淺談熱電廠微機保護裝置改造

合肥熱電集團有限公司安能分公司 楊光濤

熱電廠微機保護裝置是基于微處理器（CPU）和數字信號處理技術（DSP）的繼電保護。很多熱電廠微機保護裝置因使用年限較長出口電路板存在燒焦發黑現象，設備運行安全可靠性降低，需要改造。

1 微機保護裝置結構示意圖（圖1）

圖1 微機保護裝置示意圖

2 微機保護裝置改造步驟

2.1 繪制微機保護裝置的二次接線圖

首先，根據微機保護裝置裝置的技術資料，并結合開關柜內當前二次回路接線，繪制出微機保護裝置裝置的二次回路接線圖，再組織人員對圖紙進行分析、討論，驗證圖紙的正確性，確認無誤后，形成最終圖紙，作為后續工作的依據，并存檔保管。

（1）二次回路標號。為便于安裝、運行和維護，在二次回路中所有設備間的連線都要進行標號。標號一般采用數字或數字與文字的組合，它表明了回路的性質和用途，便于正確接線。

（2）回路標號的基本原則。按等電位原則進行，即連接在一點的全部導線都用一個數碼來表示。如：+：101，－：102。一般只對引入DZP的回路加以編號。

（3）DC標號方法。從+出發，以奇序標號，直到最后一個有壓降的元件為止。如最后一個有壓降的元件不是直接在負極上，而是通過連接片、開關或繼電器觸點接在負極上，則下一步應從負極開始，以偶序標號至上述也有標號的回路為止。

（4）AC標號方法。TA、TV按一次接線中的順序來分組標號。編號不分奇偶，從電源處開始按順序編號。注意現場只有CT接法，有些微機保護裝置裝置只能接入AC兩相電流，只能采用2表法進行計算。

2.2 開關柜柜門現場改造

開具工作票切換設備后，根據選用微機保護裝置裝置和多功能表實際尺寸，在開關柜柜門上重新開孔，以便安裝微機保護裝置裝置。

2.3 重新接線

微機保護裝置裝置更換時，按以下步驟進行：先將現有的每個控制信號線貼上標記，然后拆除微機保護裝置。再按事先標記，將各控制信號線準確的接到新的微機保護裝置裝置上。

2.4 微機保護裝置裝置檢驗

（1）交流電壓、電流輸入正確性檢查。①檢查接入裝置的交流電壓回路、交流電流回路的端子是否與產品說明書規定的一致。②檢查電流互感器、交流電壓互感器的數量是否符合產品說明書的規定，其接線及極性是否滿足要求。

（2）檢驗各電壓互感器、電流互感器的變比。①檢驗電壓互感器的變比：ⅰ在電壓互感器一次側，輸入線電壓為100V，測量二次測輸出電壓。ⅱ計算電壓互感器的變比，是否符合規定要求。②檢驗電流互感器的變比。ⅰ在電流互感器一次側，輸入額定電流（5A或1A），測量二次測輸出電流。ⅱ計算電流互感器的變比，是否符合規定要求。

（3）開關量輸入回路檢驗。①檢查開關量輸入回路的數量是否符合規定的要求。 ②從保護裝置的主菜單中選擇子菜單“開關量狀態”(SWITCH STATUS)依次進行開關量的輸入和斷開。③監視液晶顯示屏上顯示的開關量變位情況。

（4）輸出觸點和信號檢驗。微機保護裝置裝置調試、檢驗內容包括：電壓、電流、頻率、相序等模擬量精度測試；開入量輸入測試；繼電器輸出測試；保護邏輯測試等，并實現裝置的對時功能（注：通信功能待微機保護裝置裝置全部更新完畢后，集中統一調試）。微機保護裝置裝置調試、檢驗由微機保護裝置裝置廠家工程調試人員協助完成。

2.5 微機保護裝置裝置與通信管理單元之間通信聯調

當所有的微機保護裝置裝置全部更換完畢后，再由調試人員對通信管理單元的程序升級，完成監控后臺軟件、通信管理單元與微機保護裝置之間的通信調試工作。將采集到的電度數據轉發到監控軟件，由監控軟件記錄、保存。

2.6 實現電氣后臺與DCS通訊

電氣后臺改造部分微機保護裝置裝置組態更新后，重新進行DCS組態，滿足集控要求。

3 改造技術要求

3.1 硬件配置

裝置采用32位微處理器，主頻200MHz，配置8M字節SDRAM。裝置采集三相測量電流、三相保護電流、三相電壓、零序電壓、零序電流。電流額度可選1A、5A，零序電流額定可選0.6A、1A、5A，電壓額度100V或57.73V。裝置采集14路開入量。裝置具有兩個100M以太網通信接口，一個RS485通信接口。裝置具有一路可編程4～20mA直流模擬量輸出。裝置具有操作回路，可自適應0.5～5A斷路器跳合閘電流。裝置具有保護跳、保護合、遙跳、遙合、動作信號、告警信號、備用跳閘出口等。裝置支持GPS脈沖對時與IRIG-B碼對時。裝置具有一個USB接口。裝置采用大屏幕液晶顯示，中文菜單。

3.2 測控功能

裝置測量三相測量電流、三相保護電流、三相電壓、零序電壓、零序電流，測量有功功率、無功功率、功率因素，測量系統頻率，統計有功電量kWh與無功電量kVarh。裝置開關量變位響應時間小于1ms，并能夠自動上傳變位信息。裝置支持IEC60870-5-103，Modbus等規約。裝置可保存1000條事件記錄。裝置可記錄9條故障錄波，每條錄波包含1.9s的采樣點和幅值錄波，采樣點錄波最大包含14路模擬量（間隔為1ms），幅值錄波最大包含40個模擬量幅值和32個開關量（間隔為5ms）。錄波采用標準Comtrade格式。2條電動機啟動錄波（間隔為100ms），啟動前1s，啟動后29s。錄波采用標準Comtrade 格式。

3.3 保護功能

（1）線路保護裝置。裝置具有三段式過流保護（可經復合電壓起動，可帶方向）。裝置具有三段式零序過流保護（可帶方向）。裝置具有過負荷告警保護。裝置具有三相一次重合閘、合閘后加速保護與檢同期手動合閘。裝置具有低周減載、低壓減載保護。裝置具有PT斷線檢測與閉鎖功能。裝置具有小電流接地選線功能。保護跳閘出口可軟件設置，所有繼電器出口接點均可選擇為跳閘接點或信號接點。

（2）變壓器保護裝置。裝置具有三段式復合電壓過流保護。裝置具有兩段式定時限負序過流保護。裝置具有高壓側定時限零序過流保護。裝置具有低壓側定時限零序過流保護。裝置具有低壓側反時限零序過流保護。裝置具有過負荷告警保護。裝置具有過電壓保護、低電壓保護。裝置具有非電量保護。裝置具有PT斷線檢測與閉鎖功能。保護跳閘出口可軟件設置，所有繼電器出口接點均可選擇為跳閘接點或信號接點。

（3）電動機保護裝置。裝置具有三段式定時限過流保護（第一段為速斷）具有啟動速斷和運行速斷的功能。裝置具有兩段式定時限負序過流保護與反時限負序過流保護。裝置具有過熱、堵轉保護。裝置具有定時限零序過流保護。裝置具有過負荷告警保護。裝置具有過電壓保護、低電壓保護。裝置具有非電量保護。裝置具有PT斷線檢測與閉鎖功能。裝置具有防區外故障導致CT飽和誤動作功能。保護跳閘出口可軟件設置，所有繼電器出口接點均可選擇為跳閘接點或信號接點。

結束語：通過對微機保護裝置改造，提高保護裝置的可靠性，避免因保護裝置故障保護拒動或誤動造成事故，實現全系統安全保障。