摘要：本文探討了微機(jī)保護(hù)代替電磁式繼電保護(hù)改造，重點(diǎn)對于微機(jī)保護(hù)的基本構(gòu)成和原理，以及微機(jī)繼電保護(hù)優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行分析。最后，還纖細(xì)分析了PDS系列自動(dòng)化系統(tǒng)和保護(hù)裝置特點(diǎn)。
　　關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)，微機(jī)繼電保護(hù)，系統(tǒng)分析
　　我礦供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置為電磁式繼電保護(hù)，由許多單個(gè)繼電器，通過二次線和電纜連接組成。繼電保護(hù)裝置至今已運(yùn)行多年，運(yùn)行中故障較多，嚴(yán)重影響到礦井的安全生產(chǎn)。尤其是礦井延伸后，供電系統(tǒng)在原有基礎(chǔ)上發(fā)生了一系列的變化，供電系統(tǒng)原有的電磁式繼電保護(hù)，己不能滿足要求，為保證主變壓器和變電所安全運(yùn)行，研究供電系統(tǒng)繼電保護(hù)的技術(shù)改造勢在必行[1,2]。本文針對原有繼電保護(hù)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行可靠性不高、調(diào)試內(nèi)容多且質(zhì)量難以保證等諸多缺陷，提出微機(jī)繼電保護(hù)方法。
　　1供電系統(tǒng)對繼電保護(hù)的基本要求
　　繼電保護(hù)裝置，是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。繼電保護(hù)裝置的從本仟?jiǎng)?wù)是：（1）自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障免于繼續(xù)遭到破壞，保證其它無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。反應(yīng)電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件（如有無經(jīng)常值班人員），而動(dòng)作于發(fā)現(xiàn)信號(hào)、減負(fù)荷或跳閘。
　　2供電系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)的改造
　　原有的電磁式繼電保護(hù)已不能適應(yīng)礦井的安全生產(chǎn)，更不適應(yīng)擴(kuò)建后供電系統(tǒng)的的安全運(yùn)行。微機(jī)保護(hù)以其高可靠性、較好的網(wǎng)絡(luò)通信功能，在電力系統(tǒng)中已得到廣泛應(yīng)用。
　　2.1微機(jī)保護(hù)的的概述
　　微機(jī)保護(hù)是以微機(jī)為核心，利用微機(jī)的智能化信息處理功能，對檢測到的反映電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的電氣量進(jìn)行分析和計(jì)算，根據(jù)結(jié)果來實(shí)現(xiàn)對輸電線路或電氣元件的繼電保護(hù)。因此，為了使微機(jī)獲得電力系統(tǒng)運(yùn)行的信息，必須配置反映電力系統(tǒng)運(yùn)行的電氣量運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，開關(guān)量輸入電路和發(fā)出控制命令的開關(guān)輸出電路。此外，還需要配備人機(jī)對話微機(jī)系統(tǒng)，向微機(jī)繼電保護(hù)裝置送入有關(guān)的計(jì)算和操作程序、繼電保護(hù)定值、輸出有關(guān)記錄保護(hù)動(dòng)作的信息，便于技術(shù)人員進(jìn)行事故分析和輸入整定值校驗(yàn)。通常，微機(jī)保護(hù)裝置的硬件電路由五個(gè)功能單元構(gòu)成，即數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、微機(jī)系統(tǒng)、開關(guān)量輸入輸出電路、工作電源和人機(jī)對話微機(jī)系統(tǒng)。
　　2.2微機(jī)繼電保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)
　　與常規(guī)模擬式繼電保護(hù)相比，微機(jī)繼電保護(hù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）邏輯判斷清楚、正確。在復(fù)雜的保護(hù)中，要對若干相關(guān)繼電器的動(dòng)作進(jìn)行邏輯判斷后，才能決定保護(hù)是否動(dòng)作。（2）微機(jī)繼電保護(hù)可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)模擬式繼電保護(hù)無法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)良保護(hù)性能。微機(jī)繼電保護(hù)既能對瞬時(shí)值也能對以相量表達(dá)的等動(dòng)作判據(jù)進(jìn)行計(jì)算，不僅能計(jì)算交流輸入，也能計(jì)算出其對時(shí)間的導(dǎo)數(shù)和積分值。（3）調(diào)試維護(hù)方便。目前，在系統(tǒng)運(yùn)行的電磁式繼電保護(hù)的調(diào)試工作量大，尤其是一些復(fù)雜保護(hù)，調(diào)試項(xiàng)目多，周期一長，而且難以保證其調(diào)試質(zhì)量。而微機(jī)繼電保護(hù)則不同，其動(dòng)作是微機(jī)直接按動(dòng)作判據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的結(jié)果。（4）在線運(yùn)行的可靠性高，微機(jī)繼電保護(hù)裝置可以利用軟件實(shí)現(xiàn)在線自檢，極大地提高了其在線運(yùn)行工作的可靠性。（5）能夠提供更多的系統(tǒng)運(yùn)行的信息量，借助于人機(jī)聯(lián)系的微機(jī)系統(tǒng)，可以將有關(guān)的系統(tǒng)運(yùn)行運(yùn)行信息量，通過打印機(jī)輸出，例如，系統(tǒng)故障類型、故障發(fā)生的時(shí)間、保護(hù)運(yùn)行時(shí)間、故障前后的電流波形、故障測距的結(jié)果等信息量，為事故分析和故障點(diǎn)的快速恢復(fù)提供所需的數(shù)據(jù)。
　　3PDS系列自動(dòng)化系統(tǒng)和保護(hù)裝置
　　3.1PDS-7000廠站自動(dòng)化系統(tǒng)
　　PDS-7000廠站自動(dòng)化系統(tǒng)采用分層、分布式、模塊化思想設(shè)計(jì)，完成變電所內(nèi)監(jiān)控功能和與遠(yuǎn)方交互信息的功能。它區(qū)別于常規(guī)廠站的最明顯的標(biāo)志就是它利用通信網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)全站信息的共享。整個(gè)系統(tǒng)分為兩層：主站管理層和間隔層。主站管理層和間隔層之間通過雙CAN網(wǎng)和以太網(wǎng)連接。廠站管理層包括PDS-6000計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和PDS-751系列網(wǎng)絡(luò)通訊裝置；間隔層為PDS-7000系列保護(hù)測控裝置。
　　(1)間隔層。PDS-7000系列保護(hù)測控裝置按間隔分布式配置，可以直接下放到開關(guān)場地安裝，減少了大量的二次電纜。各間隔相互獨(dú)立，僅通過通信網(wǎng)互連，并同主站控制設(shè)備通信，取消了主站站監(jiān)控傳統(tǒng)方式大量引入主控室的信號(hào)、測量、保護(hù)、控制等使用的電纜，不僅節(jié)省投資，而且大大提高了系統(tǒng)的可靠性。
　　(2)主站管理層。PDS-7000計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用全新思想、全新技術(shù)和全新策略開發(fā)完成的。系統(tǒng)以WindowsXP為操作平臺(tái)，以為MSSQLSERVER數(shù)據(jù)庫開發(fā)平臺(tái)，基于客戶服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，具有標(biāo)準(zhǔn)商用數(shù)據(jù)庫接口，符合商用數(shù)據(jù)庫規(guī)范。由于采用了先進(jìn)的客戶服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，并借助于通用成熟的操作作數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，穩(wěn)定性極高。
　　(3)通信網(wǎng)絡(luò)。PDS-7000主站自動(dòng)化系統(tǒng)區(qū)別于常規(guī)主站的最明顯的標(biāo)志就是它是利用通信網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)全站信息的共享。測控裝置可就地安裝，通過通信網(wǎng)絡(luò)互連交換信息，節(jié)約大量的控制電纜。
　　3.2PDS-7000數(shù)字式保護(hù)和自動(dòng)裝置
　　PDS-7000數(shù)字式保護(hù)和自動(dòng)裝置采用了新技術(shù)、新工藝，具有更高的可靠性、更廣適用性、更好的使用性和題解優(yōu)的性價(jià)比。具有以下的特點(diǎn)：（1）統(tǒng)一的硬件平臺(tái)，采用功能強(qiáng)大的犯位微處理器，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)成了第二代保護(hù)的通用硬件平臺(tái)。（2）統(tǒng)一的軟件平臺(tái)：在統(tǒng)一硬件平臺(tái)的基礎(chǔ)上，采用了適用于嵌入式系統(tǒng)的多任務(wù)操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)功能強(qiáng)大，性能可靠穩(wěn)定，采用高級(jí)語言編程，大大縮短了開發(fā)周期。（3）友好的用戶界面：裝置面板上裝有320*240mm的大分辨率的LCD，可顯示多達(dá)300個(gè)漢字，所有菜單、操作、提示均完全漢化，可實(shí)現(xiàn)無說明書操作和調(diào)試。（4）強(qiáng)化信息提供、記錄和分析功能裝置具有大容量的存儲(chǔ)資源，多樣的通訊接口，可以為綜自系統(tǒng)提供內(nèi)容豐富的信息，同時(shí)可記錄多達(dá)次的故障錄波數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，通訊速度和可靠性大大提高。（5）自動(dòng)化的測試手段：由于由于采用通用的硬、軟件平臺(tái)，專門開發(fā)了自動(dòng)檢測的測試程序，在單板生產(chǎn)過程中進(jìn)行自動(dòng)測試，并將測試結(jié)果自動(dòng)存檔，消除了人工測試的“盲點(diǎn)”，保證了產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。（6）故障錄波功能：本變電所采用的系列裝置，均具有故障錄波功能。故障錄波的信息存儲(chǔ)在CPU的FLASH中，共開辟了8個(gè)64K的扇區(qū)用于存放故障錄波，裝置最多可保存8次故障的錄波信息。
　　3.3微機(jī)保護(hù)的硬件配置
　　PDS-7000系列保護(hù)和自動(dòng)裝置均為背插結(jié)構(gòu)，維護(hù)方便。根據(jù)功能分為:電源及開入板、開出板、CPU(擴(kuò)展)板、交流板等背板，各塊板相互獨(dú)立。若某塊板出現(xiàn)故障，用備用板插仁即可。裝置端子分為:直流電源端子，開入端一子，木體跳閘輸入端子，(信號(hào)、跳閘接點(diǎn)、操作機(jī)構(gòu)端子、位置)輸出端子，跳閘接點(diǎn)輸出，交流端子，網(wǎng)絡(luò)端子定義。
　　3.4微機(jī)保護(hù)的“四遙”實(shí)現(xiàn)
　　PDS-751系列數(shù)字式網(wǎng)絡(luò)通訊裝置主要承擔(dān)與保護(hù)裝置及當(dāng)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)動(dòng)主站及其他智能裝置接口的任務(wù)。一方面它通過與繼電保護(hù)裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、智能測控裝置進(jìn)行通訊，搜集變電站或電廠系統(tǒng)運(yùn)行中的各類實(shí)時(shí)信息送往當(dāng)?shù)乇O(jiān)控和各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)或電廠DCS；另一方面接收和轉(zhuǎn)發(fā)來自當(dāng)?shù)乇O(jiān)控和各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的各類操作命令，對變電站的斷路器、刀閘、變壓器分接頭等進(jìn)行遙控和遙調(diào)操作。
　　變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)分為兩個(gè)監(jiān)控后臺(tái)，一個(gè)是水平中心變電所的分后臺(tái)，另一個(gè)是35KV總變電所的主后臺(tái)。水平中心變電所分后臺(tái)在線監(jiān)控盤區(qū)變電所、運(yùn)行設(shè)備變電所、洗煤變電所6KV裝置。運(yùn)行設(shè)備變電所各臺(tái)裝置和中心變電所的各臺(tái)裝置山雙絞線廠聯(lián)，接到中心變電所的網(wǎng)絡(luò)通訊裝置的CAIN網(wǎng)總線，再由CAI網(wǎng)總線接至盤區(qū)變電所的網(wǎng)絡(luò)通訊裝置。盤區(qū)變電所6KV和洗煤6KV各臺(tái)裝置由雙絞線并聯(lián)，接到盤區(qū)變電所的網(wǎng)絡(luò)通訊裝置的CAN網(wǎng)總線。水平中心變電所網(wǎng)絡(luò)通訊裝置的一個(gè)以太網(wǎng)和一個(gè)CAN網(wǎng)接到當(dāng)?shù)胤趾笈_(tái)；一個(gè)CAN網(wǎng)接到110KV總變電所的網(wǎng)絡(luò)通訊裝置，再由其接到主后臺(tái)。
　　4結(jié)語
　　伴隨著原有繼電保護(hù)的設(shè)備陳舊、無記憶功能、故障率高，特別是擴(kuò)產(chǎn)后供電系統(tǒng)的擴(kuò)大，及時(shí)對供電系統(tǒng)進(jìn)行微機(jī)保護(hù)的的改造，是很必要的。使用微機(jī)保護(hù)改造滿足了化工企業(yè)的安全生產(chǎn)，達(dá)到了預(yù)期目的。選用的PDS-7000廠站自動(dòng)化系計(jì)先進(jìn)、組態(tài)靈活、功能齊全、運(yùn)行可靠。
　　參考文獻(xiàn)：
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