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

　　關(guān)鍵詞:微機, 綜合保護系統(tǒng),繼電器

　　前言

　　目前我國電網(wǎng)建設(shè)處于快速發(fā)展壯大時期，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，從原料到成品需要經(jīng)過多個生產(chǎn)工序，因此必須保證生產(chǎn)裝置的連續(xù)運行與供電穩(wěn)定，如果在生產(chǎn)過程中遇到突然停電等事故會中斷生產(chǎn)、設(shè)備損壞，造成重大經(jīng)濟損失。

　　傳統(tǒng)的繼電保護裝置存在較多的弊端，在電力系統(tǒng)運行中，經(jīng)常會出現(xiàn)短路、接地、超負荷、斷線等現(xiàn)象引起很嚴重的后果。電氣設(shè)備損壞，供電中斷。以往都是采用傳統(tǒng)的繼電器保護裝置防護，但由于受繼電器質(zhì)量、調(diào)試水平的因素影響，常使繼電器保護達不到想要的效果�，F(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的繼電保護系統(tǒng)已經(jīng)不適用。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，我們開始嘗試采用配置微機綜合保護系統(tǒng)，來提高保護電力系統(tǒng)的可靠性，實際應用證明，效果良好。

　　一、繼電保護在供電系統(tǒng)中的要求

　　1選擇性：保護裝置動運時，將故障元件從電力系統(tǒng)中清除，盡量縮小停電范圍，以保證其他無故障部分系統(tǒng)可以繼續(xù)安全運行。

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

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

　　4可靠性：可靠性是在電路出現(xiàn)故障時，保護裝置不應該有拒絕保護動作，而在電路完好的情況下，它則不應該有誤動的行為。

　　二、傳統(tǒng)繼電保護的不足：

　　傳統(tǒng)繼電保護大多都是多個繼電器組合所成，如：過流繼電器、時間繼電器、中間繼電器等通過復雜的組合來實現(xiàn)電路保護功能，其不足之外在于：

　　1由于其是多個裝置的組合體，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，增加盤柜數(shù)量，增加建設(shè)資金。而其采用的繼電器觸點過多，也使保護裝置的靈敏度和可靠性降低。并且繼電器保護是和電器設(shè)備直接連接的，中間沒有光電隔離措施，在系統(tǒng)受到強電壓沖擊時容易產(chǎn)生故障并使故障范圍擴大。

　　2繼電器保護功能單一，靈活性差，自身沒有監(jiān)控與自檢功能，要安裝各種檢測儀表才能觀察與實時觀測功能，保護定值修改要在繼電器上調(diào)節(jié)，有時候還要更換繼電器。數(shù)據(jù)無法遠方監(jiān)控，無法實現(xiàn)遠程控制，不具備聯(lián)網(wǎng)功能。當繼電器線圈短路后，不能及時快速的發(fā)現(xiàn)問題。

　　3由于調(diào)試、檢修、維護復雜，要停電才能進行，出現(xiàn)事故將很難找到故障點，不能及時修復，影響生產(chǎn)。繼電器線圈的老化與發(fā)熱問題將直接影響保護的可靠動作，也縮短其使用壽命。傳統(tǒng)繼電保護裝置已經(jīng)逐漸淘汰，很多繼電器已經(jīng)停止生產(chǎn)，備件采購困難。其運行維護工作量大，設(shè)備的運行成本也多。

　　三、微機綜合保護系統(tǒng)

　　目前國內(nèi)的微機綜合保護系統(tǒng)的設(shè)計和生產(chǎn)均采用GB、IEC等標準，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)。微機綜合保護系統(tǒng)基于先進的計算機軟硬件、自動控制、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、測控、通訊、當?shù)乇O(jiān)控和遠程監(jiān)控，遠程指揮等主要功能，能夠最大限度地滿足供電安全、穩(wěn)定和高效運行的要求。

　　1微機綜合保護的特點

　　作為綜合保護裝置的微機繼電保護功能，通過相應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、 保護和測量計算、 狀態(tài)監(jiān)視、 故障判斷及處理、 液晶顯示、 人機對話操作、 修改定值和通信的功能， 并且它還具有強大的自檢能力， 利用事故后分析，可與計算機交換信息。微機保護在電力系統(tǒng)中多年的實踐應用證明， 與傳統(tǒng)的繼電保護相比較，微機保護擁有無可比擬的優(yōu)越性。其主要優(yōu)特點如下:

　　1) 改善和提高繼電保護的動作特征和性能， 動作正確率高。具有很強的巡檢和自檢功能，保護功能齊全。微機保護能滿足配電站所需的各種保護功能， 例如三段定時限低電壓閉鎖過電流保護、 方向縱聯(lián)保護等，可靠性高

　　2) 實現(xiàn)了保護、 控制、 測量、數(shù)據(jù)通信一體化， 可以進行遠方監(jiān)控。微機保護裝置實際上是一臺高性能、 多功能的計算機， 是整個電力系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)上的一個智能終端。 它可從網(wǎng)上獲取電力系統(tǒng)運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元件的信息和數(shù)據(jù)傳送給控制中心。因此， 每個微機保護裝置不但可完成繼電保護功能， 而且在無故障正常運行情況下還可完成測量、控制、 數(shù)據(jù)通信功能， 也可實現(xiàn)保護、 控制、 測量、 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， 人機界面友好。實時的數(shù)據(jù)顯示， 故障記憶報警。工藝結(jié)構(gòu)條件優(yōu)越，簡化二次接線， 減低功耗。

　　2、微機綜合保護系統(tǒng)按站控層、間隔層和過程層劃分。

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

　　2)間隔層：保護裝置、測控裝置、安全穩(wěn)定裝置等自動裝置。

　　3)過程層：電子式互感器、智能終端應用于開關(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、變電站專用工業(yè)以太網(wǎng)交換機、RS-485接口等。

　　3、微機綜合保護系統(tǒng)的各邏輯接口具有的功能：

　　間隔與遠方保護系統(tǒng)之間保護數(shù)據(jù)交換;過程層和間隔層之間PT和CT瞬時數(shù)據(jù)交換;變電站與遠方工程師辦公地點數(shù)據(jù)交換;間隔之間直接數(shù)據(jù)交換，尤其是像聯(lián)鎖、保護這樣需要快速動作的功能;變電站和遠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)物理上應該分控間隔層網(wǎng)絡(luò)、過程層網(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)，過程層網(wǎng)絡(luò)采用光纖以太網(wǎng)，可以選擇采用簡單可靠的星型拓撲結(jié)構(gòu)或者環(huán)網(wǎng)機構(gòu)。隔層網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)一樣，可通過雙網(wǎng)熱備用或雙網(wǎng)雙工方式冗余提高通信可靠性;而過程層網(wǎng)絡(luò)則視為繼電保護的一部分，需根據(jù)保護配置原則進行冗余，在雙網(wǎng)運行時應采用雙網(wǎng)雙工無延時切換，以滿足保護跳閘要求。

　　三、微機綜合保護系統(tǒng)的優(yōu)點：

　　1.微機綜合保護系統(tǒng)，具備采集、監(jiān)視、控制、自檢查功能、通過一臺設(shè)備可以發(fā)現(xiàn)：輸電線路的故障，輸電線路的負荷、自身的運行情況等，當設(shè)備自身某種故障，微機保護通過自檢功能，把故障進行呈現(xiàn)出來，工作人員就可要根據(jù)顯示情況進行處理，采用計算機原理進行遠程控制和監(jiān)視。

　　2. 微機綜合保護系統(tǒng)采用雙核或者多核心CPU進行數(shù)據(jù)處理，加大了數(shù)據(jù)處理速度保證動作相應時間。同時由于微機綜合保護系統(tǒng)采用各種電力邏輯運算來實現(xiàn)保護功能，所以只需要采集線路上的電流電壓等少量信息，簡化了接線與布線工作。

　　3.微機綜合保護系統(tǒng)采用計算機控制功能，保護定值、保護功能、保護手段采用程序邏輯，這樣可以隨時修改保護參數(shù)，修改保護功能。微機綜合保護系統(tǒng)還具備通訊功能，可以通過網(wǎng)絡(luò)把用戶所需要的各種數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，進行集中調(diào)度。

　　4.微機綜合保護系統(tǒng)的采樣與控制信號采用光電耦合隔離技術(shù)，把所有采集上來的電信號轉(zhuǎn)換為光信號，這樣在有強電流進入控制系統(tǒng)的時候，設(shè)備可以建立自身保護機制防止損壞或擴大事故。同時由于設(shè)備在正常狀態(tài)處于休眠待機等狀態(tài)，只有程序?qū)崟r運行，所以微機綜合保護系統(tǒng)的較傳統(tǒng)保護系統(tǒng)壽命長。

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

　　6.微機綜合保護系統(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

　　微機綜合保護系統(tǒng)比傳統(tǒng)的繼電保護在各個方面都具有明顯優(yōu)勢，隨著的微機發(fā)展和的廣泛應用，它漸漸實現(xiàn)多種功能化，并可實現(xiàn)軟件的升級、功能的擴展。微機綜合保護系統(tǒng)的自診斷能力，能及時發(fā)現(xiàn)裝置故障，在使用過程中可將配電系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)、信號通過通訊線路傳送到生產(chǎn)管理部門及總變電站的微機系統(tǒng)，生產(chǎn)管理部門及總變電站的各項指令也可通過數(shù)據(jù)傳輸下達到各級變電所的微機工作站，使維護工作量大為減少，減少人工參與過程，節(jié)省人力。保證數(shù)據(jù)的真實可靠，方便化工企業(yè)通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)組建ERP管理系統(tǒng)。微機保護必將取代傳統(tǒng)保護。

　　參考文獻：

　　(1) 繼電保護自動裝置及二次回路中國電力出版社

　　(2) 微機綜合保護系統(tǒng)在電力系統(tǒng)的應用新疆電力出版

　　(3) 電力系統(tǒng)繼電保護原理與實用技術(shù)中國電力出版社