微机继电保护装置在中压开关柜中的应用

微机继电保护装置在中压开关柜中的应用

摘要：继电保护作为电力系统安全运行中重要装置，其正确可靠运行直接影响整个电力系统的安全稳定运行。文章论述继电保护装置组成，对继电保护装置应用和维护进行分析，探讨继电保护在中压开关柜中应用。

关键词：微机；继电保护；装置；中压开关柜；应用 引言

电力系统中开关柜按其结构形式经历了固定式、落地手车式、中置式的发展历程。可靠性是微机继电保护装置的基本要求，微机线路保护装置以其原理先进、结构清晰、操作方便、动作可靠等的特点，已经在电力系统得到了越来越广泛的使用，它是保证电网安全运行，保护电气设备不受破坏的主要装置，并日益成为电力系统继电保护的主流设备。

一、中压开关柜及中低压母线保护存在的问题

电力及工业系统中,6—35kV中压开关柜的应用量大而广,属事故多发的开关设备。造成中压开关柜故障的因素很多,如结构设计不合理、制造质量不佳、绝缘老化和机械磨损、运行条件恶劣(高温、潮湿、污秽、化学侵蚀)、用户维护和操作不当、外力(小动物的进人、检修物件遗漏在开关柜内)、电网结构的改变(系统容量增大、电缆应用增多)等。开关柜的弧光短路故障,往往由于没有得到及时清除,发展为中低压母线故障,其危害是非常严重的,往往造成重要用户停电,更严重的可导致多组开关柜同时烧毁的事故。近年来由于母线故障,巨大的短路电流冲击造成主变损坏事故也不少见,这些事故均造成重大的经济损失,有的甚至造成人身伤亡事故。经过近几年对中压开关柜技术的整顿和完善,事故率有所下降,但仍然存在开关柜由于弧光短路故障遭到烧毁,甚至造成中低压母线故障而导致严重经济损失 的问题。变电站中压母线只依靠主变后备保护作为设备故障保护是无法保证母线上开关设备内部发生短路故障时的安全的，甚至可能威胁到主变的安全，而如果人为地缩短主变后备保护动作时限，将使其失去选择性，或使下级过流保护因没有动作时限而无法实现过流保护。解决的办法是：在主变保护中增设限时电流速断保护，动作时间可缩短为0.3—0.6s，既能满足对母线短路保护快速性的要求，又不影响原有的过流保护的选择性。但应注意新增设的限时电流速断保护要与原有的保护装置相衔接。限时电流速断保护可根据实际情况装设于主变的高压侧（电源侧）或低压侧（负荷侧）。

限时电流速断保护在实际工作中很容易实现。对于新建或改造工程，应尽量采用微机主变保护装置，一般通过软件设计很容易实现增设限时电流速断保护的功能。限时速断保护的动作电流整定原则是：躲过下一级保护最大电流速断保护的动作值，若保护装设在主变电源侧，还应躲过变压器的励磁涌流。限时速断保护的动作时限整定原则是：应与下一级瞬时电流速断保护相配合，一般整定为0.3-0.6s。

二、继电保护装置的组成

继电保护装置一般由测量部分、逻辑部分和执行部分三部分组成。一是测量部分：就是测量从被保护对象输入的有关电气量，并与已给定的整定值进行比较，根据比较的结果，从而判断保护是否应该起动；二是逻辑部分：就是根据测量部分各输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定的逻辑关系工作，最后确定是否应该使断路器跳闸或发出信号，将有关命令传给执行部分；三是执行部分：就是根据逻辑部分输出的信号，最后完成保护装置所担负的任务。

研究和实践证明与传统的继电保护相比较微机保护有许多优点。其主要特点如下：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可引进 自动控制、新的数学理论和技术如自适应、状态预测、模糊控制及人工神经网络等，其运行正确率很高也已在运行实践中得到证明。可以方便地扩充其他辅助功能，体现在数字元件的特性不易受温度变化、电源波动、使用年限的影响，不易受元件更换的影响，且自检和巡检能力强可用软件方法检测主要元件、部件的工况以及功能软件本身。使用灵活方便，其维护调试也更方便，从而缩短维修时间， 同时依据运行经验，在现场可通过软件方法改变特性、结构。微机保护装置具有串行通信功能，与变电所微机监控系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性，可以实现远方遥控、遥测、遥信功能。

三、继电保护装置的应用与维护

（一）继电保护装置的应用

继电保护装置广泛应用高压供电系统线路保护、主变保护、电容器保护等高压供电系统与变电站中。高压供电系统主要是对于不并列运行的分段母线装设电流速断保护，但要求是在断路器合闸的瞬间投入，合闸后自动解除。此外对于负荷等级较高的配电所也装设过电流保护。

变电站的继电保护装置分类较多，大体有以下几种：一是线路保护。通常情况下采用二段式或三段式电流保护，电流速断保护为一段保护，限时电流速断保护为二段保护，过电流保护为三段保护；二是母联保护：母联保护的要求必须同时装设限时电流速断保护和过电流保护；三是主变压器保护。主变压器保护有主保护与后备保护两类，主保护通常指重瓦斯保护与差动保护，后备保护指复合电压过流保护与过负荷保护；四是电容器保护。电容器保护主要包括过流保护、零序电压保护以及过压保护及失压保护。

（二）继电保护装置的维护

继电保护装置的常规性检查：一是检测继电保护装置的连接件是否紧固，焊点处是否有虚焊现象，同时也要对其机械特性进行检查。现在继电保护装置的保护屏后，有大量的端子排端子螺丝，一定要逐一不漏的对这些螺丝进行紧固，

预防继电保护装置出现保护拒动、误动的隐患故障；二是将继电保护装置所有的插件拆下进行检查，对所有的芯片都要按牢，螺丝进行紧固，同时检查是否有虚焊点。在继电保护装置的检查中，务必将继电保护装置的各个元件、保护屏、控制屏、端子箱的螺丝的紧固作为重要措施来落实；三是清扫继电保护装置。继电保护装置的清扫工作要由两人或两人以上进行，避免发生误碰而影响运行设备，在清扫中，一定要注意与带电设备保持安全距离，预防造成人身触电，避免导致二次回路短路与接地事故；四是对于微机保护的继电保护装置，其电流、电压采样值要每周有一次记录，同时，对微机保护的打印机要定期检查与打印。

（三）继电保护装置故障处理

（1）直观法。如果继电保护装置出现故障无法用仪器逐点测试，或者继电保护装置的某个插件故障无法更换备品，可以仔细观察到继电保护装置的接触器或跳闸线圈是否能动作，能动作说明电气回路正常，而机构内部存有故障，然后直接观察到继电器内部是否有明显发黄或者某个元器件是否有浓烈的焦味等现象，这样就能够迅速判定故障所在。

（2）短接法。继电保护装置出现故障后，可以将回路某一段或者一部分进行短接线接入为短接，来判定故障是否存在于短接线范围之间，逐次短接就会缩小故障范围。这种方法通常用于电磁锁失灵、电流回路开路、切换继电器不动作、判断控制等转换开关的接点不良等故障。

（3）掉换法。继电保护装置出现故障后，认为有故障的元件立刻用良好的备品备件进行替换来判断它的好坏，这样就可以快速地缩小查找故障范围。当前这种方法是处理综合自动化保护装置内部故障最常用措施。尤其是一些微机保护故障或者一些内部回路复杂的单元继电器出现故障，可用就近备用或暂时处于检修的插件、继电器替换，如果此时故障消除，则表明故障在换下来的元件。

结束语

综上所述，微机保护由于各种内在和外在的原因，使微机保护装置经常发生误动、误发信号、错误指示断路器位置等情况，严重威胁当前电网的安全稳定运行及微机保护装置的可靠性，因此需加强保护装置在正常运行中的维护和管理从而提高微机保护装置的可靠性，从而更好地满足现代电力系统的运行需要。