安科瑞 繆俊輝

江蘇安科瑞電器制造有限公司

1、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的作用分析 
在電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過程當(dāng)中， 很有可能存在不正常運(yùn)行的狀態(tài)或者是各種各樣的故障， 其中出現(xiàn)各種形式的短路問題是相對(duì)來說為危險(xiǎn)以及常見的， 這主要是由于短路問題的出現(xiàn)所產(chǎn)生的后果也相對(duì)比較大，短路后較大的電流以及燃起的電弧會(huì)破壞到故障元件。另外，非故障元件流經(jīng)短路電流時(shí)， 在電動(dòng)力以及發(fā)熱的條件下就會(huì)降低非故障元件的使用壽命，甚至是對(duì)其造成破壞，并且還將會(huì)大幅度的降低電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓， 對(duì)于工廠產(chǎn)品質(zhì)量以及用戶工作的穩(wěn)定性造成不利的影響。除此之外，還有可能對(duì)于電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性造成破壞，使得系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩，嚴(yán)重時(shí)還有可能瓦解整個(gè)系統(tǒng)。對(duì)于電力系統(tǒng)來說，電氣元件的正常工作環(huán)境受到損壞，但是沒有出現(xiàn)故障問題，這就屬于一種不正常運(yùn)行狀態(tài)。比如說，由于負(fù)荷大于電氣設(shè)備的額定值的時(shí)候，此時(shí)就會(huì)使得電流升高， 這樣就將會(huì)造成絕緣材料和元件載流部分的溫度增加，使得絕緣的損壞和老化速度加快，甚至還有可能引發(fā)故障的發(fā)生。其中不正常運(yùn)行狀態(tài)以及故障都有可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)發(fā)生故障。在電力系統(tǒng)中，通過各項(xiàng)積極措施的合理應(yīng)用來將出現(xiàn)故障的概率降低，同時(shí)在出現(xiàn)故障的時(shí)候，還應(yīng)該對(duì)故障元件有選擇性以及快速的切除，這是對(duì)于電力系統(tǒng)安全運(yùn)行進(jìn)行保護(hù)的為有效的方法， 并且對(duì)于切除時(shí)間的要求相對(duì)比較苛刻，需要短到十分之幾秒，大量的實(shí)踐證明，只有將保護(hù)裝置裝設(shè)在每個(gè)電氣元件上才有可能滿足要求。 
2、企業(yè)供電系統(tǒng)繼電保護(hù)發(fā)展歷程簡介 
隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展， 對(duì)于繼電保護(hù)方面的要求也在逐漸增加，與此同時(shí)，通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)有為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇。為此，自20世紀(jì)50年代開始，我國的繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展就經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段，分別是機(jī)電（電磁）式、晶體管式、基于集成運(yùn)算放大器的集成電路和微型計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)。其中鋼鐵冶金企業(yè)當(dāng)中的繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展對(duì)于這四個(gè)階段嚴(yán)格的遵循，其中，本鋼的機(jī)電（電磁）式繼電保護(hù)歷經(jīng)時(shí)間長，同時(shí)應(yīng)用范圍也廣、數(shù)量也多，其由此直接進(jìn)入到了微型計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)時(shí)代。從兩千年開始， 將微機(jī)綜合自動(dòng)化保護(hù)技術(shù)引入到了本鋼集團(tuán)，在經(jīng)驗(yàn)以及技術(shù)的積累下，在2003年對(duì)于微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)起沖擊， 先后引入了上海申瑞等廠家的綜合自動(dòng)化保護(hù)產(chǎn)品， 在近些年更換以及新建的各變電所當(dāng)中被普遍的應(yīng)用，同時(shí)也在向其他的變電所進(jìn)行全面推廣。 
3、微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用分析 
3.1 安裝微機(jī)繼電保護(hù)裝置的績效 
（1）靈活性比較高，對(duì)于控制以及保護(hù)特性利用軟件就能夠方便的改變，通過邏輯判斷能夠?qū)⒏鞣N互鎖得以實(shí)現(xiàn)。 
（2）功能多、速度快、精度高。測量部分?jǐn)?shù)字化能夠?qū)⒕却蠓忍嵘?，CPU速度提高使得速度更快，健功能的提升可以采取負(fù)擔(dān)的算法來將多種保護(hù)功能完成。 
（3）可靠性高，一種微機(jī)保護(hù)單元可以對(duì)多種檢測以及保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)。對(duì)于多種測量儀表以及保護(hù)繼電器進(jìn)行代替，使得控制屏幕開關(guān)柜之間的接線進(jìn)一步簡化，將設(shè)備故障環(huán)節(jié)降低，使得可靠性提升。另外，微機(jī)保護(hù)單元使用的是高集成度的芯片，軟件具有自動(dòng)糾錯(cuò)以及檢測工具，從而將保護(hù)的可靠性提升。 
（4）性價(jià)比比較高，同時(shí)經(jīng)濟(jì)性好，微機(jī)保護(hù)由于具有多種功能性，這就使得綜合造價(jià)相對(duì)比較低，同時(shí)高速度以及高可靠性節(jié)約了人力，并且將停電時(shí)間降低，使得經(jīng)濟(jì)性得以提升。 
（5）線路統(tǒng)一，硬件種類少，調(diào)試以及維護(hù)比較方便，同時(shí)外部接線簡單，將維護(hù)工作量在很大程度上降低，通過計(jì)算機(jī)以及按鍵來保護(hù)調(diào)試和整定，十分方便快捷。 
3.2 微機(jī)繼電保護(hù)裝置存在的問題分析 
（1）在一些企業(yè)當(dāng)中的供電系統(tǒng)，需要進(jìn)行3~4級(jí)保護(hù)的安裝在從上級(jí)變電所低壓側(cè)到下級(jí)變電所終負(fù)荷點(diǎn)， 如圖1所示。線路由于比較短，兩端出現(xiàn)短路問題時(shí)，電流的變化不夠明顯，通常下對(duì)于保護(hù)條件的選擇都是通過時(shí)間來滿足。這樣就不能夠快速的切除嚴(yán)重的故障，很容易出現(xiàn)起火、開關(guān)爆炸、停電以及母線扭曲等相關(guān)的事故。 
（2）在一些企業(yè)的供電系統(tǒng)當(dāng)中，由于一些過程存在相對(duì)比較頻繁且大的沖擊電流， 其中又具有相對(duì)較為顯著的諧波分量以及非周期分量， 這樣對(duì)于靈敏度比較高的微機(jī)保護(hù)就會(huì)造成威脅，特別是對(duì)于差動(dòng)保護(hù)而言，更是一個(gè)較為嚴(yán)峻的考驗(yàn)。微機(jī)繼電保護(hù)裝置一旦在干擾方面存在著問題，此時(shí)比較容易降低保護(hù)的精度，甚至還有可能導(dǎo)致保護(hù)元件誤動(dòng)作，通常微機(jī)保護(hù)廠家對(duì)此的評(píng)估又有待于進(jìn)一步提升。 
（3）當(dāng)前急需要對(duì)各個(gè)變電所危機(jī)保護(hù)監(jiān)控裝置的聯(lián)網(wǎng)問題進(jìn)行解決。在企業(yè)當(dāng)中由于引進(jìn)的微機(jī)保護(hù)裝置來自于不同的廠家，且各個(gè)廠家的通訊規(guī)約也存在著差異，這就需要將他們向標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約進(jìn)行轉(zhuǎn)化， 從而就加大了接入總控以及網(wǎng)絡(luò)匯總的難度。除此之外，微機(jī)保護(hù)全部組網(wǎng)，這樣就會(huì)存在著維護(hù)以及施工不方便、通訊線路長、接線復(fù)雜以及信息量大等眾多的問題。 
（4）在微機(jī)繼電保護(hù)裝置方面，還存在著硬件比較容易過時(shí)、故障錄波沒有實(shí)際參考價(jià)值以及使用者維護(hù)困難和系統(tǒng)對(duì)時(shí)不準(zhǔn)確等等相關(guān)的問題。 
(5）在用變電站系統(tǒng)出現(xiàn)短路問題的時(shí)候，這是其饋出線電流互感器二次短路電流將會(huì)不在采樣范圍之內(nèi)， 從而就會(huì)導(dǎo)致保護(hù)裝置內(nèi)部電流互感器的飽和。除此之外，短路電流超量程也是一個(gè)比較隱蔽但是應(yīng)該給予關(guān)注的重點(diǎn)問題。 
4、提高微機(jī)繼電保護(hù)裝置可靠性的有效措施分析 
在電網(wǎng)安全運(yùn)行過程當(dāng)中， 微機(jī)保護(hù)裝置發(fā)揮著極其重要的作用，但是由于受到軟件以及硬件等相關(guān)因素的影響，對(duì)其安全可靠運(yùn)行造成了不利的影響， 通過與自身的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合， 發(fā)現(xiàn)抗干擾是對(duì)于危機(jī)保護(hù)裝置可靠性進(jìn)行提升的重點(diǎn)所在。對(duì)于我微機(jī)保護(hù)裝置而言，它的內(nèi)部是工作電平相對(duì)比較低的弱電系統(tǒng)， 但是卻存在著相對(duì)比較嚴(yán)重的電磁干擾問題，這些干擾信號(hào)幅度相對(duì)比較大，同時(shí)頻率高以及時(shí)間短， 利用電磁耦合非常容易就會(huì)進(jìn)到微機(jī)保護(hù)裝置的內(nèi)部中，從而導(dǎo)致運(yùn)算程序出軌、錯(cuò)誤的計(jì)算，甚至還有可能損壞元件，造成不利的影響。另外，在時(shí)鐘的控制下，微機(jī)保護(hù)裝置當(dāng)中的微型機(jī)工作速度非常之快， 不能夠通過相對(duì)比較容易的延時(shí)電路將干擾信號(hào)躲過。為此，要想將微機(jī)繼電保護(hù)裝置的可靠性進(jìn)行真正的提升， 應(yīng)該從以下幾方面進(jìn)行重點(diǎn)考慮。容錯(cuò)設(shè)計(jì)方式、抗干擾糾錯(cuò)、抑制干擾源、故障自動(dòng)檢測以及抑制干擾耦合等等，但是值得注意的是，通過科學(xué)合理的接地是在微機(jī)保護(hù)當(dāng)中有效對(duì)干擾進(jìn)行抑制的一種重要方法。