微機綜合保護裝置的作用

? 微機綜合保護裝置具有完善的自檢功能，檢測及調(diào)試十分方便，一旦發(fā)現(xiàn)異常，中央處理器CPU就會指揮信號發(fā)生器發(fā)出相應的聲、光警報信號；同時在保護中很容易實現(xiàn)各種附加功能，如保護動作后打印故障信息、記錄保護動作時間等。

? 生產(chǎn)保護裝置的廠家又很多，各廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品在功能及硬件配置方面不盡相同，這使得我們在選擇綜合保護裝置時感到較難取舍。

? 一、微機綜合保護裝置的選用

? 為了使微機綜合保護裝置能正確無誤地完成繼電保護的任務，在設計選型時我們應從裝置的可靠性、響應時間、維護調(diào)試、附加功能等幾個方面綜合考慮選擇。

? 1.1 微機綜合保護裝置可靠性的選擇

? 微機綜合保護裝置的信號輸入與傳統(tǒng)的繼電器保護相同，從電壓互感器和電流互感器引入電壓和電流信號，經(jīng)變送器轉(zhuǎn)換為符合保護裝置所要求的標準信號，并由濾波器去掉低次和高次諧波及其它干擾信號，經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，CPU對輸入的數(shù)字信號進行運算并與整定值比較作出判別,然后決定是否報警或跳閘。

? 為滿足裝置可靠性要求，裝置的測量與保護輸入信號在裝置內(nèi)采用不關聯(lián)的處理單元進行處理和輸出，這樣裝置既可以保證測量精度又可在最嚴重故障時有充分的裕度，故障信號電流是正常值的20倍時不發(fā)生A/D溢出和飽即可滿足一般工程可靠性要求。

? 1.2 微機綜合保護裝置響應時間的選擇

? 我們在設計選型時只能從其計算精度、響應時間和運算量三個指標來判別保護裝置的優(yōu)劣。裝置的計算精度、計算量及響應時間是互相矛盾的，計算精度差、計算量小，其響應時間就快，反之響應時間就慢。一般來說電網(wǎng)的末端用戶，確定裝置的計算量應大于3次，其計算精度高于0.2%，其最長響應時間應小于30ms即可滿足一般工程對響應時間的要求。

? 1.3 微機綜合保護裝置其他功能的選擇

? 綜合保護裝置內(nèi)有大量的集成芯片，對保護裝置進行維護需要較高的專業(yè)技術(shù)知識。我們在選型時應盡量選用具有模塊化、通用化硬件的保護裝置，通過更換模塊即可排除保護裝置的硬件故障，提高工作效率。另外保護裝置應自帶EPROM模塊，保護裝置的整定值都可以以數(shù)字形式存于EPROM中，現(xiàn)場工作人員可隨時調(diào)用其整定值對設備進行調(diào)試而不需重新寫入數(shù)據(jù)。

? 為配合整個工程自動化監(jiān)控系統(tǒng)，保護裝置應具有通信功能，能通過數(shù)據(jù)總線方便地組成網(wǎng)絡，在保護裝置動作后能將其信息傳送至上一級自動化監(jiān)控系統(tǒng)。 ??

? 二、綜合保護裝置與全廠自動化控制系統(tǒng)的關系

? 根據(jù)工廠自動化控制系統(tǒng)的配置及通信要求，一般情況下微機綜合保護裝置的自動化系統(tǒng)可分為三層，即開關柜層、變電所層和中心控制室。

? 2.1 開關柜層 開關柜層由各種類型的微機綜合保護裝置組成，保護裝置直接安裝在開關柜上，每臺保護裝置直接處理本柜的測量、保護信號和控制功能。各裝置的具體功能如下：

? (1).進線柜

? 保護功能：瞬時電流速斷、帶時限電流速斷；

? 測量功能：三相電流、三相電壓、有功、無功功率、有功、無功電度；

? 監(jiān)測功能：斷路器分/合閘位置；

? 控制功能：手動分/合閘（柜上）、遠控分/合閘；

? 報警功能：事故跳閘、預告信號、分/合閘、裝置故障、故障錄波等。

? (2).變壓器柜

? 保護功能：瞬時電流速斷、帶時限電流速斷、反時限過負荷、單相接地故障、重瓦斯跳閘； 測量功能、監(jiān)測功能、控制功能：同進線柜；

? 報警功能：事故跳閘、輕瓦斯、溫度報警、預告信號、分/合閘、裝置故障、故障錄波等。

? (3).母線柜

? 保護功能、監(jiān)測功能、控制功能:同進線柜；

? 報警功能：事故跳閘、裝置故障、故障錄波等。

? (4).電動機柜

? 保護功能：瞬時電流速斷、帶時限電流速斷、過負荷、單相接地、低電壓、過熱；

? 測量功能：三相電流、三相電壓、有功、無功功率、有功、無功電度；

? 監(jiān)測功能：斷路器分/合閘位置；

? 控制功能：手動分/合閘（柜上）、遠控分/合閘；

? 報警功能：事故跳閘、預告信號、分/合閘、裝置故障、故障錄波等。

? 保護裝置在各自開關柜內(nèi)將數(shù)據(jù)采集后，通過總線傳輸?shù)阶冸娬緦拥谋O(jiān)控計算機上。采用此系統(tǒng)后控制電纜大大減少，縮短現(xiàn)場調(diào)試時間，提高工作效率。

? 2.2 變電所層

? 變電所中的許多信號需要通過廠區(qū)的工業(yè)以太網(wǎng)向中心控制室傳輸，并接收中心控制室的信號向保護裝置發(fā)出控制指令。變電所層一般由工業(yè)控制計算機、打印機、顯示器等硬件組成，其主要功能為對開關柜綜合保護裝置進行組態(tài)管理、監(jiān)控系統(tǒng)運行，建立和管理變電所數(shù)據(jù)庫，并與中心控制室進行通訊等等。

? 由于各綜合保護裝置的生產(chǎn)廠家對其保護裝置的軟件及電氣數(shù)值的計算方法保密，變電所層還要負擔通信制式的轉(zhuǎn)換工作以方便中心控制室與保護裝置之間的信號傳輸與接收。

? 2.3 通訊網(wǎng)

? 開關柜與變電所之間可采用MODbus總線網(wǎng)絡通信，最多可聯(lián)64個從站，通信網(wǎng)與裝置之間采用光電隔離措施防止外界干擾。變電所與中心控制室之間采用光纖介質(zhì)的工業(yè)以太網(wǎng)方式通信。其通信速率大于1Mpbs。

? 2.4 軟件

? 系統(tǒng)軟件可采用國際標準結(jié)構(gòu)的主流軟件平臺Windows NT 等。軟件模塊應包括：主控軟件、圖形軟件、數(shù)據(jù)庫管理軟件、報表生成軟件、通訊軟件等。

? 在選擇軟件時，主控軟件要求其模塊化程度越高越好，軟件模塊化程度高了后，現(xiàn)場工作人員可隨時根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)用軟件而不需另外編程，可極大地減輕調(diào)度人員及維護人員的操作及維護工作量，提高工作效率。

? 三、其它

? 另外，微機綜合保護裝置硬件選型還應注意以下問題：

? 1). 采用封閉、加強型機箱，抗強振動、強干擾，安裝尺寸較小，適合于惡劣環(huán)境及柜體安裝。

? 2). 采用工業(yè)級雙CPU結(jié)構(gòu)，每個裝置內(nèi)包含一個主CPU及一個通訊CPU，兩CPU之間采用互檢方式工作，提高裝置的響應時間及精度，避免保護裝置誤動作或拒動作，提高穩(wěn)定性和可靠性。

? 3). 全范圍溫度自動補償，裝置可長期工作在-20~+60C環(huán)境中。

? 4). 測量和保護信號在裝置內(nèi)分開處理，既可滿足精度要求又可滿足保護范圍及可靠性的要求。

? 5). 采用專門的頻率采樣電路，使得采樣頻率可精確地跟蹤電網(wǎng)頻率，使電氣量計算更精確。

? 6). 開關量輸入、輸出采用光電隔離措施，柜內(nèi)接線電纜采用屏蔽電纜，有效地防范外界干擾信號，提高裝置的抗干擾能力。

? 7). 采用大屏幕液晶顯示器及軟鍵盤，使得裝置數(shù)值顯示更清晰，操作更容易。

? 8). 對裝置的各種保護方式的整定值經(jīng)調(diào)試運行后以數(shù)字量的形式存于EPROM中，在調(diào)試或回路故障修復后可及時調(diào)用。

? 9). 有功能齊全的斷路器操作回路，適用于各種類型的斷路器控制，便于變電所改造。

? 10). 具有完善的事故分析能力，包括保護動作事件記錄、電量信號越限記錄、故障錄波記錄等。

? 四、微機綜合保護裝置在高壓柜的作用

? 微機保護裝置對電路中的不正常情況起到保護作用，微機保護裝置在高壓電柜中的作用：

? 微機保護裝置具有極強的數(shù)據(jù)處理，邏輯運算和信息存儲能力，具有先進內(nèi)核結(jié)構(gòu).擁有常規(guī)繼電保護完整的保護功能，微機保護裝置可以通過接入的電流互感器，電壓互感器等測量元件的信號對回路的狀態(tài)進行監(jiān)視，控制以及保護。比如短路保護，過載保護，單相接地保護等等。

? 在不用保護裝置的時候，高壓柜用繼電器實現(xiàn)這些保護功能?，F(xiàn)在用微機保護，功能就更多一些，比如可以方便接受遠程控制，向上級系統(tǒng)進行通訊，傳遞回路的電流電壓，功率電量信號?？梢苑奖愕恼{(diào)整保護設定值等。