姚家祎談微機(jī)繼電保護(hù)

1、微機(jī)繼電保護(hù)姚家祎微機(jī)繼電保護(hù)的結(jié)構(gòu)n硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)字處理系統(tǒng)數(shù)字處理系統(tǒng)開關(guān)量輸入輸出開關(guān)量輸入輸出人機(jī)交互系統(tǒng)人機(jī)交互系統(tǒng)通信接口通信接口電源電源微機(jī)繼電保護(hù)的結(jié)構(gòu)n軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng) 軟件功能軟件功能保護(hù)算法保護(hù)算法系統(tǒng)管理程序系統(tǒng)管理程序人機(jī)交互管理程序人機(jī)交互管理程序后臺分析、管理程序后臺分析、管理程序微機(jī)保護(hù)的特點n可靠性高可靠性高 n動作正確率高動作正確率高n保護(hù)性能容易得到改善保護(hù)性能容易得到改善n易于獲得各種附加功能易于獲得各種附加功能 n使用靈活、方便使用靈活、方便 n維護(hù)、調(diào)試方便維護(hù)、調(diào)試方便n具有遠(yuǎn)方監(jiān)控特性具有遠(yuǎn)方監(jiān)控特性 保護(hù)對象-線路

2、保護(hù)-變壓器保護(hù)-電動機(jī)保護(hù)-電容器保護(hù)-母聯(lián)保護(hù)-備自投335kV線路保護(hù) n保護(hù)功能三段定時限過流保護(hù)（其中第段可整定為反時限段） 三段零序過流保護(hù)/小電流接地選線三相一次重合閘（檢無壓或不檢）過負(fù)荷保護(hù) 過流/ 零序 合閘后加速保護(hù)（前加速或后加速） 低周減載保護(hù) 1.獨立的操作回路及故障錄波 線路保護(hù)裝置閉鎖和告警n當(dāng)裝置檢測到本身硬件故障時，發(fā)出裝置故障閉鎖信號，同時閉鎖整套保護(hù) n當(dāng)裝置檢測到下列狀況時，發(fā)出運(yùn)行異常告警 線路電壓異常報警電壓互感器斷線 頻率異常 電流互感器斷線 跳閘位置繼電器異常控制回路斷線 彈簧未儲能 零序電流報警 過負(fù)荷報警 接地報警 線路保護(hù)邏輯框圖n各保護(hù)

3、環(huán)節(jié)邏輯框圖見圖3-1圖3-5 n典型線路保護(hù)裝置邏輯框圖見圖3-6 線路保護(hù)整定計算n保護(hù)整定計算與常規(guī)保護(hù)相同 n一般反時限：n非常反時限： n極端反時限： Ip 電流基準(zhǔn)值 取 段定值I3zd tp時間常數(shù) 段時間T3zd 015pptIIt1/14. 002. 0pptIIt1/5 .13pptIIt1/802線路保護(hù)測控功能 n遙控功能正常遙控跳閘、合閘，接地選線遙控跳閘 n遙測功能 相電壓，線電壓，零序電壓，線電流，有功無功功率，功率因數(shù)，頻率，有功無功電度 當(dāng)?shù)貙崟r計算實時累加，不依賴網(wǎng)絡(luò)n遙信功能 遙信開入，變位遙信及事故遙信，事件順序記錄主變壓器保護(hù)n保護(hù)功能差動速斷保護(hù) 比

4、率差動（二次諧波制動）保護(hù) 高壓側(cè)復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)（、段）低壓側(cè)復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)（、段） 帶延時的非電量保護(hù)（跳閘與信號） 過負(fù)荷保護(hù)起動風(fēng)機(jī)，閉鎖調(diào)壓信號報警 電流互感器斷線報警及閉鎖比率差動保護(hù) 1.電壓互感器斷線報警 變壓器保護(hù)閉鎖和告警n裝置本身硬件故障時發(fā)出裝置閉鎖信號，閉鎖整套 保護(hù)（只閉鎖差動、過流保護(hù)，不閉鎖非電量保護(hù)）n當(dāng)檢測到下列故障時，發(fā)出運(yùn)行異常告警 電流互感器告警 電流互感器斷線（可經(jīng)控制字選擇是否閉鎖比率差動保護(hù)）過負(fù)荷 電壓互感器斷線 1.低壓側(cè)零序過電壓 主變壓器測控功能n遙控功能 ：遙控跳閘合閘，空接點輸出n遙測功能 ：電流，電壓，零序電壓，有功無功功

5、率，頻率，功率因數(shù)等模擬量n遙信功能：遙信開入采集（開關(guān)位置，彈簧未儲能，瓦斯，溫度，壓力釋放等非電量）n 遙信變位，事故遙信，遙控事件記錄及事件順序記錄n當(dāng)保護(hù)裝置差動保護(hù)，后備保護(hù)，非電量保護(hù)合在一起n時應(yīng)另加測控裝置。n當(dāng)保護(hù)裝置為分別設(shè)置時則測控部分在后備保護(hù)裝置中。 主變保護(hù)邏輯框圖 n各保護(hù)環(huán)節(jié)邏輯框圖見圖1-1圖1-4 n典型的變壓器保護(hù)裝置邏輯框圖見圖1-5 主變保護(hù)裝置的性能特征（一）n差動速斷及比率差動保護(hù)性能主變保護(hù)裝置的性能特征（二） n采用軟件調(diào)整變壓器各側(cè)電流的平衡系數(shù)方法，把各側(cè)的額定電流都調(diào)整到保護(hù)裝置的額定工作電流In(In=5A或1A)n采用可靠的CT斷線報

6、警閉鎖功能，保證裝置在CT斷線及交流回路故障時不誤動 n采用變壓器接線方式整定的方法，使軟件適用于變壓器的任一接線方式 n算法的突出特點是在較高采樣率的前提下，保證了在故障全過程對所有繼電器的并行實時計算，裝置有很高的固有可靠性及動作速度 主變保護(hù)整定計算（一）n平衡系數(shù) Y n比率差動元件的起動值 n差動速斷保護(hù) n比率差動制動系數(shù) 3 . 2111SnUKTAnph43222SnUKTAnphncdqdII3 . 0ncdsdII63 . 01blK12blK主變保護(hù)整定計算（二）n二次諧波制動系數(shù) n靈敏系數(shù) n后備保護(hù)整定計算與常規(guī)保護(hù)相同 22min2dTAkjxLMInIKK2 .

7、 015. 02ddxbIIK3-10kV配電變壓器保護(hù)復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)高壓側(cè)正序反時限過流保護(hù)定時限過電流保護(hù) 過負(fù)荷報警 定時限負(fù)序過流保護(hù) 高壓側(cè)接地保護(hù) 低壓側(cè)接地保護(hù) 低電壓保護(hù) 非電量保護(hù) 獨立的操作回路及故障錄波 保護(hù)功能配變保護(hù)裝置閉鎖和告警n當(dāng)裝置檢測到本身硬件故障時，發(fā)出裝置報警信號，同時閉鎖整套保護(hù)n當(dāng)裝置檢測出下列問題時發(fā)出運(yùn)行異常報警信號 彈簧未儲能 電壓互感器斷線報警 控制回路斷線 跳閘位置繼電器異常 頻率異常 零序過流報警 過負(fù)荷報警 接地報警(零序過壓報警) 輕瓦斯報警 超溫報警 備用非電量報警 配變保護(hù)邏輯框圖 n各保護(hù)環(huán)節(jié)邏輯框圖見圖2-1圖2-10 n

8、典型一 配電變壓器保護(hù)裝置邏輯框圖見圖2-11 n典型二 配電變壓器保護(hù)裝置邏輯框圖見圖2-12 配變保護(hù)整定計算n保護(hù)整定計算與常規(guī)保護(hù)相同 配電變壓器測控功能n遙控功能 正常遙控跳閘，合閘，接地選線遙控跳閘n遙測功能 電流，電壓，零序電流，有功無功功率，功率因數(shù)，頻率，有功無功電度 n遙信功能 開關(guān)位置，彈簧未儲能接點，重瓦斯，輕瓦斯，油溫高，壓力釋放等非電量遙信開入，裝置遙信變位，事故遙信，并作事件順序記錄。電動機(jī)保護(hù)n保護(hù)功能差動速斷保護(hù)比率差動保護(hù)過電流保護(hù) 定時限負(fù)序過流保護(hù) 過負(fù)荷保護(hù) 過熱保護(hù) 接地保護(hù) 低電壓保護(hù) 過電壓保護(hù) 非電量保護(hù) 獨立的操作回路及故障錄波 電動機(jī)保護(hù)裝

9、置閉鎖和告警 n當(dāng)裝置檢測到本身硬件故障時（RAM出錯，EPROM出錯，定值出錯，電源故障），發(fā)出裝置報警信號，同時閉鎖整套保護(hù)n當(dāng)裝置測出如下問題時發(fā)出運(yùn)行異常報警信號跳閘位置繼電器異常電流互感器斷線 電壓互感器斷線控制回路斷線 頻率異常 負(fù)序過負(fù)荷報警 過負(fù)荷報警 過熱報警 零序過流報警 接地報警（零序過壓報警） 非電量報警 電動機(jī)保護(hù)邏輯框圖n各保護(hù)環(huán)節(jié)邏輯框圖見圖6-16-12 n典型一電動機(jī)保護(hù)裝置邏輯框圖見圖6-13 n典型二電動機(jī)保護(hù)裝置邏輯框圖見圖6-14 n典型三電動機(jī)保護(hù)裝置邏輯框圖見圖6-15 電動機(jī)保護(hù)整定計算n比率差動元件的起動值n差動速斷保護(hù) n比率差動制動系數(shù) n

10、靈敏系數(shù) ncdqdII4 . 02 . 0ncdsdII834 . 03 . 01bK2min2dzTAkjxLMInIKK電動機(jī)保護(hù)整定計算n電動機(jī)過熱保護(hù)式中 發(fā)熱時間常數(shù)，s -等效運(yùn)行電流，A -電動機(jī)額定電流，A保護(hù)裝置采用在一定的 （等效運(yùn)行電流與額定電流之比）過負(fù)荷條件下，允許過負(fù)荷的時間有多長來進(jìn)行過負(fù)荷整定。保護(hù)裝置自動計算發(fā)熱時間常數(shù)，并確定一條反時限特性曲線（一般為IEC極端反時限特性曲線）。 2205. 1reqIIteqIrIreqII電動機(jī)保護(hù)整定計算n電動機(jī)過熱保護(hù)n若電動機(jī)廠家提供電動機(jī)在n倍額定負(fù)荷電流下，允許運(yùn)行ts，或堵轉(zhuǎn)電流為n倍額定電流時，允許堵轉(zhuǎn)時

11、間為ts，則直接整定過負(fù)荷系數(shù)kgh=n，過負(fù)荷時間ts。n按躲過起動電流整定，如1.2倍額定電流值，120s，直接起動結(jié)束時不發(fā)生過負(fù)荷報警信號（75%過負(fù)荷跳閘值）為止。n若電動機(jī)在冷態(tài)時可連續(xù)起動三次，起動電流為n倍額定電流，起動時間為ts，則發(fā)熱時間常數(shù)可整定過負(fù)荷系數(shù) kgh=n tn)05. 1(3222205. 13nt電動機(jī)保護(hù)整定計算n電動機(jī)負(fù)序電流保護(hù)（不平衡、斷相、反相）Idz2=kIr式中 k負(fù)序電流保護(hù)系數(shù)，k=0.2 1 Ir 電動機(jī)額定電流，A 當(dāng)只需要提供斷相或反相保護(hù)時k=0.81;當(dāng)需要提供靈敏的不平衡保護(hù)時k=0.20.8具有外部短路閉鎖的負(fù)序電流保護(hù)，動

12、作時限t=0.1s,一般取t=0.4s. reqII電動機(jī)保護(hù)整定計算n起動時間過長保護(hù)電動機(jī)在冷態(tài)情況下正常起動到起動完成時間，以保護(hù)監(jiān)控裝置實測時間，作為起動時間過長保護(hù)判據(jù)。n堵轉(zhuǎn)保護(hù)由保護(hù)裝置自動完成其它保護(hù)整定計算與常規(guī)保護(hù)整定計算相同。 電動機(jī)保護(hù)裝置的性能特征n差動速斷及比率差動保護(hù)性能電動機(jī)保護(hù)測控功能 n遙控功能正常遙控跳閘、合閘，接地選線遙控跳閘操作n遙測功能電流，功率因數(shù)，有功無功功率，有功無功電度當(dāng)?shù)貙崟r計算，實時累加，計算不依賴網(wǎng)絡(luò)n遙信功能遙信開入，裝置變位遙信及事故遙信，事件順序記錄電容器保護(hù)n保護(hù)功能三段定時限過流保護(hù)過電壓保護(hù) 低電壓保護(hù)不平衡電壓（零序電壓）

13、保護(hù) 單Y，雙Y不平衡電流（零序電流）保護(hù) 單，雙Y 差電壓保護(hù) 橋差電流保護(hù) 零序過流保護(hù)/小電流接地選線 非電量保護(hù)（ 瓦斯、溫度） 自動投切功能 獨立的操作回路及故障錄波 電容器保護(hù)裝置閉鎖和告警n當(dāng)裝置檢測到本身硬件故障時（RAM出錯，EPROM出錯，定值出錯，電源故障），發(fā)出故障閉鎖信號 ，同時閉鎖整套保護(hù)。n當(dāng)裝置檢測到下列狀況時，發(fā)出運(yùn)行異常信號：過電壓及報警 電壓互感器斷線 頻率異常 電流互感器斷線 跳閘位置繼電器異常 控制回路斷線 彈簧未儲能零序電流報警 接地報警 超溫報警 輕瓦斯報警電容器各保護(hù)環(huán)節(jié)邏輯框圖 n各保護(hù)環(huán)節(jié)邏輯框圖見圖5-1和圖5-2。 n典型一 電容器保護(hù)裝

14、置邏輯圖見圖5-10。 n典型二 電容器保護(hù)裝置邏輯圖見圖5-11。 n典型三 電容器保護(hù)裝置邏輯圖見圖5-12。 n典型四 電容器保護(hù)裝置邏輯圖見圖5-13。電容器保護(hù)測控功能n遙控功能正常遙控跳閘，正常遙控合閘，接地選線遙控跳閘n遙測功能電流，無功功率，功率因數(shù)，無功電度當(dāng)?shù)貙崟r計算，實時累加，計算不依賴網(wǎng)絡(luò)n遙信功能遙信開入采集，裝置變位遙信及事故遙信，事件順序記錄電容器保護(hù)整定計算 保護(hù)整定計算與常規(guī)保護(hù)相同，常用方案整定計算見有關(guān)計算表。 母聯(lián)備用電源自投保護(hù)n保護(hù)功能復(fù)合電壓閉鎖的二段定時限過流保護(hù) 一段零序過流保護(hù) 母聯(lián)自投 三相一次重合閘（不檢定）合閘后加速保護(hù)（零序加速段或可

15、經(jīng)復(fù)壓閉鎖的過流加速段）獨立的操作回路及故障錄波 母聯(lián)備用電源自投保護(hù)裝置閉鎖和告警n當(dāng)裝置檢測到本身硬件故障時（RAM出錯，EPROM出錯，定值出錯，電源故障），發(fā)出裝置報警信號，同時閉鎖整套保護(hù)。n裝置檢測出如下問題，發(fā)出運(yùn)行異常報警信號 ：跳閘位置繼電器異常 母聯(lián)電流不平衡（報電流互感器異常） 、段母線電壓互感器斷線 控制回路斷線 彈簧未儲能 頻率異常 母聯(lián)保護(hù)測控功能n遙控功能正常遙控跳合閘操作n遙測功能電流，功率因數(shù)，有功無功功率，有功無功電度當(dāng)?shù)貙崟r計算，實時累加，計算不依賴網(wǎng)絡(luò)n遙信功能遙信開入，變位遙信及事故遙信，事件順序記錄母聯(lián)各保護(hù)環(huán)節(jié)邏輯圖 n各保護(hù)環(huán)節(jié)邏輯框圖見圖4-1

16、、圖4-2n典型分段斷路器保護(hù)裝置邏輯框圖見圖4-3 母聯(lián)保護(hù)整定計算 保護(hù)整定計算與常規(guī)保護(hù)相同自投條件備用電源有電，工作電源斷開后才投入備用回路工作回路上的電壓，不論什么原因消失時，自動投入備用回路手動斷開工作回路時，不起動自動投入裝置保證自動投入裝置只動作一次備用電源自動動作后，如投到故障上頭要對應(yīng)使保護(hù)加速動作備用電源自動投入裝置中，可設(shè)置工作電源的電流閉鎖回路微機(jī)保護(hù)裝置的電磁兼容（一）n電磁現(xiàn)象來源和起因 n保護(hù)裝置（設(shè)備）的各端口抗擾度要求n各種功能的抗干擾性能判據(jù)微機(jī)保護(hù)裝置的電磁兼容（二）n抗干擾措施（1）硬件抗干擾n接地，屏蔽n合理布置和分組二次回路電纜n控制回路跳合閘出口應(yīng)經(jīng)操作箱的執(zhí)行繼電器將微機(jī)內(nèi)外系統(tǒng)的電源接地線在電氣上相互獨立n抑制來自電源的干擾（用電源濾波器）（2）軟件抗干擾n抑制和消除數(shù)據(jù)采集誤差n防止控制失靈（指令復(fù)執(zhí)，多重動作指令，設(shè)置當(dāng)前輸出狀態(tài)寄存單元，設(shè)置自檢程序）n防止數(shù)據(jù)出錯（采用RAM中的數(shù)據(jù)保護(hù)和數(shù)據(jù)冗余技術(shù)）n防止程序跑飛（采用軟件狗，指令冗余，軟件陷阱）微機(jī)保護(hù)裝置的電磁兼容（三）n各種系列微機(jī)保護(hù)監(jiān)控裝置抗干擾檢驗項目射頻電磁場輻射抗擾度檢驗（GB/T14598.9-1