自動(dòng)化微機保護設備設計中的問(wèn)題分析

目前，自動(dòng)化微機保護技術(shù)和裝置已經(jīng)逐步發(fā)展成熟，被廣泛應用到各個(gè)電力系統以及主元件的保護中，在穩定電力輸送、提升電力輸送的安全等級方面發(fā)揮著(zhù)巨大的作用，同時(shí)也是電力系統中的主要技術(shù)系統之一。自動(dòng)化微機保護裝置在各個(gè)電壓等級的電力系統中都有廣泛的應用，尤其是在110kV無(wú)人值守的自動(dòng)化變電站設備中更是得到了廣泛的推廣和發(fā)展，有效解決了傳統人工控制模式的弊端，促進(jìn)了電力系統的穩步前進(jìn)。但是，由于舊有的保護模式以及二次回路設計思路仍然廣泛存在于變電站控制系統中，導致自動(dòng)化微機保護設備在設

計和運行過(guò)程中仍然存在諸多問(wèn)題。

1、對微機保護設備設計中幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題的探索

1.1 主變保護

1.1.1 110kV電路中二次回路混用問(wèn)題探索

在110kV電力系統中主保護與備用保護過(guò)程是獨立完成的，相互之間幾乎不存在，但是從保護系統裝置的基本結構和功能進(jìn)行考量，主保護中的差動(dòng)保護和本體非電量保護之間的直流電源和出口回路在設計過(guò)程中都是混在一起的，這無(wú)疑增大了系統優(yōu)化設計的難題，給自動(dòng)化微機保護的設計和實(shí)施帶來(lái)一定的障礙。一方面主變電路和非電量電路共用一個(gè)電氣開(kāi)關(guān)，一旦該電氣開(kāi)關(guān)發(fā)生故障，將使得主變保護和非電量保護同時(shí)失去效用，另一方面，電量保護與非電量保護之間也存在出口回路共用的現象，且這兩種電路之間存在相互影響、相互制約的關(guān)系，一出口回路出現故障，將連帶著(zhù)另一出口回路也會(huì )出現保護效用失靈的問(wèn)題，這將給變電站系統的正常運行和電力能源的安全輸送帶來(lái)嚴重的困擾。因此為了提升自動(dòng)控制系統的安全等級必須采取相應的技術(shù)手段將電源與出口回路獨立分開(kāi)，從而降低相互之間的影響。

1.1.2 主變后備電路的探索

在實(shí)際應用中主變10kV電路中僅安裝10kV電壓過(guò)流保護必然無(wú)法滿(mǎn)足電路整體速動(dòng)性的要求，在保護整定中，三卷主變10kV側過(guò)流保護時(shí)間一般整定為2.5s或是3s，而雙卷主變10kV不需要設置過(guò)流保護裝置。同時(shí)由于10kV短線(xiàn)路不斷增加，導致離變電所較近區域內的故障發(fā)生頻率也逐漸增大，給變電站系統的正常維護帶來(lái)嚴重的威脅。

另外，由于開(kāi)關(guān)據動(dòng)或是保護據動(dòng)等因素的影響，常常導致短路電流長(cháng)時(shí)間的沖擊變壓器設備系統，給變壓器系統元器件造成*的傷害，容易引發(fā)一系列的安全問(wèn)題。因此為了保障設備的安全運行，保護變電站系統在長(cháng)時(shí)間工作情況下不受來(lái)自?xún)炔肯到y的短路電流沖擊，應該在10kV側增設一套*電流速斷保護裝置，不僅起到了對10kV電路母線(xiàn)以及饋線(xiàn)電流的保護作用，同時(shí)也降低了對變壓器的沖擊作用。

1.2 饋線(xiàn)出口處短路以及保護據動(dòng)問(wèn)題的相關(guān)探討

通過(guò)查閱大量的相關(guān)資料以及文獻，總結出引起因饋線(xiàn)出口處短路保護據動(dòng)引起主變后備保護動(dòng)作跳母聯(lián)及主變兩側開(kāi)關(guān)問(wèn)題事故的主要原因有以下兩個(gè)方面。

1）電流互感器的響應特征不良。就電流互感器來(lái)說(shuō)，其變比的設計是按照負載電流的大小和傳輸特性來(lái)確定的，但是當饋線(xiàn)電路出現故障時(shí)，短路電流將非常大，一旦故障電流的倍數超過(guò)其10%的誤差曲線(xiàn)所確定的一次電流倍數時(shí)，將導致變比誤差大于10%，同時(shí)電流倍數越大，變比誤差也越大，這就給變電器的實(shí)際工作帶來(lái)的大的誤差，將直接影響到電力能源的穩定輸送。對于靈敏度較低的保護電路來(lái)說(shuō)，速斷保護將導致?lián)?dòng)問(wèn)題的發(fā)生，但是靈敏度較高的*過(guò)流保護裝置仍舊可以保持正常工作。但是在實(shí)際控制系統中不僅需要考慮短路電流的穩定值，還需要將大容量電力系統中逐漸衰減的非周期分量。另外，直流分量對TA的勵磁使得工作磁通量劇增，這樣電路的穩定電路將超過(guò)額定電流的本多倍，從而導致TA二次電流波形的嚴重失真，從而造成過(guò)流保護的據動(dòng)操作。

2）微機保護自身模擬量采樣回路異常問(wèn)題。在電力系統中變電站的模擬采量是通過(guò)壓頻轉換中VFC中的A/D轉換機完成的，同時(shí)限幅器的運用有效的降低了A/D轉換信號的溢出。因此在發(fā)生嚴重系統故障的過(guò)程中輸入的模擬量被削去波頂，進(jìn)而出現較大的計算誤差。另外造成微機數據計算和采集系統中出現嚴重失真問(wèn)題的主要原因是輔助變換器LH在zui大短路電流的條件下容易飽和，同時(shí)二次設備的短路電流也超過(guò)了LH的臨界飽和值，造成嚴重的二次電流失真問(wèn)題，同時(shí)在電阻上出現的二次電壓也將出現失真的現象。

2、自動(dòng)化微機保護設備設計具體問(wèn)題和改進(jìn)措施

2.1 自動(dòng)劃設備中各專(zhuān)業(yè)之間協(xié)調與管理

從當前電力系統的具體管理模式而言，變電所的自動(dòng)化設備的管理工作需要分別由保護、通信、遠動(dòng)等專(zhuān)業(yè)部門(mén)進(jìn)行負責管理，同時(shí)各部門(mén)之間需要加強合作和交流，共同完成電力系統的控制和管理。通常情況下通訊和遠動(dòng)部門(mén)之間的較為密切，但同時(shí)與保護部門(mén)之間具有明確的分工。隨著(zhù)電氣自動(dòng)化控制系統的不斷完善與發(fā)展，無(wú)人值守與管理模式逐漸成為當前變電系統中的主要工作形式，傳統的分管部門(mén)之間的工作界限也逐漸開(kāi)始相互滲透，加強了各部門(mén)之間的交流和溝通。因此當系統中出現遙控誤動(dòng)、通訊狀態(tài)故障等問(wèn)題時(shí)，控制中心無(wú)法準確判斷故障發(fā)生位置處于保護、通信、遠動(dòng)等專(zhuān)業(yè)部中的哪一具體部門(mén)，因此為了探明故障發(fā)生位置與原因必須分派幾名工作人員深入控制現場(chǎng)一線(xiàn)進(jìn)行故障排查工作，使得下場(chǎng)的調動(dòng)和協(xié)調工作缺乏合理性。因此在未來(lái)的管理模式中應該將保護、通信、遠動(dòng)等等專(zhuān)業(yè)部門(mén)納入到機電一體化的系統控制模式中，培養具備多種專(zhuān)業(yè)知識和工作能力的高素質(zhì)人才，并成立綜合控制系統將所有的工作部門(mén)進(jìn)行統一化管理，從而有效提升故障處理質(zhì)量和效率。

2.2 定期檢查系統問(wèn)題

2.2.1 微機自動(dòng)控制系統特點(diǎn)

通過(guò)查閱大量的相關(guān)文獻可以總結出微機自動(dòng)控制系統具有如下幾方面的特點(diǎn)。

1）可以選擇出口回路來(lái)實(shí)現完成出口插件的闊擴展工作，但是出口插件必須采用統一的標準，否則將給系統內部的統一控制帶來(lái)一定的技術(shù)難題。

2）計算機系統中的CPU部件主要負責對系統產(chǎn)生的各個(gè)電量之間的邏輯關(guān)系進(jìn)行分析判斷，進(jìn)而可以實(shí)現系統的自動(dòng)控制。

3）通常由數據采樣來(lái)決定電量大小，同時(shí)這一基本特性簡(jiǎn)化了計算機控制操作流程，提升了系統的穩定性和安全性，為工業(yè)用電和生活用電提供了安全技術(shù)保障。目前，在自動(dòng)化微機繼電保護程序的定期檢擦工作中，其基本工作還是基于傳統的晶體管型以及電磁型的檢測方式完成的，從長(cháng)遠的角度考慮這種檢測手段和方式對于變電站自動(dòng)化微機繼電功能的發(fā)揮是極為不利的，也與未來(lái)電力系統自動(dòng)化和集約化的發(fā)展趨勢相違背，必須針對定期監測的周期和方式問(wèn)題探究合理的解決措施。

2.2.2 微機自動(dòng)控制改進(jìn)措施

針對變電站微機繼電器機械保護系統的工作特點(diǎn)和檢測項目以及周期中存在的主要問(wèn)題，可以采取以下方式進(jìn)行解決。首先，微機保護系統在運行過(guò)程中經(jīng)常出現斷電的現象，因此在檢測過(guò)程中可以重點(diǎn)針對斷電事故發(fā)生的位置、周期等進(jìn)行綜合的分析與評定，并以?xún)赡隇橐恢芷趯?shí)施一次整機試驗，并將關(guān)鍵部位的開(kāi)關(guān)以及繼電器啟動(dòng)調合開(kāi)關(guān)等作為主要的維護焦點(diǎn)。同時(shí)根據現行的變電要求，需要至少一年之內進(jìn)行一次。其次，為了保證控制精度和控制質(zhì)量必須在三四年之內對微機保護部分進(jìn)行檢測。其檢測項目通常為數據采樣回路的精度以及零漂。zui后，針對自動(dòng)化微機繼電器控制系統中存在的種種問(wèn)題，需要在六到八年之內對微機保護系統實(shí)施模擬檢測，即模擬保護系統中出現的各種設備和控制問(wèn)題，探索出合理的技術(shù)解決方案。

自動(dòng)化微機控制技術(shù)作為先進(jìn)控制技術(shù)的典型代表，在電力控制系統中得到了廣泛的研究與應用，有效地提升了電力系統的輸電穩定性與安全性，為國家工業(yè)生產(chǎn)和民眾日常生活提供了穩定的電力保障。同時(shí)針對自動(dòng)化微機保護裝置中設計規范、管理規定等存在的主要問(wèn)題，應該重點(diǎn)加強新技術(shù)的研發(fā)與推廣工作，提升自動(dòng)控制的質(zhì)量和效率，從而為我國電力系統的穩定發(fā)展提供完備的。