微機保護裝置在電力工程中的應(yīng)用與發(fā)展

時間：2018-09-29作者：江蘇安科瑞電器制造有限公司瀏覽：258

微機保護裝置在電力工程中的應(yīng)用與發(fā)展
1、電力系統(tǒng)繼電保護的作用分析
在電力系統(tǒng)的實際運行過程當(dāng)中， 很有可能存在不正常運行的狀態(tài)或者是各種各樣的故障， 其中出現(xiàn)各種形式的短路問題是相對來說為危險以及常見的， 這主要是由于短路問題的出現(xiàn)所產(chǎn)生的后果也相對比較大，短路后較大的電流以及燃起的電弧會破壞到故障元件。另外，非故障元件流經(jīng)短路電流時， 在電動力以及發(fā)熱的條件下就會降低非故障元件的使用壽命，甚至是對其造成破壞，并且還將會大幅度的降低電力系統(tǒng)中部分地區(qū)的電壓， 對于工廠產(chǎn)品質(zhì)量以及用戶工作的穩(wěn)定性造成不利的影響。除此之外，還有可能對于電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性造成破壞，使得系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩，嚴(yán)重時還有可能瓦解整個系統(tǒng)。對于電力系統(tǒng)來說，電氣元件的正常工作環(huán)境受到損壞，但是沒有出現(xiàn)故障問題，這就屬于一種不正常運行狀態(tài)。比如說，由于負荷大于電氣設(shè)備的額定值的時候，此時就會使得電流升高， 這樣就將會造成絕緣材料和元件載流部分的溫度增加，使得絕緣的損壞和老化速度加快，甚至還有可能引發(fā)故障的發(fā)生。其中不正常運行狀態(tài)以及故障都有可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)發(fā)生故障。在電力系統(tǒng)中，通過各項積極措施的合理應(yīng)用來將出現(xiàn)故障的概率降低，同時在出現(xiàn)故障的時候，還應(yīng)該對故障元件有選擇性以及快速的切除，這是對于電力系統(tǒng)安全運行進行保護的為有效的方法， 并且對于切除時間的要求相對比較苛刻，需要短到十分之幾秒，大量的實踐證明，只有將保護裝置裝設(shè)在每個電氣元件上才有可能滿足要求。

2、企業(yè)供電系統(tǒng)繼電保護發(fā)展歷程簡介
隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展， 對于繼電保護方面的要求也在逐漸增加，與此同時，通信技術(shù)、計算機技術(shù)與自動化技術(shù)有為繼電保護技術(shù)的發(fā)展帶來了新的機遇。為此，自20世紀(jì)50年代開始，我國的繼電保護技術(shù)發(fā)展就經(jīng)歷了四個發(fā)展階段，分別是機電（電磁）式、晶體管式、基于集成運算放大器的集成電路和微型計算機繼電保護。其中鋼鐵冶金企業(yè)當(dāng)中的繼電保護技術(shù)發(fā)展對于這四個階段嚴(yán)格的遵循，其中，本鋼的機電（電磁）式繼電保護歷經(jīng)時間長，同時應(yīng)用范圍也廣、數(shù)量也多，其由此直接進入到了微型計算機繼電保護時代。從兩千年開始， 將微機綜合自動化保護技術(shù)引入到了本鋼集團，在經(jīng)驗以及技術(shù)的積累下，在2003年對于微機繼電保護技術(shù)發(fā)起沖擊， 先后引入了上海申瑞等廠家的綜合自動化保護產(chǎn)品， 在近些年更換以及新建的各變電所當(dāng)中被普遍的應(yīng)用，同時也在向其他的變電所進行全面推廣。

3、微機繼電保護技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用分析
3.1 安裝微機繼電保護裝置的績效
（1）靈活性比較高，對于控制以及保護特性利用軟件就能夠方便的改變，通過邏輯判斷能夠?qū)⒏鞣N互鎖得以實現(xiàn)。
（2）功能多、速度快、精度高。測量部分?jǐn)?shù)字化能夠?qū)⒕却蠓忍嵘?，CPU速度提高使得速度較快，健功能的提升可以采取負擔(dān)的算法來將多種保護功能完成。
（3）可靠性高，一種微機保護單元可以對多種檢測以及保護功能實現(xiàn)。對于多種測量儀表以及保護繼電器進行代替，使得控制屏幕開關(guān)柜之間的接線進一步簡化，將設(shè)備故障環(huán)節(jié)降低，使得可靠性提升。另外，微機保護單元使用的是高集成度的芯片，軟件具有自動糾錯以及檢測工具，從而將保護的可靠性提升。
（4）性價比比較高，同時經(jīng)濟性好，微機保護由于具有多種功能性，這就使得綜合造價相對比較低，同時高速度以及高可靠性節(jié)約了人力，并且將停電時間降低，使得經(jīng)濟性得以提升。
（5）線路統(tǒng)一，硬件種類少，調(diào)試以及維護比較方便，同時外部接線簡單，將維護工作量在很大程度上降低，通過計算機以及按鍵來保護調(diào)試和整定，十分方便快捷。
3.2 微機繼電保護裝置存在的問題分析
（1）在一些企業(yè)當(dāng)中的供電系統(tǒng)，需要進行3~4級保護的安裝在從上級變電所低壓側(cè)到下級變電所終負荷點， 如圖1所示。線路由于比較短，兩端出現(xiàn)短路問題時，電流的變化不夠明顯，通常下對于保護條件的選擇都是通過時間來滿足。這樣就不能夠快速的切除嚴(yán)重的故障，很*出現(xiàn)起火、開關(guān)爆炸、停電以及母線扭曲等相關(guān)的事故。
（2）在一些企業(yè)的供電系統(tǒng)當(dāng)中，由于一些過程存在相對比較頻繁且大的沖擊電流， 其中又具有相對較為顯著的諧波分量以及非周期分量， 這樣對于靈敏度比較高的微機保護就會造成威脅，特別是對于差動保護而言，較是一個較為嚴(yán)峻的考驗。微機繼電保護裝置一旦在干擾方面存在著問題，此時比較*降低保護的精度，甚至還有可能導(dǎo)致保護元件誤動作，通常微機保護廠家對此的評估又有待于進一步提升。
（3）當(dāng)前急需要對各個變電所危機保護監(jiān)控裝置的聯(lián)網(wǎng)問題進行解決。在企業(yè)當(dāng)中由于引進的微機保護裝置來自于不同的廠家，且各個廠家的通訊規(guī)約也存在著差異，這就需要將他們向標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約進行轉(zhuǎn)化， 從而就加大了接入總控以及網(wǎng)絡(luò)匯總的難度。除此之外，微機保護全部組網(wǎng)，這樣就會存在著維護以及施工不方便、通訊線路長、接線復(fù)雜以及信息量大等眾多的問題。
（4）在微機繼電保護裝置方面，還存在著硬件比較容*時、故障錄波沒有實際參考**以及使用者維護困難和系統(tǒng)對時不準(zhǔn)確等等相關(guān)的問題。
(5）在用變電站系統(tǒng)出現(xiàn)短路問題的時候，這是其饋出線電流互感器二次短路電流將會不在采樣范圍之內(nèi)， 從而就會導(dǎo)致保護裝置內(nèi)部電流互感器的飽和。除此之外，短路電流**量程也是一個比較隱蔽但是應(yīng)該給予關(guān)注的重點問題。

4、提高微機繼電保護裝置可靠性的有效措施分析
在電網(wǎng)安全運行過程當(dāng)中， 微機保護裝置發(fā)揮著較其重要的作用，但是由于受到軟件以及硬件等相關(guān)因素的影響，對其安全可靠運行造成了不利的影響， 通過與自身的實際工作經(jīng)驗相結(jié)合， 發(fā)現(xiàn)抗干擾是對于危機保護裝置可靠性進行提升的重點所在。對于我微機保護裝置而言，它的內(nèi)部是工作電平相對比較低的弱電系統(tǒng)， 但是卻存在著相對比較嚴(yán)重的電磁干擾問題，這些干擾信號幅度相對比較大，同時頻率高以及時間短， 利用電磁耦合非常*就會進到微機保護裝置的內(nèi)部中，從而導(dǎo)致運算程序出軌、錯誤的計算，甚至還有可能損壞元件，造成不利的影響。另外，在時鐘的控制下，微機保護裝置當(dāng)中的微型機工作速度非常之快， 不能夠通過相對比較*的延時電路將干擾信號躲過。為此，要想將微機繼電保護裝置的可靠性進行真正的提升， 應(yīng)該從以下幾方面進行重點考慮。容錯設(shè)計方式、抗干擾糾錯、抑制干擾源、故障自動檢測以及抑制干擾耦合等等，但是值得注意的是，通過科學(xué)合理的接地是在微機保護當(dāng)中有效對干擾進行抑制的一種重要方法。


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