關于電力系統變電所微機保護技術的研究

張智行 徐前前

摘要：目前，對變電站的保護主要是利用計算機技術來進行的，因此對計算機的管理規定也應該有相應的規范，同時對它們的應用也應該簡化，以增加效率和提升控制精度，但總體而言，單位的使用情況反映得不錯。本章首先分析了電力系統中變壓器微機的保護關鍵技術，并研究了變壓器中心型的保護方法，然后剖析了軟件系統的安全性，包括體系結構，基于實時操作系統的網絡特性以及軟件系統的模塊化設計，尋求了變壓器微機防護技術發展的新途徑。

關鍵詞：電力系統;變電所;微機保護技術

從九十年代初期開始，變電所自動化技術在中低壓變電所系統中就獲得了普遍的運用，而目前也正在中高壓變電所系統中逐步獲得了發展。隨著變電站自動化技術的發展，對技術提出了更高的要求，其中最主要的有兩條：1、使用新型高效通訊網絡，以適應日益增長的技術要求;2、建立由廠商共同執行的變電站自動控制系統通信協議標準，適應各個廠家的要求。

1調整電力系統變電站微機保護的優點

傳統的機電式繼電器保護體系，在下列一些方面均有其難以克服的缺陷：（1）動作緩慢，一般不超過零點零二二S。（2）沒有自動檢測與自控，對安全保護設施內元器件的損傷不及時發現，可能導致嚴重后果。（3）每一種保護方式都是通過適當的硬件和連接實現的，受保護的設備功能靈活性較弱。（4）對系統中某些較復雜的防護手段，參數調整復雜，調試工程量較大，靈敏度低。

微處理器的保護系統，充分利用并完成了計算機存儲器、邏輯判斷、數字計算等數據處理功能，同時又在應用軟件的幫助下，除去了傳統繼電保護系統的優勢之外，它最主要的優點就是速度快、靈敏度高。另外，微處理器對保護系統有較高的綜合分析與邏輯判斷能力，可以實現自動識別，抗干擾能力強，安全性較高;微保護機構的特性和性能可以通過修改軟件輕松選擇、調試，因此具有更大的靈活性;微處理器保護具有較好的通信功能，方便編制綜合自動化系統，最終無需值班，這對提高系統運行自動化水平具有重要意義。用于自主研發的智能手機同步數據采集卡微處理器保護，完全可以使用單臺技術機械手實現來自中小型變壓器結構的所有保護和自動化功能。

2電力系統變電站微機保護特點

變電站綜合自動化系統具有數據采集、數據處理和記錄、控制和操作聯鎖、微處理器保護等功能，以及與遠程操作控制中心的通信、與計算機的通信、自診斷、數據庫等功能。微處理器保護系統中模擬量的采集一般有兩種方式，即通過監測連續采樣和監測其交換，直流采樣測量傳感器可轉換交流電壓、交流電流、有功功率、無功功率等。該方法可作為轉化A/D單極性的參數，對轉化率的要求不高，精度更簡單，程序設計簡單，但這種方式的主要缺點是對電轉換器投資大，二次布線維護復雜，發射機有一定的延遲，因此這種方法通常用于監測過程，并具有穩定相對緩慢的變化率。采用交流電壓和交流電流變換器對交流電壓±5V信號進行采樣控制。

這種方法的特點是結構簡單，投資快，運行可靠，缺點是方案設計比較繁瑣，在技術上，復雜的控制精度需要提高，同時，要求A/D的過渡接口是雙極的，需要更高的轉換速度。如果數據采樣率太低，由于供電系統初始故障力矩，電壓和電流含有相當高的諧波分量，導致了數據處理的頻率混合和失真。為避免與頻率匹配，采樣頻率需要相當高，取樣頻率越高，則處理器速度也越高，不過，因為目前微處理器的大部分保護原理都反映了工作頻率的體積，于是就在取樣之前設置了一種模擬低頻濾波器，同時考慮了電壓和電流等信號中的高頻分量，也因此減少了取樣頻率，從而減少了對微系統硬件的要求。

3計算機保護變電站運行中常見問題

3.1自動化變電站二次控制裝置存在不完全或不正確的報警，妨礙人員在變電站正常值班和故障排除工作。

3.210kV單相接地信號精度低。

3.3變電站轉換器微保護后，由于干部教育部門值班人員等沒有及時跟進，真正熟悉保護原理、自動化裝置的實際工作原理的人員很少。

3.4微處理器設備的維修在很大程度上依賴于在外部單位工作的工程師，這不可避免地使微處理器的應急維護困難重重，在一定程度上影響了變電站的安全供電。

3.5變電站投入使用后，研究工作模式，有的仍在普通變電站值班，沒有反映勞動生產率、提高人力資源的重新配置和調整。

4如何加強變電站管理

根據變電站的上述特點和存在的問題，為更好地發揮其在變電站供電領域的作用，以及要把它們從一站到另一站轉變為發展服務，無論從干部還是技術兩個方面都要加強管理。

4.1確保變電站人員安全運輸的新人事管理措施：

（1）改進專用計算機的管理，計算機接口和內部軟件的技術處理，開發微支持計算機的管理方法，對違反規定的員工進行培訓和認證。

（2）變壓器值班員的工作質量要求，將超過電磁變壓器以及晶體管數量變電站，所以一般需要具備獲得普通中等專業學校和高等院校學歷證書的工作人員。

（3）人事服務部門應當及時培訓微變電站值班人員計算機知識基礎和微保險工作基礎，并提高相關工程技術人員和調度人員的培訓水平。

（4）變電站要確保職工正常用電，為企業建立高效基層，所以變電站要時時值班，為了確保電源裝置的安全工作，所以變電站隨時都可以加強，絕對不可放松。

4.2控制自動變電站安全運行的技術措施：

（1）顯示環境溫度、電壓、電流等主要的工作參數，必須簡潔直觀，以方便于值班管理。

（2）結合變電站封閉母線的電壓，設置下部自動跳閘報警，閉路線路電壓不正常時，應能及時給出報警信號，使值班員及時調整處理，最終提高變壓器站供電電壓的質量。

（3）為完成母線電壓與相電壓的切換，線路電壓需要經過準確指定，設備人員能夠自行區分P，R-熔斷器KB、KU、KS熔斷器和單相接地故障，并進行對應的表示。

5微機保護的保護類型

5.1線路保護：微處理器線路保護;微處理器電容保護;微處理器路徑保護;微處理器零序列線路保護;微機橫向差分電流線路的保護。

5.2主要的電氣設備保護：微機雙繞組變壓器差動保護;微機三繞組變壓器差動保護;微型變壓器的備用保護;微型發電機差動保護;微型發電機的備用保護;微處理器電動機的差動保護;微處理器電源保護;微機廠采用的可變保護裝置。

5.3檢測儀器：微米遙測遙控設備;遙控器;微處理器遠程配置裝置;微處理器自動同步設置;自動復位設備開關裝置。

6.結論

變電站綜合自動化系統是指在微機保護系統的基礎上，將變電站的控制、測量和信號裝置結合起來，用全自動新型二次設備更換二次機電設備，實現了機電二次設備的多種功能，通過不同的模塊化程序安裝設備，而不是通過人機界面設備連接大量本地通信的信號電纜，實現了變電站綜合自動化控制、監視、測量和記錄打印系統。

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作者簡介：姓名：張智行，性別：男，籍貫：湖北省松滋市，民族：漢，出生年月：2000.01.29，學歷：本科