微机继电保护抗干扰问题

微机继电保护抗干扰问题

董振威 董宸铭 刘鑫鹏 刘千一 尹锦阳

辽宁工业大学 辽宁省   121001

1 微机继电保护概述

微机继电保护指的是以数字式计算机(包括微型机)为基础而构成的继电保护。微机保护装置硬件包括微处理器(单片机)为核心,配以输入、输出通道,人机接口和通讯接口等。该系统广泛应用于电力、铁路、石化以及民用建筑等。

1.1改善和提高继电保护的动作特征和性能,动作正确率高。主要表现在能得到常规保护不易获得的特性;其很强的记忆力能更好地实现故障分量保护。

1.2 可以方便地扩充其他辅助功能。如故障录波、波形分析等,可以方便地附加低频减载、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能。

1.3 由软件实现的动作特性和保护逻辑功能不受温度变化、电源波动、使用年限的影响。

1.4简洁可靠地获取信息,通过串行口同 PC通信就地或远方控制。

2 微机继电保护抗干扰问题

继电保护的抗干扰是指继电保护装置在投入实际运行时,既不受周围电磁环境的影响,又不影响周围环境,并能按设计要求正常工作的能力。

按干扰的危害性可分两种,一是引起保护装置不正确动作的干扰,低频差模常属于这一类。二是引起设备损坏的干扰。由于高压网络的操作或雷电引起的高频振荡,最容易造成保护装置元件和二次回路的损坏。这种干扰常属于共模干扰。减少各种干扰对继电保护或其它二次设备影响,可以考虑采取以下措施。

对外部二次回路的设计采取必要的抗干扰措施。如降低干扰源和干扰对象之间的耦合电容和电感;降低屏蔽层的阻抗值;降低二次回路附近的电气值等等。

此外,保护装置的模拟输入量之间存在着某些可以利用的规律。如果由于干扰导致输入采样值出错,可以取消不能通过检查的采样值,等干扰脉冲过去,数据恢复正常后再恢复工作。

3微机继电保护的发展趋势

自适应继电保护始于20世纪80年代，它能根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护功能、特性或定值的新型继电保护。它具有改善系统的响应、增强可靠性和提高经济效益等优点，在输电线路的距离保护、变压器保护、发电机保护和自动重合闸等领域有着广泛的应用。

专家系统、人工神经网络(ANN)和模糊控制理论逐步应用于电力系统继电保护中，为继电保护的发展注入了活力。

3.3 变电所综合自动化技术

现代计算机技术、通信技术和网络技术为变电站目前的监视、控制、保护和计量装置及系统分割的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。继电保护和综合自动化的紧密结合，以远方终端单元(RTU)、微机保护装置为核心，将变电所的控制、信号、测量、计费等回路纳入计算机系统，取代传统的控制保护屏，能够降低变电所的占地面积和设备投资，提高二次系统的可靠性。

4如何保证继电保护的可靠性

(1)继电保护装置检验应注意的问题在继电保护装置检验过程中必须注意将整组试验和电流回路升流试验放在本次检验最后进行,这两项工作完成后,严禁再拔插件、改定值、改定值区、改变二次回路接线等工作。

(2)定值区问题微机保护的一个优点是可以有多个定值区，这极大方便了电网运行方式变化和代路情况下的定值更改问题。现在必须注意的是定值区的错误对继电工作来说是一大忌，必须采用严格的管理和相应的技术手段来确保定值区的正确性。措施是,在修改完定值后,必须打印定值单及定值区号,注意日期、变电站、修改人员及设备名称,并重点在继电保护工作记录中注明定值编号。

(3)一般性检查不论何种保护,一般性检查都是非常重要的,但是在现场也是容易被忽略的项目,至少是没有认真去做。一般性检查大致包括以下几个方面清洁、连接件是否紧固、焊接点是否虚焊、机械特性等。其次是应该将装置所有的插件拔下来检查一遍,将所有的芯片按紧,螺丝拧紧并检查虚焊点。在检查中,也必须将各元件、保护屏、控制屏、端子箱的螺丝紧固作为一项重要工作来落实。

5当代电力系统微机继电保护技术的显著特点

5.1 多功能一体化

保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一个终端。因此，每个微机保护装置不但可完成继电保护功能，而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能，亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。比如变电站综合保护系统，它是一套集保护、测量、控制、报警、通信、数据采集及处理、故障录波及分析、调度等功能为一体的电力监控系统。该系统实现了对继电保护技术、现场总线技术以及计算机网络技术的有效结合。

系统在总体上采用分层分布式结构，主要由主站系统、数据通信系统、子站系统、现场设备层等构成。系统的配置方式非常灵活，用户可根据实际情况选择适合自己的配置方式。系统的软件依据开放性、标准化、易维护性、模块化等原则设计，系统达到功能强大，操作简单，扩展灵活，运行稳定的目标。

5.2网络化

由于测量设备自动化、智能化水平的提高，保护装置的计算机联网已推广应用，三维多媒体新技术开始实用化。保护装置产品网络化主要归结于现场总线技术。基于现场总线的FCS将取代DCS成为控制系统的主角，网络化系统渗透到企业从生产到管理、直到经营等各方面。通过Internet网，保护装置用户之间可异地交换信息和浏览，能直接与异地用户交流，能及时完成保护装置的故障诊断、指导用户维修或交换新保护装置改进的数据、软件升级等工作。

用计算机网络实现的分布式母线保护，比传统的集中式母线保护有较高的可靠性。因为如果一个保护单元受到干扰或计算错误而误动时，只能错误地跳开本回路，不会造成使整个母线被切除的恶性事故。微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性，这是微机保护发展的必然趋势。

参考文献

[1] 张宇辉.电力系统微型计算机继电保护[M].北京:中国电力出版社，2000.9.

[2] 黄益庄.变电站综合自动化技术[M].北京:中国电力出版社，2000.4.

[3]王亮,赵文东.微机继电保护的现状及其发展趋势[J].科技情报开发与经济,2006-06-25.