通常用靈敏系數(shù)來(lái)衡量，靈敏系數(shù)越大，則保護(hù)的靈敏度就越高，反之就越低。

　　4可靠性：可靠性是在電路出現(xiàn)故障時(shí)，保護(hù)裝置不應(yīng)該有拒絕保護(hù)動(dòng)作，而在電路完好的情況下，它則不應(yīng)該有誤動(dòng)的行為。

　　二、傳統(tǒng)繼電保護(hù)的不足：

　　傳統(tǒng)繼電保護(hù)大多都是多個(gè)繼電器組合所成，如：過(guò)流繼電器、時(shí)間繼電器、中間繼電器等通過(guò)復(fù)雜的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)電路保護(hù)功能，其不足之外在于：

　　1由于其是多個(gè)裝置的組合體，所以其占地空間大，安裝也不方便。變電站安裝需要較大的空間，增加盤(pán)柜數(shù)量，增加建設(shè)資金。而其采用的繼電器觸點(diǎn)過(guò)多，也使保護(hù)裝置的靈敏度和可靠性降低。并且繼電器保護(hù)是和電器設(shè)備直接連接的，中間沒(méi)有光電隔離措施，在系統(tǒng)受到強(qiáng)電壓沖擊時(shí)容易產(chǎn)生故障并使故障范圍擴(kuò)大。

　　2繼電器保護(hù)功能單一，靈活性差，自身沒(méi)有監(jiān)控與自檢功能，要安裝各種檢測(cè)儀表才能觀察與實(shí)時(shí)觀測(cè)功能，保護(hù)定值修改要在繼電器上調(diào)節(jié)，有時(shí)候還要更換繼電器。數(shù)據(jù)無(wú)法遠(yuǎn)方監(jiān)控，無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，不具備聯(lián)網(wǎng)功能。當(dāng)繼電器線圈短路后，不能及時(shí)快速的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

　　3由于調(diào)試、檢修、維護(hù)復(fù)雜，要停電才能進(jìn)行，出現(xiàn)事故將很難找到故障點(diǎn)，不能及時(shí)修復(fù)，影響生產(chǎn)。繼電器線圈的老化與發(fā)熱問(wèn)題將直接影響保護(hù)的可靠動(dòng)作，也縮短其使用壽命。傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置已經(jīng)逐漸淘汰，很多繼電器已經(jīng)停止生產(chǎn)，備件采購(gòu)困難。其運(yùn)行維護(hù)工作量大，設(shè)備的運(yùn)行成本也多。

　　三、微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)

　　目前國(guó)內(nèi)的微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)均采用GB、IEC等標(biāo)準(zhǔn)，二次系統(tǒng)設(shè)備的組成也采用了單純的數(shù)字信息處理系統(tǒng)。微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)基于先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟硬件、自動(dòng)控制、傳感器和光纖網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)，融合了電子式互感器、繼電保護(hù)、測(cè)控、通訊、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控，遠(yuǎn)程指揮等主要功能，能夠最大限度地滿(mǎn)足供電安全、穩(wěn)定和高效運(yùn)行的要求。

　　1微機(jī)綜合保護(hù)的特點(diǎn)

　　作為綜合保護(hù)裝置的微機(jī)繼電保護(hù)功能，通過(guò)相應(yīng)的外圍電路連接以及編制相關(guān)軟件程序?qū)崿F(xiàn)的， 具有采樣處理、 保護(hù)和測(cè)量計(jì)算、 狀態(tài)監(jiān)視、 故障判斷及處理、 液晶顯示、 人機(jī)對(duì)話(huà)操作、 修改定值和通信的功能， 并且它還具有強(qiáng)大的自檢能力， 利用事故后分析，可與計(jì)算機(jī)交換信息。微機(jī)保護(hù)在電力系統(tǒng)中多年的實(shí)踐應(yīng)用證明， 與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)相比較，微機(jī)保護(hù)擁有無(wú)可比擬的優(yōu)越性。其主要優(yōu)特點(diǎn)如下:

　　1) 改善和提高繼電保護(hù)的動(dòng)作特征和性能， 動(dòng)作正確率高。具有很強(qiáng)的巡檢和自檢功能，保護(hù)功能齊全。微機(jī)保護(hù)能滿(mǎn)足配電站所需的各種保護(hù)功能， 例如三段定時(shí)限低電壓閉鎖過(guò)電流保護(hù)、 方向縱聯(lián)保護(hù)等，可靠性高

　　2) 實(shí)現(xiàn)了保護(hù)、 控制、 測(cè)量、數(shù)據(jù)通信一體化， 可以進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)控。微機(jī)保護(hù)裝置實(shí)際上是一臺(tái)高性能、 多功能的計(jì)算機(jī)， 是整個(gè)電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)智能終端。 它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運(yùn)行和故障的任何信息和數(shù)據(jù)， 也可將它所獲得的被保護(hù)元件的信息和數(shù)據(jù)傳送給控制中心。因此， 每個(gè)微機(jī)保護(hù)裝置不但可完成繼電保護(hù)功能， 而且在無(wú)故障正常運(yùn)行情況下還可完成測(cè)量、控制、 數(shù)據(jù)通信功能， 也可實(shí)現(xiàn)保護(hù)、 控制、 測(cè)量、 數(shù)據(jù)通信一體化。

　　3 ) 使用方便的數(shù)字整定功能。使用靈活方便， 人機(jī)界面友好。實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)顯示， 故障記憶報(bào)警。工藝結(jié)構(gòu)條件優(yōu)越，簡(jiǎn)化二次接線， 減低功耗。

　　2、微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)按站控層、間隔層和過(guò)程層劃分。

　　1)站控層：監(jiān)控系統(tǒng)包含監(jiān)控、一體化五防、VQC和保護(hù)信息管理等功能。

　　2)間隔層：保護(hù)裝置、測(cè)控裝置、安全穩(wěn)定裝置等自動(dòng)裝置。

　　3)過(guò)程層：電子式互感器、智能終端應(yīng)用于開(kāi)關(guān)和變壓器智能化管理控制。

　　4)其它設(shè)備包括系統(tǒng)配置器、變電站專(zhuān)用工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、RS-485接口等。

　　3、微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)的各邏輯接口具有的功能：

　　間隔與遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)之間保護(hù)數(shù)據(jù)交換;過(guò)程層和間隔層之間PT和CT瞬時(shí)數(shù)據(jù)交換;變電站與遠(yuǎn)方工程師辦公地點(diǎn)數(shù)據(jù)交換;間隔之間直接數(shù)據(jù)交換，尤其是像聯(lián)鎖、保護(hù)這樣需要快速動(dòng)作的功能;變電站和遠(yuǎn)方控制中心之間或者與DCS、ESD等系統(tǒng)的控制數(shù)據(jù)交換等。

　　4、通信網(wǎng)絡(luò)物理上應(yīng)該分控間隔層網(wǎng)絡(luò)、過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)。

　　變配電之間的網(wǎng)絡(luò)可采用雙絞線以太網(wǎng)或光纖以太網(wǎng)，過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)采用光纖以太網(wǎng)，可以選擇采用簡(jiǎn)單可靠的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或者環(huán)網(wǎng)機(jī)構(gòu)。隔層網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)一樣，可通過(guò)雙網(wǎng)熱備用或雙網(wǎng)雙工方式冗余提高通信可靠性;而過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)則視為繼電保護(hù)的一部分，需根據(jù)保護(hù)配置原則進(jìn)行冗余，在雙網(wǎng)運(yùn)行時(shí)應(yīng)采用雙網(wǎng)雙工無(wú)延時(shí)切換，以滿(mǎn)足保護(hù)跳閘要求。

　　三、微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：

　　1.微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)，具備采集、監(jiān)視、控制、自檢查功能、通過(guò)一臺(tái)設(shè)備可以發(fā)現(xiàn)：輸電線路的故障，輸電線路的負(fù)荷、自身的運(yùn)行情況等，當(dāng)設(shè)備自身某種故障，微機(jī)保護(hù)通過(guò)自檢功能，把故障進(jìn)行呈現(xiàn)出來(lái)，工作人員就可要根據(jù)顯示情況進(jìn)行處理，采用計(jì)算機(jī)原理進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視。

　　2. 微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)采用雙核或者多核心CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，加大了數(shù)據(jù)處理速度保證動(dòng)作相應(yīng)時(shí)間。同時(shí)由于微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)采用各種電力邏輯運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，所以只需要采集線路上的電流電壓等少量信息，簡(jiǎn)化了接線與布線工作。

　　3.微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)控制功能，保護(hù)定值、保護(hù)功能、保護(hù)手段采用程序邏輯，這樣可以隨時(shí)修改保護(hù)參數(shù)，修改保護(hù)功能。微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)還具備通訊功能，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把用戶(hù)所需要的各種數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，進(jìn)行集中調(diào)度。

　　4.微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)的采樣與控制信號(hào)采用光電耦合隔離技術(shù)，把所有采集上來(lái)的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，這樣在有強(qiáng)電流進(jìn)入控制系統(tǒng)的時(shí)候，設(shè)備可以建立自身保護(hù)機(jī)制防止損壞或擴(kuò)大事故。同時(shí)由于設(shè)備在正常狀態(tài)處于休眠待機(jī)等狀態(tài)，只有程序?qū)崟r(shí)運(yùn)行，所以微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)的較傳統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)壽命長(zhǎng)。

　　5. 微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)具備時(shí)鐘同步功能，對(duì)于故障可以記錄，采用故障波形記錄的方式把故障記錄下來(lái)，便于對(duì)故障的分析判斷。

　　6.微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)采用了多層印刷板和表面貼裝技術(shù)，因而具有很高的可靠性和抗干擾能力。

　　4結(jié)論

　　微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)比傳統(tǒng)的繼電保護(hù)在各個(gè)方面都具有明顯優(yōu)勢(shì)，隨著的微機(jī)發(fā)展和的廣泛應(yīng)用，它漸漸實(shí)現(xiàn)多種功能化，并可實(shí)現(xiàn)軟件的升級(jí)、功能的擴(kuò)展。微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)的自診斷能力，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)裝置故障，在使用過(guò)程中可將配電系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)、信號(hào)通過(guò)通訊線路傳送到生產(chǎn)管理部門(mén)及總變電站的微機(jī)系統(tǒng)，生產(chǎn)管理部門(mén)及總變電站的各項(xiàng)指令也可通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸下達(dá)到各級(jí)變電所的微機(jī)工作站，使維護(hù)工作量大為減少，減少人工參與過(guò)程，節(jié)省人力。保證數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠，方便化工企業(yè)通過(guò)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)組建ERP管理系統(tǒng)。微機(jī)保護(hù)必將取代傳統(tǒng)保護(hù)。

　　參考文獻(xiàn)：

　　(1) 繼電保護(hù)自動(dòng)裝置及二次回路中國(guó)電力出版社

　　(2) 微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用新疆電力出版

　　(3) 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與實(shí)用技術(shù)中國(guó)電力出版社