礦區(qū)變電所微機保護改造分析
——以新一變電所為例

黑龍江誠基水電熱力有限公司 陶憲常

礦區(qū)變電所微機保護改造分析
——以新一變電所為例

黑龍江誠基水電熱力有限公司 陶憲常

一、新一變電所微機保護改造工程簡介

新一變電所隸屬黑龍江省鶴崗誠基水電熱力有限責(zé)任公司，主要負責(zé)對整個新一煤礦及周邊區(qū)域供電。該所使用的是電磁式繼電保護裝置，運行維護工作量大且維護成本高，接線復(fù)雜，可靠性差，整定值偏差大；繼電器接點易卡死、斷線，接點接觸不良；故障和異常情況時其準確性和可靠性較低，直接威脅電氣系統(tǒng)的安全運行。

該公司經(jīng)過認真論證、研究，決定采用先進的微機保護裝置替代電磁保護裝置。改造工程包含備自投、所用電、6 kV和10 kV饋線、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線、分段、母聯(lián)、主變保護等的改造，目前已全部安裝調(diào)試完畢并投入運行，運行狀況良好，設(shè)備性能穩(wěn)定。在幾次系統(tǒng)故障中均可靠動作，完全達到改造的預(yù)期效果。

二、系統(tǒng)設(shè)計方案

變電所微機綜合自動化系統(tǒng)配置方案網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 變電所微機綜合自動化系統(tǒng)配置方案網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

由圖1可知，系統(tǒng)主要分為兩部分：一部分是由微機監(jiān)控保護裝置、微機監(jiān)控裝置及其他智能設(shè)備等組成的下位系統(tǒng)；另一部分由計算機、通訊機等后臺系統(tǒng)等組成的上位系統(tǒng)（也叫工作站）。工作站采用PC機和人機界面軟件，稱為“站控機”。新一變電站采用2臺站控機、1臺五防機設(shè)計,以保證工作站的可靠性及數(shù)據(jù)遠傳、遠方監(jiān)控。變電所微機綜合自動化系統(tǒng)的主要任務(wù)是對上述設(shè)備進行保護和遠程監(jiān)控。其主要功能如下。

1.保護。技能從電網(wǎng)中迅速切除故障設(shè)備和線路。

2. 遙測。包括測量各設(shè)備的電壓、電流、功率等參數(shù)以及刀閘位置、開關(guān)狀態(tài)量、變壓器油溫等。

3.遙信。包括開關(guān)、斷路器位置、事故跳閘總信號、預(yù)告信號、保護動作信號和異常信號、系統(tǒng)各工作站狀態(tài)信號、直流系統(tǒng)信號、設(shè)備狀態(tài)、保護動作信息等。

4.遙控。包括開關(guān)量輸出、斷路器的閉合和斷開等。

5.遙調(diào)。包括變壓器分接頭調(diào)整，系統(tǒng)電量、頻率、功率因數(shù)、保護定值調(diào)整等。

6.站監(jiān)控和管理。包括報警、歷史記錄、報表打印、順序故障記錄（SOE）、故障錄波等。

7.與調(diào)度中心計算機通訊。

8.實現(xiàn)微機五防閉鎖功能。

三、系統(tǒng)主要設(shè)計原則

1. 變電所設(shè)計改造時，下位系統(tǒng)各裝置和工作站計算機設(shè)備應(yīng)相互獨立。下位系統(tǒng)各裝置完成的功能不依賴通訊網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)中任何裝置的局部故障不會影響其他裝置的正常工作。

2. 嚴格遵循監(jiān)控、保護、通訊相互獨立配置的原則，以保證監(jiān)控功能萬一出現(xiàn)異常情況時保護功能獨立發(fā)揮作用。

3. 系統(tǒng)采用模塊化、分布式結(jié)構(gòu)。全部裝置應(yīng)集中組屏，以簡化二次系統(tǒng)的設(shè)計，節(jié)省復(fù)雜的電纜帶來的大量設(shè)計、施工、維護工作，縮短施工投運周期。

4. 通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用標準化軟硬件組成，以滿足今后計算機高速發(fā)展的需求，其兼容性、擴充性、互換性要好。

5. 系統(tǒng)采用信號隔離技術(shù)，軟、硬件濾波，還要有防雷擊、屏蔽接地等一系列抗干擾措施。

6. 系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用開放性的設(shè)計思想，能將與通訊協(xié)議不同的其他設(shè)備（如智能電度表、小電流接地選線裝置、五防閉鎖裝置等）的信息接入微機自動化系統(tǒng)。

7. 系統(tǒng)具有功能較強的人機對話接口及全漢化的友好界面，系統(tǒng)畫面、打印、組態(tài)方便，既可召喚打印亦可實時打印。

四、保護改造的實際問題

1. 因該變電所負荷的特殊性，不能采用全停電方式進行安裝改造，只能根據(jù)實際情況采取分段、分路停電的方式進行改造。因此，由于保護屏的布置方式不同，在安裝時，有整屏全停電的，也有部分停電的，這就需要在安全措施上特別注意。

2. 原保護二次回路較亂，回路之間過線較多，情況較為復(fù)雜。因此，改造前一定要查清回路，尤其是回路之間的過線等，保證將回路的電斷開，保證未過渡保護單元不能失電。

3. 為防止計算機故障時無法操作被控設(shè)備，在設(shè)計上要保留人工直接跳、合閘手段，確保這兩種控制方式之間能互相切換、相互閉鎖。

五、工程施工要求

1. 施工前制訂詳細的組織措施、技術(shù)措施、安全措施及危險點和施工方案，要組織相關(guān)人員討論學(xué)習(xí)。

2. 施工時必須依照有關(guān)電力安全規(guī)定辦理開工手續(xù)，辦好工作票，做好安全措施，嚴格執(zhí)行工作票制、工作許可制、工作監(jiān)護制以及工作間斷、轉(zhuǎn)移、終結(jié)制度。施工中嚴禁違章指揮、違章作業(yè)、違章施工。施工人員穿戴好電氣防護用品，保證施工安全。

3. 施工必須符合電氣設(shè)備安裝驗收規(guī)范規(guī)定。施工完成后，調(diào)試設(shè)備與運行生產(chǎn)系統(tǒng)聯(lián)系，并使用經(jīng)審定批準的試驗方案或試送電方案，保證安全生產(chǎn)。

4. 施工中所有施工器具、材料、設(shè)備等，必須與帶電運行的設(shè)備保持安全距離。施工時應(yīng)按施工方案進行，做好人員分配，保證現(xiàn)有工作秩序，做好安全監(jiān)護。

六、微機保護的選型

在100 kV以下變電所微機保護系統(tǒng)裝置改造工程中，一般選用國產(chǎn)微機保護裝置。國外微機保護裝置雖然技術(shù)先進，產(chǎn)品集成化程度高，但是基本上是英文版界面，維護調(diào)試不方便，其生產(chǎn)的微機保護裝置產(chǎn)品主要運用于大型發(fā)電廠和超高壓變電站，許多保護原理及性能不適應(yīng)國內(nèi)110 kV以下電氣系統(tǒng)的保護配置實際和需求。并且價格高，安裝后維護、售后服務(wù)都不方便。

國內(nèi)微機保護裝置主要是引進國外微機保護裝置技術(shù)，對其消化吸收后，針對國內(nèi)電力系統(tǒng)特點自行開發(fā)，適應(yīng)國內(nèi)電網(wǎng)需求，且售后服務(wù)方便。國產(chǎn)微機保護裝置以較高的可靠性、很好的適應(yīng)性、先進的技術(shù)性能及良好及時的售后服務(wù)，成為變電所電磁保護裝置的最佳改造裝置。