110kV變電所微機保護的運行

該文介紹了微機保護裝置的配置、功能、運行情況及對微機保護發展的建議。
　　關鍵詞：微機保護；運行；配置
　　中圖分類號：TM774 文獻標志碼：B 文章編號:1003-0867（2006）10-0017-02
　　 農三師電力公司110 kV圖木舒克中心變電所是1991年投運，配置的是典型的常規保護屏，此類繼電器弊端較多，部件容易老化，使整定的準確度差，給設備的檢修維護和試驗工作帶來不便，為此經過多方面分析比較，決定對該所的二次系統進行改造，采用*的微機保護，zui終選定了XWJK-3100系列變電站綜合自動化系統。
　　1 保護裝置的配置
　　 根據圖木舒克變電所是110 kV終端變電所的特點，結合其一次系統設備和原保護的配置，并經過與生產廠家研討，配置了WBH-100型成套主變保護裝置（差動保護、后備保護和非電量保護裝置）及H-25/G型110 kV線路保護與H-111型35 kV、10 kV線路保護。
　　1.1 變壓器差動保護
　　 該保護裝置設有差動速斷和比率制動式差動兩套差動保護功能。差動速斷是反映差動電流的速斷電流保護，能保證在變壓器內部發生嚴重故障時快速動作跳閘。比率差動保護*反映差動電流及制動電流的突變量，不受變壓器正常運行時負荷電流的影響，有較高的檢測變壓器內部相間短路、高壓側單相接地短路及匝間層間短路等故障的能力。該保護還設有TA斷線報警與閉鎖控制、帶延時的非電量保護和非電量保護記錄等功能。
　　1.2 變壓器后備保護
　　 根據用戶要求，該保護裝置的二次電流均取自本側TA，主變三側都包括有三段復合電壓閉鎖過流保護，其中I段、Ⅱ段可方向閉鎖，保證了保護的選擇性；一段零序電壓保護；110 kV側還設有二段零序過流保護。并設置過負荷發信號、啟動主變風扇、主變有載調壓閉鎖等功能。
　　1.3 非電量保護
　　 該保護裝置實現了電氣量保護與非電量保護的*分離，由專門的裝置來完成非電量保護。主要是來自變壓器本體的非電量信號，包括瓦斯、冷卻器故障、壓力釋放、溫度過高、油位及油溫等，起動后發出*信號，并發送給微機保護作為事故記錄，直接跳閘，則起動本裝置的跳閘繼電器。另外，該裝置能自動打印動作信息，且可通過通信將信息傳至監控系統。
　　1.4 線路保護
　　 110 kV線路采用的是H-25/G型微機保護裝置，配置了距離保護、零序電流（方向）保護及三相一次重合閘。相間距離保護采用躲負荷性能好，且具有一定耐過渡電阻能力的圓特性阻抗繼電器來實現，接地距離保護采用的是具有較強耐過渡電阻能力的四邊形特性阻抗繼電器。其中距離保護、零序電流保護設有獨立出口跳閘回路，35 kV線路與10 kV線路均采用的是H-111微機保護裝置，二相二元件接線方式且配置了接地選線功能。
　　2 保護裝置主要硬、軟件結構
　　2.1 主要硬件結構
　　 WBH-100系列裝置采用分層多CPU并行的系統結構，設有4個保護CPU，單元管理機不參與保護動作行為。而且現時配置的差動保護附件，設置了提高小電流故障檢測靈敏度的工頻變化量比率差動元件，增設了相電流工頻變化量起動元件，采用二次諧波制動，其交流電流隔離變換采用的電流互感器，使變換電流的諧波分量不失真，提高了防誤動的能力。在后備保護的外部電流和電壓輸入，經隔離互感器隔離變換后，由低濾波器輸入到模數轉換器。CPU經過采用數字處理后組成各種繼電器，作為非電量保護，可直接起動跳閘出口回路而無需經CPU進行邏輯判斷，有利于提高動作可靠性。H-25/G型保護采用多CPU并行工作，具有智能型的自檢和互檢功能。CPU1擔負錄波功能，設有相電流差突變量起動，零序電流起動及變位起動三種方式；每次觸發錄波可記錄8個周波，且斷電后不丟失數據。CPU2為距離保護，內設距離保護起動軟件。CPU3為零序保護，按四段式設置，用自產3U0做方向判斷，并設有TV斷線時，是否短接功率方向元件的可選功能。CPU4為綜合重合功能，用于三相一次重合閘檢查無壓、檢查同期。
　　2.2 主要軟件結構
　　 保護軟件采用具有較高采樣率的算法，保證了在故障全過程對所有繼電器的運行實時計算，使裝置有很高的固有可靠性及動作速度。變壓器各側TA均采用星形接線，各側電流平衡調整和各側電流存在的相位差由軟件自動調整和校正，簡化了電流的二次接線。具有軟壓板投退功能；具有GPS時間校對、故障錄波記錄、保護動作事件記錄，且斷電保持、通信及裝置內部主要軟件電路的自檢等功能，在正常運行下均由主程序自動進行。
　　3 抗干擾問題
　　 由于主變微機保護工作電流較低，輸入、輸出回路易串入干擾而引起誤動或拒動及誤發信號，但保護在設計上利用光耦模件隔離干擾信號，以及將外部輸入開關量轉換為CPU可接收的弱電電平。跳閘輸出和信號引出經非電量輸出，避免了長電纜串入干擾，而且其引入、引出的電纜均采用屏蔽電纜，使抗*力得到加強。保護從投入運行至今，沒有發現因受干擾而誤動或拒動現象，保證了設備和電網的安全運行。
　　4 運行情況探討
　　 XWJK-3100系列微機保護是2002年5月底在110 kV圖木舒克變電所投運的。在運行過程中也出現一些問題，值得探討。
　　 電壓、電流和相位的實時采樣值和變壓器差動電流、開關輸入量狀態等均可以顯示，給現場調試和維護帶來方便。但這些數據只可在主菜單中顯示，不能打印出來，檢查這些實時數據時必須到現場，給管理和分析工作帶來不便。
　　 保護的報告儲存情況不是很理想。保護的報告記憶在儲存滿后，新的報告自動刷新舊的報告，如想保留有用的報告，只能打出報告備存。另外，報告的儲存不能有選擇性地選擇有用的報告儲存，而刪除無用的報告。要刪除報告就會把全部報告都刪除，而且在眾多報告中要提取必須的報告時也有一定困難。
　　 當保護起動后在間隔較短時間內接著起動，后一次起動的數據就不能保存，以致不能分析后一次起動的原因，給運行分析和事故分析帶來困難。現已由廠家對相應軟件進行現場更換，解決了問題 。
　　 微機保護裝置中顯示的均為英文，給值班運行人員帶來諸多不便，也給人機對話帶來困難，曾出現多次上報的報告不明確的現象，建議能對保護裝置的顯示采用漢語化。
　　5 建議
　　5.1 變電所保護的微機化是發展方向
　　 應用于圖木舒克變電所的微機保護在運行中雖然或多或少存在一些問題，但總的來說，其運行狀態是良好的，而且多次經受外部故障的考驗。以該公司的試驗，保護的全項目調試只需半天就可完成，提高了效率；而zui見效的還是在保護定值的整定方面，以前約需一天的工作，現在只用約半小時就可以了。再加上微機保護運行時，具有可實時觀看電壓、電流和相位的采樣值，變壓器差動電流、開關輸入量狀態也可從菜單中顯示，相序的正確性和測量六角圖，可直接從保護裝置菜單中判別。主變微機保護確實給運行管理帶來諸多方便。運行情況表明，隨著微機保護的日漸成熟與逐步完善，微機保護是值得廣泛推廣的。
　　5.2 問題
　　 *，微機保護與常規保護的本質區別在于微機保護把邏輯判斷工作交由軟件來實現，保護動作行為的正確與否、保護裝置的完善與否很大程度上取決于軟件設計。也就是說，保護動作的分析，主要取決于軟件設計和對軟件程序的理解程度。微機保護的現場調試需研制出完善的試驗方案來模擬各種情況下的各種故障，以便試驗所有的程序段，才能使軟件存在的缺陷暴露出來。要做到這一點，用戶必須對保護的硬、軟件設計有較詳細的了解。由于種種原因，多數微機保護生產廠家，對這方面的資料提供較少，導致用戶在日常維護及缺陷處理時過多地依賴廠家，特別是在主部件損壞時，要退出保護等均需廠家來協助處理，也給運行帶來了不便。
　　6 結束語
　　 110 kV圖木舒克變電所微機保護的應用，這是技術發展的大勢所趨，值得推介。因此，在2005年上半年建設的110 kV城北變電所的主變保護、線路保護，結合保護的發展方向，在2004年底農三師電力公司現運行的8座35 kV變電所的保護，均已更換為微機保護。