微機(jī)繼電保護(hù)在大型泵站應(yīng)用的思考

陳劍，嚴(yán)凱

（江蘇省灌溉總渠管理處，江蘇 淮安 223200）

在大型泵站的運(yùn)行過程中，常常會受到諸多因素的影響，難以保障其運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。在當(dāng)前的信息化背景下，信息技術(shù)應(yīng)用能夠大大改變這一局面，尤其是在大型泵站中通過微機(jī)繼電保護(hù)的應(yīng)用，能夠提升泵站的抗干擾能力，實(shí)現(xiàn)實(shí)時、全面的監(jiān)控，保持大型泵站的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。微機(jī)繼電保護(hù)克服了常規(guī)繼電保護(hù)所存在的各種問題，對于維持水利設(shè)施的正常運(yùn)轉(zhuǎn)具有不可替代的作用，在未來將有著廣闊的發(fā)展前景。

1 泵站采用常規(guī)繼電保護(hù)裝置存在的問題

1.1 保護(hù)回路設(shè)計(jì)復(fù)雜，控制電纜較多

在大型泵站的運(yùn)行中，在傳統(tǒng)的技術(shù)條件下，主要采用的是常規(guī)繼電保護(hù)裝置。常規(guī)繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)的最初階段，技術(shù)條件相對有限，使得在整個裝置的設(shè)計(jì)過程中，保護(hù)回路的設(shè)計(jì)極為復(fù)雜，線路的復(fù)雜性加劇了管理難度，比如，一臺電動機(jī)的保護(hù)回路設(shè)計(jì)方面，包含了電流、電壓保護(hù)回路、直流回路、保護(hù)出口與音響信號回路。為發(fā)揮該裝置的保護(hù)作用，往往還需要進(jìn)行其他配置，比如，電磁型繼電器、控制電纜。

1.2 繼電保護(hù)動作的靈敏性較低

常規(guī)繼電保護(hù)裝置中，由于存在設(shè)計(jì)局限，導(dǎo)致整個裝置的靈敏度較差，在大型水泵出現(xiàn)運(yùn)行故障的情況下，繼電保護(hù)裝置不能夠快速進(jìn)入故障識別與處理環(huán)節(jié)，保護(hù)動作的靈敏非常低，無法在極短的時間內(nèi)切除和處理故障。

1.3 電磁繼電器本身存在的問題

在常規(guī)繼電保護(hù)裝置中，電磁繼電器是其中的重要構(gòu)成，在長期的使用過程中，電磁繼電器極易出現(xiàn)各種的運(yùn)行問題，這些問題將會導(dǎo)致電磁繼電器難以保持最佳的運(yùn)行狀態(tài)，繼電保護(hù)動作難以有效進(jìn)行，比如，繼電器可動部分常常會出現(xiàn)磨損的情況，接點(diǎn)更是怕震動、易燒毛、功率損失大、靈敏度低。

1.4 維護(hù)工作量大

由于常規(guī)繼電保護(hù)裝置存在一定的設(shè)計(jì)缺陷，在運(yùn)行與使用的工程中常常會存在諸多的問題，這就要求相關(guān)人員在日常的工作過程中必須要加強(qiáng)對裝置的維護(hù)與保養(yǎng)，每年在維護(hù)方面的人力、物力資源投入量較大。

2 微機(jī)繼電保護(hù)的特點(diǎn)

2.1 可靠性高

微機(jī)繼電保護(hù)是一種功能更為完善的保護(hù)裝置，在大型水泵的應(yīng)用過程中，微機(jī)繼電保護(hù)裝置的保護(hù)功能主要是由專業(yè)軟件來實(shí)現(xiàn)的，軟件控制具有更高的可靠性，能夠進(jìn)一步避免出現(xiàn)與常規(guī)繼電保護(hù)裝置一樣的接點(diǎn)故障、線圈故障與機(jī)械故障，有利于保護(hù)裝置保護(hù)動作的執(zhí)行。此外，微機(jī)繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行過程中，由于自身具有較高的自動化水平，完全可以通過自檢來避免保護(hù)誤動情況，大大提高了裝置的可靠性。

2.2 選擇性和靈敏性高

繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成相對特殊，電磁型保護(hù)的各個繼電器在整個裝置的運(yùn)行過程中，都有其固定的動作時間與接點(diǎn)抖動，不同類型的繼電器在相互的配合過程中，同樣也存在著一定的制約因素。而微機(jī)繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成突破了常規(guī)繼電保護(hù)的結(jié)構(gòu)限制，高性能單片機(jī)的應(yīng)用使得在繼電保護(hù)的過程中，能夠發(fā)揮其計(jì)算與邏輯功能優(yōu)勢，提高保護(hù)動作的靈敏性，因此，高選擇性和靈敏性大大縮短了保護(hù)時限級差。

2.3 保護(hù)配置更加靈活合理

微機(jī)繼電保護(hù)裝置中，微機(jī)的運(yùn)算與邏輯能力非常強(qiáng)，這就使得在整個裝置的運(yùn)行過程中，能夠充分微機(jī)的這種運(yùn)算與邏輯功能，使得保護(hù)配置更為靈活與便捷，具有更強(qiáng)的保護(hù)功能，比如，包含了過長保護(hù)、過熱保護(hù)、速斷保護(hù)等類型。

2.4 實(shí)時參數(shù)顯示、修改、故障存儲

微機(jī)繼電保護(hù)裝置中，能夠通過各種設(shè)備運(yùn)行信息的采集，來實(shí)現(xiàn)實(shí)時的監(jiān)測與控制，因此，微機(jī)繼電保護(hù)還具有常規(guī)繼電保護(hù)所不具備的實(shí)時參數(shù)顯示、修改與故障存儲等功能。在整個裝置的運(yùn)行過程中，微機(jī)可以自動進(jìn)行在線電流、電壓幅值信息、相位信息的收集與顯示，而這種實(shí)時的數(shù)據(jù)收集與顯示使得后臺管理人員能夠掌握各種設(shè)備的信息，進(jìn)而在基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)調(diào)整、故障識別與處理。

2.5 具有數(shù)據(jù)通信傳輸功能，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控操作

微機(jī)繼電保護(hù)下，裝置內(nèi)的各個部分之間實(shí)現(xiàn)了連接，可以在裝置的運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信與傳輸，達(dá)到信息共享，而這種實(shí)時通信與信息共享為遠(yuǎn)程控制提供了便捷，使得設(shè)備的控制突破了時間、空間的限制。微機(jī)保護(hù)下能夠與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)通信，通過標(biāo)準(zhǔn)接口與監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)的連接，為相應(yīng)的信息上傳與錄入提供了便捷，使得控制更為可靠與高效。

2.6 調(diào)試便捷，維護(hù)簡單

微機(jī)繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成相對簡單，這就使得在日常的維護(hù)工作中，往往不需要進(jìn)行單個繼電器的校驗(yàn)就可以高效完成相應(yīng)的調(diào)試與維護(hù)，具有調(diào)試維護(hù)的便捷性。

3 微機(jī)繼電保護(hù)在大型泵站中的具體應(yīng)用

3.1 實(shí)時監(jiān)控

以某大型泵站的微機(jī)繼電保護(hù)裝置為例，在實(shí)際的應(yīng)用過程中，該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對各個子系統(tǒng)、設(shè)備設(shè)施、要素的實(shí)時監(jiān)控。微機(jī)保護(hù)具有過熱禁止再啟動保護(hù)、欠壓保護(hù)、長啟動保護(hù)、低電壓保護(hù)等各種功能，在具體的應(yīng)用過程中，這些保護(hù)功能的存在維持了泵站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。首先，在速斷保護(hù)方面，主要采用的是保護(hù)整定的速斷定值、采集A、B、C 三相電流值的方式來實(shí)現(xiàn)，如果在實(shí)際的運(yùn)行過程中，其采集的這些電流值超過了標(biāo)準(zhǔn)限值，就會立即啟動保護(hù)動作，將原定值設(shè)置為裝置啟動時的速斷定值，而當(dāng)啟動完成以后，該定值會自動降低。其次，在差動保護(hù)方面，主要采用的是比率制動原理，以避免其他因素對裝置運(yùn)行的干擾，當(dāng)然，繼電保護(hù)的CT 斷線閉鎖功能也使得其可以在運(yùn)行的過程中能夠更好地發(fā)揮其保護(hù)功能。保護(hù)依據(jù)為：差動電流Icd 與制動電流Izd 分別體現(xiàn)為I 機(jī)端與I 中性點(diǎn)的和與差，在判定時以Icd 大于等于差動速斷整定值Isdd 作為差動速斷的動作依據(jù)，以Izd 大于比率制動特性拐點(diǎn)電流Iz 時Icd 大于等于差動啟動值cdi+比率制動系數(shù)作為差動比率制動的動作依據(jù)。在過熱保護(hù)方面，當(dāng)電流值超過了過熱定值時，裝置就會進(jìn)行相應(yīng)的動作反饋。

3.2 故障分析

微機(jī)繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行過程中，常常會出現(xiàn)各種的故障，影響其保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)，主要體現(xiàn)在：（1）CPU 插件故障，這一故障會導(dǎo)致顯示DSP 控制板與CPU 插件之間的通信異常，常常是由于插件與背板的直接接觸所引起的；（2）鼠標(biāo)異常，主要表現(xiàn)為鼠標(biāo)跳動過快、鼠標(biāo)顯示異常等方面，當(dāng)出現(xiàn)鼠標(biāo)異常時，有關(guān)人員難以利用鼠標(biāo)來實(shí)現(xiàn)對繼電保護(hù)裝置的控制；（3）跳合閘操作箱異常，這種情況常常是由于設(shè)計(jì)缺陷所造成的，當(dāng)存在設(shè)計(jì)缺陷時，跳合閘操作箱故障會導(dǎo)致動作失效；（4）運(yùn)行誤差，在整個裝置的設(shè)計(jì)中，如果將保護(hù)裝置集中裝設(shè)于中控室，在整個裝置的運(yùn)行過程中，需將所采集的各種模擬量信息經(jīng)由機(jī)組高壓柜加以傳輸于中控室，二者之間的傳輸線路相對較長，極易在信息的傳輸過程中出現(xiàn)線損過大等情況，導(dǎo)致所采集的電氣參數(shù)與實(shí)際存在較大的誤差。針對微機(jī)繼電保護(hù)裝置的這些故障情況，為發(fā)揮微機(jī)繼電保護(hù)裝置的保護(hù)功能與作用，相關(guān)人員就必須加強(qiáng)對這些故障的分析，并采取相應(yīng)的控制措施來加以處理，提高微機(jī)繼電保護(hù)裝置的可靠性。

3.3 裝置調(diào)試

在大型泵站的運(yùn)行過程中，為發(fā)揮微機(jī)繼電保護(hù)裝置的作用，相關(guān)人員在裝置投入使用之前必須要做好相應(yīng)的調(diào)試工作，將各個參數(shù)調(diào)試到合理的范圍。在調(diào)試的過程中，需注意保護(hù)判據(jù)的應(yīng)用，避免由于錯誤所造成的各種問題甚至故障。在調(diào)試保護(hù)功能之前，專業(yè)人員還需要對顯示值與輸入值之間可能存在的誤差，進(jìn)行相應(yīng)的精度校準(zhǔn)，一旦其誤差超過了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，就需要立即進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。只有當(dāng)調(diào)試檢驗(yàn)合格以后，微機(jī)繼電保護(hù)裝置才能夠投入使用，發(fā)揮其在泵站運(yùn)行中的作用。

4 結(jié)語

近年來，隨著技術(shù)水平的提升，大型泵站的運(yùn)行過程中，越來越依賴于微機(jī)繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用。由于微機(jī)繼電保護(hù)的可靠性、便捷性與靈活性相對較高，具有明顯的功能優(yōu)勢，在大型泵站中需要加強(qiáng)微機(jī)繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用，以維持泵站的穩(wěn)定運(yùn)行。