淺析微機繼電保護技術論文

　　關鍵詞：微機保護；故障抗干擾

　　摘要：

　　文章結合筆者多年實際工程經(jīng)驗，介紹了我國微機繼電保護技術的特點，針對目前我國微機保護的常見故障和抗干擾技術進行了分析，對微機繼保未來的發(fā)展提出了相關看法。

　　繼電保護技術主要是針對電力系統(tǒng)故障和危及安全運行的異常工況，以探討其對策的反事故自動化措施。當電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常工況時，在可能實現(xiàn)的最短時間和最小區(qū)域內(nèi)，自動將故障設備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號由值班人員消除異常工況根源，以減輕或避免設備的損壞和對相鄰地區(qū)供電的影響，其重要性可見一斑。

　　微機繼電保護指的是以數(shù)字式計算機（包括微型機）為基礎而構成的繼電保護。微機保護裝置硬件包括微處理器（單片機）為核心，配以輸入、輸出通道，人機接口和通訊接口等。該系統(tǒng)廣泛應用于電力、石化、礦山冶煉、鐵路以及民用建筑等。

　　本文根據(jù)筆者多年實際工程經(jīng)驗分析一下電力系統(tǒng)微機繼電保護技術的技術特點、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

　　1、主要技術特點。

　　研究和實踐證明，與傳統(tǒng)的繼電保護相比較，微機保護有許多優(yōu)點，其主要特點如下[1]：

　�。�1）改善和提高繼電保護的動作特征和性能，動作正確率高。主要表現(xiàn)在能得到常規(guī)保護不易獲得的特性；其很強的記憶力能更好地實現(xiàn)故障分量保護。

　�。�2）可以方便地擴充其他輔助功能。如故障錄波、波形分析等，可以方便地附加低頻減載、自動重合閘、故障錄波、故障測距等功能。

　�。�3）由軟件實現(xiàn)的動作特性和保護邏輯功能不受溫度變化、電源波動、使用年限的影響。

　　（4）簡潔可靠地獲取信息，通過串行口同PC通信就地或遠方控制。

　　（5）采用標準的通信協(xié)議（開放的通信體系），使裝置能夠同上位機系統(tǒng)通信。

　　2、常見故障分析。

　�。�1）硬件故障。

　�、僦饕�有：按鍵失靈、顯示屏顯示不正常、插件損壞等等。

　�、诜挚赡艿脑�因有：運行時間太久使得按鍵機械部分接觸不良導致按鍵失靈，或者是設備內(nèi)部連接線損壞導致按鍵失靈；顯示屏液晶面板受潮或受到損壞，顯示芯片損壞；插件問題可能是插件電路電容長時間運行損壞，電源芯片損壞等原因造成。

　�。�2）軟件故障[1]。

　　某變電所主變壓器采用的是WBZ—1201D，保護運行時，所有報告均由人機對話模件收集顯示或打印機輸出。在運行過程中，出現(xiàn)過這種情況而無法解決：保護屏上顯示“有報告”，但人機對話模件上未顯示“報告”內(nèi)容，且打印機亦未工作。

　�。�3）安裝問題[2]。

　　安裝保護設備時要注意防高壓。安裝時要找廠家協(xié)商，在保護裝置入口或適當?shù)牡胤桨惭b防高壓裝置，防止高壓電竄入低壓回路，燒毀插件板。鶴礦熱電廠就曾燒壞過三個插件板。

　　在二次回路接線時要將電流互感器的二次接線和微機保護內(nèi)的二次接線一并考慮，否則可能出現(xiàn)電流互感器二次開路現(xiàn)象。有時廠家來的高壓開關柜電流互感器的內(nèi)部接線已經(jīng)完成，但個別出現(xiàn)反極性的情況，進而出現(xiàn)保護誤動，所以在調試時開關柜內(nèi)部接線也應檢查。

　　3、抗干擾。

　　繼電保護的抗干擾是指繼電保護裝置在投入實際運行時，既不受周圍電磁環(huán)境的影響，又不影響周圍環(huán)境，并能按設計要求正常工作的能力。

　　按干擾的形態(tài)可分為共模干擾、差模干擾兩種。共模干擾發(fā)生于保護裝置電路中某點各導線對與接地或外殼之間的干擾；差模干擾是發(fā)生在電路各導線之間的干擾，是與信號傳遞途徑相同的一種干擾。保護裝置接收這種干擾的能力和接收信號的能力完全相同。

　　按干擾的危害性可分兩種，一是引起保護裝置不正確動作的干擾，低頻差模常屬于這一類。二是引起設備損壞的干擾。由于高壓網(wǎng)絡的操作或雷電引起的高頻振蕩，最容易造成保護裝置元件和二次回路的損壞。這種干擾常屬于共模干擾。

　　減少各種干擾對繼電保護或其它二次設備影響，可以考慮采取以下措施：

　　（1）硬件抗干擾。

　　屏蔽和隔離相結合。電磁屏蔽是通過切斷電磁能量從空間傳播的路徑來消除電磁干擾的。保護柜用鐵質材料做成，以實現(xiàn)對電場和磁場的屏蔽，在電場很強的場合，可以考慮在鐵殼內(nèi)加裝銅網(wǎng)襯里或用鋁板做屏蔽體。隔離既可使測控裝置與現(xiàn)場保持信號聯(lián)系，又不直接發(fā)生電的聯(lián)系。

　�。�2）軟件抗干擾。

　　接入RC濾波器。對于微機保護，在印制板布線設計時應使強、弱信號電路之間有一定的距離，避免平行，在每芯片的電源與零序之間應加抗干擾電容，在交流和直流入口處應接入RC濾波器等。

　　對外部二次回路的設計采取必要的抗干擾措施。如降低干擾源和干擾對象之間的耦合電容和電感；降低屏蔽層的阻抗值；降低二次回路附近的電氣值等等。

　　此外，保護裝置的模擬輸入量之間存在著某些可以利用的規(guī)律。如果由于干擾導致輸入采樣值出錯，可以取消不能通過檢查的采樣值，等干擾脈沖過去，數(shù)據(jù)恢復正常后再恢復工作。

　　4、微機保護的發(fā)展。

　　微機保護裝置在國內(nèi)應用已有近二十年歷史了，微機保護產(chǎn)品的發(fā)展也經(jīng)歷了幾代，可以說，無論是國際品牌或國內(nèi)知名廠家，其保護產(chǎn)品從原理到生產(chǎn)技術都已經(jīng)非常成熟了。但是這些微機繼保裝置還是或多或少的存在一些缺陷，時代的發(fā)展，技術的進步，對微機保護也提出了更高的要求。

　�。�1）更趨自動化、智能化

　　隨著我國智能電網(wǎng)概念的提出和相關技術標準的制定，智能電網(wǎng)相應配套的關鍵技術和系統(tǒng)也需要加快研發(fā)速度。

　　對于繼電保護技術來講，一方面，可以深入挖掘智能技術如神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法、進化規(guī)劃模糊邏輯等在微機保護方面的應用前景，將技術轉化為生產(chǎn)力，以解決常規(guī)技術難以解決的實際問題。

　�。�2）提高微機保護的設備管理和事件記錄功能

　　現(xiàn)在的微機保護，除了應完成保護、測控、通信一體化功能外，還應能提供被保護設備的日常管理和事件記錄。這些設備管理包括斷路器的分閘、合閘次數(shù)，累計故障次數(shù)、斷路器動作時間監(jiān)視、斷路器開斷電流水平，斷路器觸頭壽命、設備累計停電時間、設備累計運行時間、設備檢修記錄、分區(qū)段平均負荷電流、日最大負荷電流、日平均負荷電流、累計電度等。對變壓器保護測控裝置，如果有油溫、壓力等模擬量接入，還可進一步監(jiān)視變壓器的其它運行工況。

　　5、結語。

　　隨著我國智能化電網(wǎng)建設的一步步深入，變電站綜合自動化技術的提高，數(shù)字式微機測控保護裝置逐漸取代了傳統(tǒng)模式，同時由傳統(tǒng)的保護、測控單一實現(xiàn)方式向整合型轉化即在同一平臺上實現(xiàn)微機保護、測量監(jiān)控及設備的管理和傳動。

　　可以預見，未來的微機保護系統(tǒng)將會使更加人性化、自動化、智能化，將會為確保我國電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，確保國民經(jīng)濟的快速持續(xù)增長發(fā)揮更大的作用。

　　參考文獻：

　　[1]李瓊，康靈芳。微機保護常見故障分析，甘肅科技縱橫，2009，38卷，4期，39—40。

　　[2]周曉義。微機保護可能出現(xiàn)的問題及解決方法，江西煤炭科技，2009，2期，60—61。

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