衛(wèi)學(xué)峰　王志民

摘 要：繼電保護(hù)的穩(wěn)定性與可靠性直接影響著電力系統(tǒng)的供電安全及電力運(yùn)行的穩(wěn)定性。微機(jī)繼電保護(hù)的應(yīng)用和發(fā)展，對(duì)于維持整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著十分重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。文章主要就微機(jī)繼電保護(hù)的現(xiàn)狀、特點(diǎn)、應(yīng)用、發(fā)展等多個(gè)方面進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：微機(jī)繼電保護(hù)；故障；應(yīng)用

1 電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)技術(shù)的特點(diǎn)

微機(jī)保護(hù)技術(shù)是一門綜合性較強(qiáng)的技術(shù)，結(jié)合了微電子、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的組成部分離不開模塊化軟件和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)這兩部分。微機(jī)繼電保護(hù)與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)相比，除了在可靠性方面有了較大提升以外，還具備較強(qiáng)的自檢與巡檢的能力，保護(hù)動(dòng)作的準(zhǔn)確程度高；而且，在裝置構(gòu)成上雖然比傳統(tǒng)繼電保護(hù)相對(duì)復(fù)雜一些，在工藝結(jié)構(gòu)上卻并不復(fù)雜，容易形成統(tǒng)一的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，在功能擴(kuò)展上有著傳統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢(shì)，可以輕易實(shí)現(xiàn)故障錄波、波形分析及低頻減載等功能。微機(jī)繼電保護(hù)正在以高運(yùn)算速度、高可靠性、高功能擴(kuò)展性、自動(dòng)檢測(cè)能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，逐漸地?cái)U(kuò)大其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。

2 微機(jī)繼電保護(hù)與傳統(tǒng)裝置的對(duì)比分析

2.1 繼電保護(hù)的組成

繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)中用于保護(hù)發(fā)電機(jī)、變壓器等電力元件不受損害，當(dāng)電力系統(tǒng)或元件出現(xiàn)異常時(shí)，繼電保護(hù)裝置判斷故障發(fā)生就會(huì)迅速將故障電氣設(shè)備與電力系統(tǒng)進(jìn)行隔離。因此，繼電保護(hù)首先要具備邏輯判斷的能力，對(duì)被保護(hù)電氣設(shè)備的相關(guān)信息按照不同的原理，能夠進(jìn)行綜合分析判斷，以便做出正確的判斷選擇。繼電保護(hù)基本可以分為三部分：信息獲取與初步加工；信息的綜合、分析與邏輯加工、抉斷；抉斷結(jié)果的執(zhí)行。

2.2 信息的傳遞

信息的傳遞和輸送需要依靠電壓、電流，或者開關(guān)量。隨著電子技術(shù)的引入，通常使用所謂的電流變換器、電壓變換器以及電抗變換器等等。在晶體管型繼電保護(hù)、整流型繼電保護(hù)以及集成電路型繼電保護(hù)中都采用類似的變換環(huán)節(jié)，其間并沒有本質(zhì)的差別，這些環(huán)節(jié)，可以稱為“信息預(yù)處理”環(huán)衛(wèi)。微機(jī)繼電保護(hù)中一般采用數(shù)字電路，其工作電平比一般常規(guī)繼電保護(hù)中的集成電路工作電平要低，因此，計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)同樣也需要設(shè)置信息預(yù)處理環(huán)節(jié)，需要隔離屏蔽、變換電平等等處理。

2.3 隔離操作

若要實(shí)現(xiàn)將發(fā)生短路等故障的電氣設(shè)備或元件進(jìn)行保護(hù)，一是要做到及時(shí)判斷，另一個(gè)就是要迅速地與電力系統(tǒng)進(jìn)行隔離，從而最大限度地減輕故障對(duì)電力系統(tǒng)的影響，降低對(duì)故障設(shè)備的損壞程度。這種操作是通過控制跳閘線圈實(shí)現(xiàn)的，也就是給線圈通入電流實(shí)現(xiàn)的。

2.4 微機(jī)保護(hù)與傳統(tǒng)繼電保護(hù)的根本區(qū)別

微機(jī)保護(hù)與傳統(tǒng)繼電保護(hù)的根本區(qū)別在于信息的綜合分析與邏輯判斷方面，兩者在功能實(shí)現(xiàn)方面的手段不同。傳統(tǒng)的繼電保護(hù)在信息的處理中是靠模擬電路的構(gòu)成來實(shí)現(xiàn)的，即用模擬電路實(shí)現(xiàn)各種電量的加、減、乘、除和延時(shí)與邏輯組合需求。而微機(jī)繼電保護(hù)卻是用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行數(shù)值（包括邏輯）運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)上述功能的。微機(jī)上的數(shù)字和邏輯運(yùn)算不僅是靠硬件實(shí)現(xiàn)而是用軟件來進(jìn)行，計(jì)算機(jī)上的數(shù)字和邏輯運(yùn)算是通過軟件進(jìn)行的，即這些運(yùn)算要通過預(yù)先按一定的規(guī)則（語言）制定的計(jì)算程序進(jìn)行的。這是與傳統(tǒng)繼電保護(hù)方式完全不同的運(yùn)行模式。微機(jī)繼電保護(hù)裝置由一些硬件與一套程序共同組成，其中，硬件是功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，而一些判斷和綜合分析都是經(jīng)由微機(jī)中的程序來實(shí)現(xiàn)的。可以根據(jù)需求來設(shè)定各種程序一實(shí)現(xiàn)具體的功能。

3 微機(jī)繼電保護(hù)裝置的主要應(yīng)用

微機(jī)繼電保護(hù)有著比傳統(tǒng)繼電保護(hù)可靠性更高、靈敏度更強(qiáng)、反應(yīng)更為迅速的優(yōu)勢(shì)，在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。微機(jī)繼電保護(hù)裝置一般是以微處理器單片機(jī)為核心，配以輸入、輸出通道，人機(jī)接口和通訊接口等。

3.1 數(shù)據(jù)采集——模擬量輸入

通過數(shù)據(jù)輸入/輸出單元系統(tǒng)對(duì)所有模擬量測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行巡回檢測(cè)，并能對(duì)模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行死區(qū)判別和越限判別，同時(shí)對(duì)所有模擬量輸入回路進(jìn)行相應(yīng)的濾波和防干擾措施，以確保模擬量的采集準(zhǔn)確，最終實(shí)現(xiàn)微機(jī)繼電保護(hù)的檢測(cè)精確性和動(dòng)作的準(zhǔn)確性。

3.2 開關(guān)量輸入、輸出

對(duì)開關(guān)量的輸入主要按兩種方式處理，其中像斷路器位置、繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置的動(dòng)作信號(hào)等必須快速處理的開關(guān)量信號(hào)，最好是采用中斷方式；而對(duì)某些并不需要快速反應(yīng)，相對(duì)動(dòng)作緩慢的預(yù)告信號(hào)等，可以采用巡回監(jiān)測(cè)方式。電力系統(tǒng)中各種電力設(shè)備、元件復(fù)雜多樣，事故類型也各式各樣，因此，最好能夠?qū)⑦\(yùn)行中的故障及錯(cuò)誤及時(shí)、準(zhǔn)確地記錄下來。比如故障出現(xiàn)時(shí)，繼電保護(hù)的動(dòng)作、斷路器的調(diào)合閘等動(dòng)作時(shí)間、性質(zhì)都能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行描述記錄，動(dòng)作的時(shí)間精度要求達(dá)到秒。

3.3 顯示功能

微機(jī)繼電保護(hù)還具有即時(shí)顯示的功能，主要通過連接計(jì)算機(jī)主機(jī)，就能夠?qū)⑷灸M量、開關(guān)量等信息數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。同時(shí)，為了加強(qiáng)微機(jī)保護(hù)的報(bào)警及時(shí)性，系統(tǒng)檢測(cè)到有異常動(dòng)作時(shí)，可以通過閃光、警鳴等方式向值班人員報(bào)告，用戶還能夠根據(jù)自己的需求，對(duì)報(bào)警形式附加變色等功能。同時(shí)還可以按要求自動(dòng)推出相關(guān)事故畫面。

4 微機(jī)繼電保護(hù)事故處理的思路

當(dāng)前，主要基于三種思路來考慮。

4.1 避免故障和錯(cuò)誤

為了保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，繼電保護(hù)的可靠性和準(zhǔn)確性是關(guān)鍵，應(yīng)最大限度地避免繼電器故障和發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作。主要包括裝置制造中選擇可靠性強(qiáng)及防電磁干擾的的電子元件；裝置能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行報(bào)警或者自動(dòng)完成故障的處理；容錯(cuò)設(shè)計(jì)，當(dāng)發(fā)生局部故障時(shí)不至于降低整套裝置的性能，不中斷保護(hù)裝置的正常運(yùn)行。

4.2 抑制干擾

電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生很多的電磁干擾，抗干擾能力也是對(duì)繼電保護(hù)裝置的重要性能參數(shù)之一。微機(jī)繼電保護(hù)的抑制干擾是指除對(duì)裝置有用的信號(hào)以外，對(duì)所有可能對(duì)裝置正常工作產(chǎn)生不利影響的系統(tǒng)內(nèi)部或外部的電磁信號(hào)的屏蔽或抑制。電力系統(tǒng)的工作環(huán)境十分復(fù)雜，繼電保護(hù)裝置的周圍有著各種正在運(yùn)行的電力電子設(shè)備。微機(jī)繼電保護(hù)裝置要能夠抑制來自其他設(shè)備的電磁影響，主要包括：明確干擾源，切斷耦合途徑和降低裝置本身對(duì)干擾的敏感度。

4.3 故障的自動(dòng)檢測(cè)

由于繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的重要地位，決定了其不可能長(zhǎng)時(shí)間的停機(jī)檢修，一旦出現(xiàn)故障要能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地定位并采取措施。危機(jī)繼電保護(hù)能夠?qū)崿F(xiàn)故障的自動(dòng)檢測(cè)功能，目前一般有即時(shí)檢測(cè)和周期檢測(cè)兩種，如此則系統(tǒng)的自檢能力得到了很大的提高。除此之外，微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)還可以針對(duì)元器件及成組功能進(jìn)行檢測(cè)，以提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和高定位性。

5 結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和深入，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性需求越來越高。智能化與自動(dòng)化逐漸成為電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)，傳統(tǒng)的保護(hù)方式也正在向微機(jī)保護(hù)過度。微機(jī)繼電保護(hù)正以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。

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