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文檔簡介
第一節(jié)微機(jī)繼電保護(hù)裝置簡介
1.1概述
自從微型機(jī)引入繼電保護(hù)以來,微機(jī)保護(hù)在利用故障分量方面取得了長足的進(jìn)步,另一方面,
結(jié)合了自適應(yīng)理論的自適應(yīng)式微機(jī)保護(hù)也得到較大發(fā)展,同時(shí):計(jì)算機(jī)通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及
其在系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用,使得變電站和發(fā)電廠的集成控制、綜合自動化更易實(shí)現(xiàn)。未來兒年內(nèi),
微機(jī)保護(hù)將朝著高可靠性、簡便性、通用性、靈活性和網(wǎng)絡(luò)化、智能化、模塊化等方向發(fā)展,并
可以與電子式互感器、光學(xué)互感器實(shí)現(xiàn)連接;同時(shí),充分利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度、數(shù)據(jù)處理能力、
通信能力和硬件集成度不斷提高等各方面的優(yōu)勢,結(jié)合模糊理論、自適應(yīng)原理、行波原理、小波
技術(shù)等,設(shè)計(jì)出性能更優(yōu)良和維護(hù)工作量更少的微機(jī)保護(hù)設(shè)備。
微機(jī)繼電保護(hù)裝置優(yōu)點(diǎn)
1.調(diào)試維護(hù)方便
2.高可靠性
3.易于獲得附加功能
4.靈活性
5.改善保護(hù)性能
6.智能化、網(wǎng)絡(luò)化
微機(jī)保護(hù)硬件系統(tǒng)包含以下四個(gè)部分
(1)數(shù)據(jù)采集單元即模擬量輸入系統(tǒng)。包括電壓形成、模擬濾波、采樣保持、多路轉(zhuǎn)換以及模
數(shù)轉(zhuǎn)換等功能塊,完成將模擬輸入量準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換為所需的數(shù)字量。
(2)數(shù)據(jù)處理單元即微機(jī)主系統(tǒng)。包括微處理器,只讀存儲器、隨機(jī)存取存儲器以及定時(shí)器等。
微處理器執(zhí)行存放在只讀存儲器中的程序,對由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸入至隨機(jī)存取存儲器中的數(shù)據(jù)進(jìn)
行分析處理,以完成各種繼電保護(hù)的功能。
(3)數(shù)字量輸入/輸出接口即開關(guān)量輸入輸出系統(tǒng)。包括若干并行接口,光電隔離器及中間繼
電器等組成,以完成各種保護(hù)的出口跳閘,信號警報(bào),外部接點(diǎn)輸入及人機(jī)對話等功能。
(4)通信接口。包括通訊接口電路及接口以實(shí)現(xiàn)多機(jī)通訊或聯(lián)網(wǎng)。
硬件示意框圖如圖14—2所示。
一
模
量
恭KPX
多
入
路
〈
轉(zhuǎn)
由
換,輸入/總出系統(tǒng)
IPTI開
和
關(guān)
S開關(guān)置簌入
二
?___光-WT印機(jī)
次—H電壓形成卜|ALF河]■
他
來I出口開關(guān)量黨出
二離電路
商「二廠禎拓§
+l并行接口I
1.2微機(jī)保護(hù)硬件各子系統(tǒng)電路構(gòu)成原理
1.2.1數(shù)據(jù)采集單元
(1)電壓形成
微機(jī)保護(hù)要從被保護(hù)設(shè)備的電流互感器、電壓互感器或其它變換器上取得信息,但這些互感
器的二次數(shù)值的輸入范圍對微機(jī)電路并不適用,故需要降低和變換,在微機(jī)保護(hù)中通常要求輸入
信號為±5V或±10V的電壓信號,具體取決于所用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。因此,一般采用中間變換器
來實(shí)現(xiàn)以上的變換。交流電流的變換一般采用電流中間變換器并在其二次側(cè)并電阻以取得所需的
電壓。如圖14—3所示,此外,這些中間變換器還起到屏蔽和隔離的作用,提高了保護(hù)的抗干擾
能力和可靠性。
阻
阻
抗
AS抗
變
變
換
換-0
器
器
1產(chǎn)h2
邏輯輸入\
_n_n_
(2)采樣保持(S/H)電路及采樣頻率的選擇
采樣保持電路的作用是在一哥極短郁川耐豳蟾蜩嘟啾在該時(shí)刻的瞬時(shí)值,并在模擬一
-數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換的期間內(nèi)保持其輸出不變。
(3)模擬低通濾波器(ALF)
濾波器是一種能使有用頻率信號通過,同時(shí)抑制無用頻率信號的電路。隨著數(shù)字處理技術(shù)的
發(fā)展,除了模擬濾波器之外,還出現(xiàn)了數(shù)字濾波器。
對微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)來說,在故障初瞬,電壓、電流中可能含有相當(dāng)高的頻率分量,為防止頻率
混疊,fs將不得不用得很高,從而對硬件速度提出過高的要求。但實(shí)際上目前大多數(shù)的模擬微機(jī)
保護(hù)原理都是反映工頻量的,在這種情況下可以在采樣前用一個(gè)模擬低通濾波器將高頻分量濾
掉,這樣就可以降低fs,從而降低對硬件提出的要求。以后我們將介紹,由于數(shù)字濾波器的作用,
通常并不要求低通濾波器濾掉所有的高頻分量而僅用它濾掉fs/2以上的分量,以消除頻率混疊,
防止高頻分量混到工頻附近來。低于fs/2的其它暫態(tài)頻率分量,可以通過數(shù)字濾波來濾除。還
應(yīng)當(dāng)指出,電流互感器、電壓互感器對高頻分量已有相當(dāng)大的抑制作用,因此,不必對抗混疊的
低通模擬濾波的頻率特性提出很嚴(yán)格的要求。模擬低通濾波器通??煞譃閮纱箢悾活愂菬o源濾
波器,由RLC元件構(gòu)成;另一類是有源濾波器,主要由集成運(yùn)算放大器和RC元件構(gòu)成。
(4)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D轉(zhuǎn)換器)
在微機(jī)保護(hù)中,常需將檢測到的連續(xù)變化的模擬量如轉(zhuǎn)化成離散的數(shù)字量,才能輸入到單片
微機(jī)中進(jìn)行處理。實(shí)現(xiàn)模擬量變換成數(shù)字量的設(shè)備稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),簡稱A/D。
根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的原理可將其分成兩大類。一類是直接型A/D轉(zhuǎn)換器,另一類是間接
型A/D轉(zhuǎn)換器。在直接型A/D轉(zhuǎn)換器中,輸入的模擬電壓被直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字代碼,不經(jīng)任何
中間變量;在間接型A/D轉(zhuǎn)換器中,首先把輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換成某種中間變量(頻率),然
后再把這個(gè)中間變量轉(zhuǎn)換成數(shù)字代碼輸出。目前A/D轉(zhuǎn)換器的種類很多,但應(yīng)用較廣泛的主要
有三種類型。逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器、雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器和VFC變換式A/D轉(zhuǎn)換器。
1)逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器原理
圖14—6是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器的電路原理圖。其主要原理為:將一待轉(zhuǎn)換的模擬輸入
信號UN與一個(gè)推測信號U相比
較,根據(jù)推測信號大于還是小于輸
入信號來決定增大還是減小該推
測信號,以便向模擬輸入信號逼
近。推測信號由D/A轉(zhuǎn)換器的輸
出獲得,當(dāng)推測信號與模擬信號相
數(shù)等時(shí),向D/A轉(zhuǎn)換器輸入的數(shù)
據(jù)
輸字就是對應(yīng)模擬輸入量的數(shù)字量。
出
其推測值的取值方法如下:使
二進(jìn)制計(jì)數(shù)器中(輸出鎖存器)的
每一位從最高位起依次置1,每置
一位時(shí)都要進(jìn)行測試。若模擬輸入
信號UIN小于推測信號5,則比較
器輸出為零,并使該位清零;若模
時(shí)鐘
擬輸入信號UM大于推測信號U"
比較器輸出為1,并使該位保持為
圖14-6逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器工作原理lo無論哪種情況,均應(yīng)繼續(xù)比較
下一位,直到最末位為止。此時(shí),
D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸入即為對應(yīng)模擬輸入信號的數(shù)字量。
2)VFC變換式A/D轉(zhuǎn)換器
VFC轉(zhuǎn)換器是把電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率信號的器件,其輸出為一個(gè)等幅脈沖串,重復(fù)頻率隨時(shí)
正比于輸入電壓瞬時(shí)值,如圖14-9所示。它有良好的精度、線性度。此外,它的應(yīng)用電路簡單,
對外圍元件性能要求不高,對環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng),轉(zhuǎn)換速度不低于?般的雙積分型A/D器件,且
價(jià)格較低,其轉(zhuǎn)換原理見圖14—10所示。
A1和RC構(gòu)成一個(gè)積分器,A2是零電壓比較
器,恒流源IR和模擬開關(guān)S構(gòu)成積分器反充電回
路。當(dāng)模擬開關(guān)S處于2位置即與運(yùn)放A1輸出端
接通時(shí),積分器處于充電過程,積分器輸出電壓不
斷下降,當(dāng)積分器輸出電壓下降至零伏時(shí).,A2發(fā)
生跳變觸發(fā)單穩(wěn)定時(shí)器,使其產(chǎn)生一個(gè)脈寬為tos
的脈沖,此脈沖使模擬開關(guān)S至1位置與運(yùn)放A1
的反相輸入端導(dǎo)通tos時(shí)間,對C進(jìn)行反充電,使
VOLTS上升,到t°s結(jié)束時(shí)又使模擬開關(guān)S處于2
位置,C再次進(jìn)入充電階段,VOLTS下降,當(dāng)V°LTS
下降至零伏又使單穩(wěn)定時(shí)器產(chǎn)生一個(gè)t°s脈沖,如
此反復(fù)形成頻率輸出,波形圖如14—11所示。
VFC從原理上不能反映輸入電壓的極性,因
而用于雙極性輸入時(shí)都要設(shè)置一個(gè)偏置電壓,使雙圖14—9VFC的輸入輸出關(guān)系示意圖
極性信號先變成單極性。例如,AD654的VFC芯
片,采用負(fù)極性接線時(shí),其直流偏置電壓為一5伏,保證了輸入電壓可以有±5伏峰峰值的線性
測量范圍。
a、分辨率高,電路簡單。圖14一10電荷平衡式VFC電路結(jié)構(gòu)圖
b、抗干擾能力強(qiáng)。c、與CPU的接口簡單。VFC的工作根本不需CPU控制。
d、多個(gè)CPU共享一套VFC,且接口簡單。
根據(jù)電壓頻率變換的原理,VFC型A/D的最大測量
范圍取決于兩個(gè)因素,?是VFC輸出的最高頻偏;二是
計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)間隔大小,VFC輸出最高頻偏越大,計(jì)數(shù)
器記數(shù)間隔越大,VFC型A/D的最大測量范圍越大,其
分辨率越高。因此VFC型A/D不太適合于要求不失真
地反映輸入信號中高頻分量的保護(hù)裝置,因?yàn)檫@種情況下
不允許取大的計(jì)數(shù)間隔,因而分辨率難以滿足要求。但較
大的計(jì)數(shù)間隔雖可以提高轉(zhuǎn)換的分辨率,卻由于積分過程
帶來了附加延時(shí)。所以,目前有的保護(hù)裝置可以根據(jù)不同
的算法,用軟件自動改變計(jì)數(shù)間隔,以兼顧速度和精度。
對微機(jī)保護(hù)來說,選擇A/D轉(zhuǎn)換芯片時(shí)要考慮的兩
個(gè)主要指標(biāo)是:A/D轉(zhuǎn)換的分辨率和轉(zhuǎn)換速率。圖14—11電荷平衡式VFC波形圖
除以上兩個(gè)指標(biāo)外,A/D芯片還有許多其它指標(biāo),
如線性度、溫度漂移等。檢驗(yàn)線性度和零漂的方法,這里不作詳細(xì)說明。
光電耦合
VFC
1.2.2數(shù)據(jù)處理單元圖14—12VFC型A/D原理接線圖
如前所述,一般的單片機(jī)都有一定的內(nèi)部寄存器、存貯器和輸入、輸出U。但當(dāng)單片機(jī)用于
實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能時(shí),首先遇到的問題就是存儲器的擴(kuò)展。單片機(jī)內(nèi)部雖然設(shè)置了一定容量的存儲器,
但這種存儲器一般容量較小,遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了實(shí)際需要,因此需要從外部進(jìn)行擴(kuò)展,配置外部存儲
器,包括程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。為了滿足繼電保護(hù)定值設(shè)置的需求,還配置了電可擦除的可
編程只讀存儲器。程序常駐于只讀存儲器(EPROM)中。計(jì)算過程和故障數(shù)據(jù)記錄所需要的臨
時(shí)存儲是由隨機(jī)讀寫存儲器(RAM)實(shí)現(xiàn)。設(shè)定值或其它重要信息則放在電可擦可編程只讀存儲
器(E2PROM)中。它可在單一5V電源下反復(fù)讀寫,無需特殊讀寫電路,寫入成功后即使斷電
也不會丟失數(shù)據(jù)。處理器通過其數(shù)據(jù)線、地址線、控制線及譯碼器來與存儲器部件進(jìn)行通訊。根
據(jù)不同保護(hù)功能的要求,一般還要擴(kuò)展一些并行U等。1.2.3數(shù)字量輸入/輸出接口
(1)開關(guān)量輸入回路
對微機(jī)保護(hù)裝置的開關(guān)量輸入,即接點(diǎn)狀態(tài)(接通或斷開)的輸入可以分成以下兩大類。
I)安裝在裝置面板上的接點(diǎn)。這類接點(diǎn)包括在裝置調(diào)試時(shí)用的或運(yùn)行中定期檢查裝置用的鍵
盤接點(diǎn)以及切換裝置工作方式用的轉(zhuǎn)換開關(guān)等。
2)從裝置外部經(jīng)過端子排引入裝置的接點(diǎn)。例如需要由運(yùn)行人員不打開裝置外蓋而在運(yùn)行
中切換的各種壓板、轉(zhuǎn)換開關(guān)以及其他保護(hù)裝置和操作繼電器的接點(diǎn)等。
對于裝在裝女直瞞于琲圖14—13所示。只要在初始
化時(shí)規(guī)定圖中可編程嵋-當(dāng)心豳廨般出硼初射藏題楠通過軟件查詢,隨時(shí)知道圖14-
13中外部接點(diǎn)n的狀態(tài)。
對于從裝置外部引入的接點(diǎn),如果也按圖14—13接線將給微機(jī)引入干擾,故應(yīng)經(jīng)光電隔離,
如圖14—14所示。
(2)開關(guān)量輸出回路
開關(guān)量輸出主要包括保護(hù)的跳閘出口以及
本地和中央信號等。-一般都采用并行接口的輸
出口來控制有接點(diǎn)繼電器(干簧或密封小中間
繼電器)的方法,但為提高抗干擾能力,最好
也經(jīng)過一級光電隔離如圖14—15所示。
(3)打印機(jī)并行接口回路
微機(jī)通過并行接口芯片與打印機(jī)相聯(lián)接。
由于繼電保護(hù)對可靠性要求特別高,又由于它
的裝設(shè)環(huán)境電磁干擾比較嚴(yán)重,所有的輸入輸
出線均經(jīng)光電隔離。圖14—15裝置開關(guān)量輸出回路接線圖
(4)人機(jī)對話接口回路
人機(jī)對話接口回路主要包括以下兩部分內(nèi)容:1)由可編程鍵盤/顯示控制器實(shí)現(xiàn)對數(shù)碼顯
示管和鍵盤的控制或由專門控制電路實(shí)現(xiàn)對液晶顯示器和面板鍵盤的控制,為調(diào)試、整定與運(yùn)行
提供簡易的人機(jī)對話功能。2)由硬件時(shí)鐘芯片提供日歷與計(jì)時(shí),可實(shí)現(xiàn)從毫秒到月份的自動計(jì)
時(shí)。
1.2.4通訊接口
在微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,CPU與外部的基本通訊方式有兩種:
并行通訊一一數(shù)據(jù)各位同時(shí)傳送;
串行通信一一數(shù)據(jù)一位一位順序傳送。
前面涉及的數(shù)據(jù)傳由遹齪采用并行方式,如主機(jī)與存儲器,1用作黑傕IJ機(jī)之間的通訊。從圖14
一16可以看到,在并行通訊中,數(shù)據(jù)有多少位就需要多少條傳送線;而串行通訊只需要一對傳送
線,故串行通訊能節(jié)省傳送線,特別是當(dāng)數(shù)據(jù)位數(shù)很多和遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳送時(shí),這優(yōu)點(diǎn)更加突出,
串行通訊的主要缺點(diǎn)是傳送速度比并行通訊要慢。
1.3微機(jī)保護(hù)軟件構(gòu)成
微機(jī)保護(hù)軟件一般可分為三個(gè)部分,a)主程序。包括初始化,循環(huán)自檢等;b)中斷服務(wù)程
序。有采樣中斷、串行口中斷等.前者包括A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、起動判定等,后者為通訊、
數(shù)據(jù)傳送、監(jiān)控等;c)故障處理程序。在保護(hù)起動后才投入,用以進(jìn)行保護(hù)特性計(jì)算、判定故
障性質(zhì)等。
(1)主程序
主程序框圖見圖14-19
給裝置上電或按復(fù)歸按鈕后,進(jìn)入圖14—19上方的程序入口,在進(jìn)行必要的初始化,如堆
棧寄存器賦值,控制U的初始化,查詢面板上開關(guān)的位置,如在調(diào)試位置進(jìn)入監(jiān)控程序,否則進(jìn)
入運(yùn)行狀態(tài)。此時(shí),CPU開始運(yùn)行狀態(tài)所需的各種準(zhǔn)備工作。首先是往并行控制口寫數(shù),讓所有
繼電器處于正常位置,然后,詢問面板上定值切換開關(guān)的位置,按照定值套號從E2PROM中取
出定值,放在規(guī)定的定值RAM區(qū)。準(zhǔn)備好定值后,CPU將裝置各部分進(jìn)行全面自檢,在確證?
切良好后,才允許數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開始工作。全面自檢包括有:RAM區(qū)讀寫檢查,EPROM中程序
和E2PROM中定值求和檢查,開出量回路檢查等。通用自檢包括有:定值選擇拔輪的監(jiān)視和開入
量的監(jiān)視等。
(2)采樣中斷服務(wù)程序
采樣中斷服務(wù)程序示于圖14-20,這部分程序主要有以下幾個(gè)內(nèi)容:
1)采樣及存貯;2)對相電流突變量啟動元件;3)電壓、電流求和自檢
微機(jī)保護(hù)通常采用電流突變量起動元件。因?yàn)檠h(huán)寄存區(qū)有一定的存儲和記憶容量,可以方
便地取得電流的突變量,
△小=卜一正飛(14-1)
式中ik---電流在某一時(shí)刻k的采樣值;
N-----個(gè)工頻周期內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù),在Ts=1ms時(shí),N=20;
k-N---比設(shè)早20ms的采樣值;
AiK一一k時(shí)刻電流的突變量。
電壓求和自檢不通過
門檻7V--------------
k-2Nk-N
從圖14—21可以圖14—21突變量起動元件原理示意圖看出,當(dāng)系統(tǒng)在
正常運(yùn)行忖,負(fù)荷電流是穩(wěn)定的,或
者說負(fù)荷雖時(shí)時(shí)有變化但不會在一個(gè)工頻周期這樣短的時(shí)間內(nèi)突然變化很大,因此這時(shí)正和iK-
N應(yīng)當(dāng)接近相等。如果在某一時(shí)刻發(fā)生短路,故障相電流突然增大如圖14-21中虛線所示,則
在k點(diǎn)以后將有突變量電流。按式(14—1)計(jì)算得到的&K實(shí)質(zhì)是用疊加原理分析短路電流時(shí)的
事故分量電流,負(fù)荷分量在式(14-1)中被減去了。顯然從式(14—1)取得的突變量僅在短路
發(fā)生后的第一個(gè)周期內(nèi)存在。式(14一1)的突變量計(jì)算法存在的一個(gè)問題是電網(wǎng)頻率偏離50HZ
時(shí)會產(chǎn)生一定的不平衡電流,因?yàn)閗和次-N的采樣時(shí)刻差20ms,這決定于微機(jī)的定時(shí)器,它是
由石英晶體振蕩器控制的,卜分精確和穩(wěn)定。電網(wǎng)頻率變化后,次和IN對應(yīng)電流波形的電角度
將不再同相,而有一個(gè)差值△。特別是當(dāng)k落在電流過零附近時(shí),由于電流變化較快,不大的A8
引起的不平衡電流較大。在線路滿載時(shí)可能使起動元件誤動作。為了補(bǔ)償電網(wǎng)頻率變化引起的不
平衡電流,本裝置采用的方法是按式(14-2)取得突變量電流:
△/=I1K—>K-NI-I1K-N-1K-2NI(14-2)
起動元件入口
B相(同A相)
如果由于頻率偏離,造成證和iK-N之間有一個(gè)相角差則i"N和iK-2N之間的角差也應(yīng)
當(dāng)相同,因而式(14—2)右側(cè)兩項(xiàng)可以得到部分抵消。特別是當(dāng)k落在電流過零附近時(shí),這兩
項(xiàng)各自都可能較大,但由于△。很小時(shí).,sinAQ^AO,所以這兩項(xiàng)將幾乎完全抵消。應(yīng)當(dāng)指出,用
式(14-2)不僅可以補(bǔ)償頻率偏離產(chǎn)生的不平衡電流,還可以減弱由于系統(tǒng)靜穩(wěn)破壞而引起的
不平衡電流,使只有在振蕩周期很小時(shí)才會誤動作,這就保證了靜穩(wěn)破壞檢測元件能可靠地?fù)屜?/p>
動作。
該裝置起動元件的實(shí)際程序流程圖示于圖14—22。注意它是安排在中斷服務(wù)程序中的,因此
是每一毫秒執(zhí)行一次(若每周采樣20點(diǎn))。圖14-22中Aia(k)為按式(14—2)計(jì)算得到的當(dāng)
前一次采樣值(k)的A相電流突變量。kA則為RAM區(qū)某一字節(jié),用作計(jì)數(shù)標(biāo)志,它在初始化
和整組復(fù)歸時(shí)被清零。圖中只詳細(xì)畫出了A相部分,B相和C相的流程和A相一樣。三者構(gòu)成“或”
的關(guān)系。由圖可見,為了提高抗干擾能力。起動元件在任一相電流累計(jì)有三次超過門檻值的突變
量時(shí)才起動。顯然,這種相電流突變量起動元件也可以可靠地反映三相同時(shí)的對稱短路。
(3)故障處理程序
進(jìn)入故障處理程序后,先查電壓和電流求和自檢標(biāo)志,以確定采樣中斷服務(wù)程序中是求和自
檢出錯(cuò),還是相電流突變量起動元件而來,是出錯(cuò)則閉鎖保護(hù)并報(bào)警,是起動元件動作則進(jìn)行故
障判定以確定保護(hù)是否動作。故障處理程序簡圖如圖14-23所示。因不同保護(hù)原理故障處理程
序?qū)⒉幌嗤?,所以,這里未加詳述。故障處理完后,延時(shí)整組復(fù)歸回到主程序以準(zhǔn)備下一次故障
的到來。
對于來自外部的干擾信號,主要是采取防止干擾進(jìn)入保護(hù)裝置的措施,而對于裝置內(nèi)部產(chǎn)生
的干擾信號,主要是采取減少竭再齦的^赧障處理程序入口(簡圖)
近年來,在微機(jī)保護(hù)裝置的硬件設(shè)計(jì)方面,為提高裝置的可靠性,在芯片選擇、印刷電路板
制作、焊接組裝、總線形式、屏柜結(jié)構(gòu)等方面采取了許多提高可靠性的措施。就硬件抗干擾措施
來說,可主要?dú)w納為隔離、屏蔽和接地三項(xiàng)措施。
1.4.1微機(jī)保護(hù)屏采取的抗干擾措施
《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動裝置反事故措施要點(diǎn)》中,有關(guān)微機(jī)保護(hù)屏抗干擾措施主要
的有以下幾點(diǎn)要求:(D保護(hù)屏必須有接地端子,并用截面不小于4mm2的多股銅導(dǎo)線與接地網(wǎng)
直接連通,微機(jī)保護(hù)屏間應(yīng)用截面不小于100mm2的專用接地銅排首尾相連,然后在接地網(wǎng)的一
點(diǎn)經(jīng)銅排與控制室的接地網(wǎng)相連。(2)引到微機(jī)保護(hù)裝置的交流和直流電纜線,應(yīng)先經(jīng)過抗干擾
電容,然后再進(jìn)入保護(hù)屏內(nèi)??垢蓴_電容的一端直接與電纜引入端連接,另一端并接后與保護(hù)屏
接地端子可靠連接。(3)引入微機(jī)保護(hù)裝置的電流、電壓和信號角點(diǎn)線,應(yīng)采用屏蔽電纜,屏
蔽層在開關(guān)場與控制室同時(shí)接地。(4)經(jīng)控制室令相小母線(N600)連通的兒組電壓互感器二次回
路,只應(yīng)在控制室將N600?點(diǎn)接地,各電壓互感器二次側(cè)中性點(diǎn)在開關(guān)場的接地點(diǎn)應(yīng)斷開。為
保證可靠接地,電壓互感器的中性點(diǎn)不允許接有可能斷開的斷路器或接觸器。
1.4.1.1接地處理
在微機(jī)保護(hù)裝置中有多種地線。一般在微機(jī)保護(hù)裝置中有下列幾種地線:
(1)數(shù)字地。也稱邏輯地線。這是指微機(jī)系統(tǒng)工作電源的地線,在模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片中該引腳以DGND
表示。例如微機(jī)系統(tǒng)工作在5V電源下。5V電源的地即為數(shù)字地。
(2)模擬地。這是指微機(jī)保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中模擬信號的公共端。在實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換的芯片
上該引腳以AGNG表示。模擬地和數(shù)字地應(yīng)在一點(diǎn)以可能最短的連接可靠連接。(3)屏
蔽地。是將保護(hù)裝置外殼以及電流、電壓變換器的屏蔽層接地,以防止外部電磁場干擾以及輸入
回路串入的干擾。
(4)電源地。微機(jī)保護(hù)裝置中一般有多級直流電壓,分別供不同的電路。一般有5V電源,供微
機(jī)系統(tǒng)使用;±15V(或±12V)電源,供數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用;第一組24V電源,供微機(jī)保護(hù)裝置中
的開關(guān)量輸出驅(qū)動的各類繼電器使用;第二組24V電源,供外部開關(guān)量輸入使用。這些電源均采
用不共地的方式o數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的電源地應(yīng)和模擬地連在一起。
(5)機(jī)殼地。在微機(jī)保護(hù)裝置的機(jī)箱上設(shè)有一個(gè)接地端子。屏蔽地應(yīng)與這個(gè)端子連接,最近通過
這個(gè)端子與保護(hù)屏上的接地端連接,最終與變電站的接地網(wǎng)相連。
此外,信號地是指通過把裝置中的兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地點(diǎn)用低阻抗的導(dǎo)體連在一起,為內(nèi)部微機(jī)
電路提供一個(gè)電位基準(zhǔn)。功率地是將微機(jī)保護(hù)電源回路串入的以及低通濾波器回路耦合進(jìn)的各種
干擾信號濾除。微機(jī)保護(hù)裝置通常是由多個(gè)插件組成,各插件板應(yīng)遵循一點(diǎn)接地的原則。由于芯
片集成度的提高和功能的加強(qiáng),在每個(gè)插件上又可能包括多種功能模塊。例如,在一個(gè)保護(hù)功能
插件上包括了單片機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、開關(guān)量輸入系統(tǒng)和開關(guān)量輸出系統(tǒng)。各個(gè)系統(tǒng)采用的
電壓又不同。在電源線和地線的布置上可采用的方案有:采用多層板技術(shù),將電源、地線布置在
不同印制板層;當(dāng)同一印制電路板上有多個(gè)不同功能模塊時(shí),可將同?功能模塊的元件集中在一
起一點(diǎn)接地;電源線、地線走向應(yīng)與信號線走向一致,有助于增強(qiáng)抗噪聲的能力。
電源線和地線的寬度應(yīng)使它能通過三倍于印制板上的電流。地線寬度應(yīng)不小于3nun,地線寬
度的增加,可降低地線電阻,減小地線壓降產(chǎn)生的噪聲干擾。在可能的條件下,地線應(yīng)布置成環(huán)
狀或網(wǎng)狀。
為了有效地抑制共模干擾,裝置內(nèi)部的零電位應(yīng)全部懸浮,即不與機(jī)殼連接。并且盡量提高
零電位與機(jī)殼之間的絕緣強(qiáng)度和減少分布電容。為此,可將印制板周圍都用零線或5V線封閉起
來,以減少板上電路元件與機(jī)殼之間的耦合。
1.4.1.2屏蔽措施
隔離和屏蔽技術(shù)是防止外部電磁干擾進(jìn)入裝置內(nèi)部的有效措施。屏蔽是指用屏蔽體把通過空
間電場、磁場耦合的干擾部分隔離開,割斷其空間傳播的途徑,即阻隔來自空間電磁場的輻射干
擾。良好的屏蔽和接地緊密相連,可大大降低噪聲耦合,取得較好的抗干擾效果.根據(jù)干擾的耦
合通道性質(zhì),屏蔽可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁屏蔽。
在微機(jī)保護(hù)裝置中采用的屏蔽措施有:
(1)保護(hù)小間屏蔽。微機(jī)保護(hù)的出現(xiàn)使保護(hù)放置于開關(guān)場成為可能。為減少開關(guān)場的強(qiáng)電磁場對
微機(jī)保護(hù)裝置的干擾,可將微機(jī)保護(hù)裝置安裝在保護(hù)小間內(nèi)。這個(gè)保護(hù)小間構(gòu)成了一個(gè)屏蔽體。
有兩種方案,一種是全密封式,一種是網(wǎng)孔式,為加強(qiáng)屏蔽效果,可采用雙層屏蔽措施。
(2)保護(hù)柜屏蔽。將保護(hù)裝置安裝于密封的保護(hù)柜內(nèi),保護(hù)柜安裝于開關(guān)場。為保證保護(hù)裝置正
常工作,柜內(nèi)設(shè)有溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。此時(shí),保護(hù)柜起到了屏蔽作用。
(3)機(jī)箱屏蔽。連成一體的保護(hù)機(jī)箱可起到一定屏蔽作用。
(4)模擬變換器的原副邊設(shè)有屏蔽層。
(5)印制板內(nèi)的布線屏蔽。
1.4.1.3隔離措施
隔離實(shí)質(zhì)是一種切斷電磁干擾傳播途徑的抗干擾措施,在電路上把干擾源與受干擾的部分從電
氣上完全隔開。通常將保護(hù)裝置中與外界相連的導(dǎo)線、電源線等經(jīng)過隔離后再連入裝置,這種方
法能有效抑制共模干擾。
在微機(jī)保護(hù)裝置中,采用的隔離措施主要有:
(1)光電隔離。光電隔離主要是采用了光電耦合器件。采用光電隔離器件后,輸入、輸出電路
完全沒有電的聯(lián)系。因此,輸入電路與輸出電路可采用完全不同的工作電壓。在微機(jī)保護(hù)中采用
光電隔離的電路主要有:VFC式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的光電隔離,開關(guān)量輸入電路的光電隔離,開關(guān)量
輸出電路的光電隔離,驅(qū)動打印機(jī)電路的光電隔離等。
(2)變壓器隔離。
(3)繼電器隔離。繼電器的線圈與接點(diǎn)之間沒有電氣的聯(lián)系,因此繼電器線圈、接點(diǎn)之間是相互
隔離的。這也是微機(jī)保護(hù)裝置的最終跳閘出口仍然采用有觸點(diǎn)的繼電器的原因。在微機(jī)保護(hù)裝置
的硬件設(shè)計(jì)上,對驅(qū)動跳閘的開關(guān)量輸出非常重視,為保證其可靠性,通常加有告警繼電器或總
閉鎖繼電器的觸點(diǎn)控制,實(shí)際上就是繼電器隔離措施。
1.4.1.4濾波與退耦
抑制差模干擾的主要措施是采用濾波和退耦電路。在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,電壓、電流變換器的
二次信號通常要經(jīng)過模擬低通濾波器和運(yùn)算放大器后才進(jìn)入采樣/保持電路。模擬低通濾波器采
用一階或兩階RC低通濾波器。低通濾波器的設(shè)置除了要滿足采樣定理的要求外,它還兼有抗菌
素干擾的作用。另外,為防止直流系統(tǒng)引入的干擾,通常在直流電源的入口接有濾波元件。由于
微機(jī)保護(hù)裝置工作于高頻率的數(shù)字信號環(huán)境下,信號電平的轉(zhuǎn)換過程中會產(chǎn)生很大的尖峰沖擊電
流,并在傳輸線和電源內(nèi)阻上產(chǎn)生較大的壓降,形成嚴(yán)重的干擾。為抑制這種干擾,一種方法是
在布線上采取措施,盡量使雜散電容降到最小。另一種方法是設(shè)法降低電源內(nèi)阻。但常用的方法
是在每個(gè)集成電路芯片的電源線與地線之間接入去耦電容。去耦電容一方面提供和吸收該集成電
路開關(guān)瞬間的充放電能量,另一方面旁路掉該元件的高頻噪聲。對微機(jī)保護(hù)裝置,其值一般在
0.1?0.01范圍內(nèi)均可。止匕外,還應(yīng)在每個(gè)插件的供電電源入口接入兩個(gè)抗干擾電容。容量較大
的電容主要是抗低頻干擾,而容量小的電容主要是抗高頻干擾。
1.4.1.5硬件設(shè)計(jì)采用容錯(cuò)設(shè)計(jì)
目前,在微機(jī)保護(hù)中的容錯(cuò)設(shè)計(jì)主要是硬件結(jié)構(gòu)的冗余設(shè)計(jì)。主要有以下幾個(gè)方面。
(1)完全雙重化的保護(hù)配置方案。在220kV及以上的高壓、超高壓輸電線路上,配置兩套完全獨(dú)
立的微機(jī)保護(hù)裝置,要求主保護(hù)的原理不同,以相互補(bǔ)充。兩套保護(hù)的出口應(yīng)分別作用于高壓斷
路器的不同跳閘線圈。對500kV變壓器,大容量發(fā)電機(jī)一變壓器組也提出了主保護(hù)雙重化的配置
方案。
(2)在微機(jī)保護(hù)裝置內(nèi)部實(shí)現(xiàn)部分插件的雙重化或熱備用。在有些廠家的保護(hù)裝置中,輸電線路
的保護(hù)裝置配置了兩塊VFC插件(大多數(shù)為一塊VFC插件),有些配置了兩個(gè)逆變穩(wěn)壓電源。
(3)部分元件采用了三取二表決方案。在WXB-11系列微機(jī)保護(hù)裝置中,為防止突變量啟動元件
故障造成誤動,采用了三取二表決法。即當(dāng)高頻保護(hù)、距離保護(hù)、零序保護(hù)三種保護(hù)的啟動元件
中,至少有兩種保護(hù)的啟動元件動作,才將出口跳閘回路的負(fù)電源開放。
1.4.1.6出口跳閘回路的多重閉鎖措施
在保護(hù)裝置的跳閘出口回路設(shè)計(jì)的閉鎖措施有:
(1)采用雙線驅(qū)動命令編碼方式。
(2)出口電源受告警繼電器和啟動元件三選二閉鎖。
(3)5V驅(qū)動電路與24V驅(qū)動電路之間的光電隔離措施。
1.4.2自動檢測技術(shù)
1.4.2.1讀寫存儲器RAM自檢
可對裝置RAM區(qū)的每一個(gè)地址,可以循環(huán)地進(jìn)行自動檢測。通過對該RAM地址寫入全“0”即00H
和全“1”即FFH檢測其是否良好。應(yīng)當(dāng)注意對于某些存放重要標(biāo)志字的RAM地址的檢測不允許
被中斷,必須在最高優(yōu)先權(quán)級的中斷服務(wù)程序中進(jìn)行。
1.4.2.2只讀存儲器EPROM(EEPROM)自檢
為了檢測固化中的數(shù)碼(程序的指令)是否改變,一種最簡單的也是常用的方法是累加求和自檢。
即將EPROM中存放的全部數(shù)碼字節(jié)(或雙字節(jié))累加,舍去累加過程中溢出的部分,保留累加結(jié)
果的一個(gè)字節(jié)(或雙字節(jié))的和數(shù)同預(yù)先存放在EPROM中某地址的已知的和數(shù)進(jìn)行比較,以判斷
固化的內(nèi)容是否改變。
1.4.2.3芯片的檢測
是電擦除、電改寫的只讀存儲器芯片,用于存放微機(jī)保護(hù)的定值。對其檢查的方法與對EPROM
的求和尾數(shù)校驗(yàn)法相同。
1.4.2.4開關(guān)量輸入通道自檢
對開關(guān)量輸入通道的檢測主要是指對各光電耦合器件及傳送開關(guān)量的并行接口的檢測。首先在保
護(hù)整定好后的各開入量狀態(tài)(0或1)構(gòu)成一個(gè)“字節(jié)”或“字”,作為正確的開入量狀態(tài)字存
入RAM中。在自檢時(shí),掃描開入量各位,得到當(dāng)前的開入量狀態(tài)字,與RAM中的已存儲的正確狀
態(tài)校對,如果不一致,表示開入量受干擾或人員誤碰發(fā)生了改變,應(yīng)該報(bào)警。
1.4.2.5開關(guān)量輸出回路自檢
自檢的原理利用了繼電器K的吸和時(shí)間遠(yuǎn)大于電子電路的反應(yīng)時(shí)間這一特點(diǎn)。對開關(guān)量輸出回路
進(jìn)行自檢時(shí)可以用軟件通過并行接口傳送-一個(gè)繼電器動作命令,使光耦合器件G1的光敏三極管
導(dǎo)通,然后CPU通過并行接口2監(jiān)視光耦合器件G2是否導(dǎo)通,如果此開關(guān)量輸出通道正常,G2
應(yīng)很快導(dǎo)通,CPU檢測到G2導(dǎo)通后立即撤回從并行口1送出的驅(qū)動命令。由于這一過程極短,僅
幾個(gè)微妙,繼電器K不會吸合。如果此開關(guān)量輸出通道有元件損
1.4.2.6其他軟件抗干擾措施
1)設(shè)置上電標(biāo)志
微機(jī)保護(hù)裝置中的單片機(jī)均設(shè)有RESET弓|腳,即復(fù)位引腳。當(dāng)裝置上電時(shí),通過復(fù)位電路在
該引腳上產(chǎn)生規(guī)定的復(fù)位信號后,裝置進(jìn)入復(fù)位狀態(tài),軟件從中斷相量地址單元取指令,程序開
始運(yùn)行。進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)的方式除上面提到的上電復(fù)位還有軟件復(fù)位(執(zhí)行復(fù)位指令)和手動復(fù)位。
手動復(fù)位是指裝置已經(jīng)上
壞,則CPU經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間收不到G2導(dǎo)通的信號,也應(yīng)立即撤回驅(qū)動命令并發(fā)出警報(bào)。
電,操作人員按下裝置的復(fù)位按鍵進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)的情況。我們把上電復(fù)位稱為“冷啟動”,把手
動復(fù)位稱為“熱啟動”。冷啟動時(shí)需進(jìn)行全面初始化;而熱啟動則不需要全面初始化,只需部分
初始化。為區(qū)別兩種情況,可設(shè)置上電標(biāo)志。
2)指令冗余技術(shù)
在單字節(jié)指令和三字節(jié)指令的后面插入兩條空操作(N0P)指令。可保證其后的指令不被拆散。
由于干擾造成程序“出格”時(shí),可能使取指令的第一個(gè)數(shù)據(jù)變?yōu)椴僮鲾?shù),而不是指令代碼。由于
空操作指令的存在,避免了把操作數(shù)當(dāng)作指令執(zhí)行,從而可使程序正確運(yùn)行。對重要的指令重復(fù)
執(zhí)行。例如影響程序執(zhí)行順序的指令,如RET、RETI、LJMP等指令。
3)軟件陷阱技術(shù)
軟件陷阱就是用引導(dǎo)指令強(qiáng)行使“飛掉”的程序進(jìn)入復(fù)位地址,使程序能從開始執(zhí)行。例如
在EPROM的非程序區(qū)設(shè)置軟件陷阱。在EPROM的空白區(qū)為FFH,對于8031單片機(jī),這是一條數(shù)據(jù)
傳送指令:MOVR7,A。因此,若程序“飛掉”進(jìn)入非程序區(qū)將執(zhí)行這?指令,改變R7的內(nèi)容,
甚至造成“死機(jī)”。設(shè)置軟件陷阱可防止這種情況。對于MCS-96系列的單片機(jī),F(xiàn)FH是一條軟件
復(fù)位指令:RST。該指令剛好使程序從2080H的地址開始執(zhí)行
單片機(jī)一般可響應(yīng)多個(gè)中斷請求。但用戶往往只使用了少部分的中斷源。在未使用的中斷相量地
址單元設(shè)置軟件陷阱,使系統(tǒng)復(fù)位.一旦干擾使未設(shè)置的中斷得到響應(yīng),可執(zhí)行軟件復(fù)位或利用
單片機(jī)的軟件“看門狗”使系統(tǒng)復(fù)位。
4)軟件“看門狗”技術(shù)
在有些多單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有監(jiān)視定時(shí)器。監(jiān)視定時(shí)器的作用就是當(dāng)干擾造成程序“出格”
時(shí)使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。監(jiān)視定時(shí)器按一定頻率進(jìn)行計(jì)數(shù),當(dāng)其溢出時(shí)產(chǎn)生中斷,在中斷中可安
排軟件復(fù)位命令,使程序恢復(fù)正常運(yùn)行。在編制軟件時(shí),可在程序的主要部位安排對監(jiān)視定時(shí)器
的清零指令,且應(yīng)保證程序正常運(yùn)行時(shí)監(jiān)視定時(shí)器不會溢出。一旦程序“出格”,必然不會按正
常的順序執(zhí)行,當(dāng)然,也無法使監(jiān)視定時(shí)器清零。這樣,經(jīng)一短延時(shí),監(jiān)視定時(shí)器溢出,產(chǎn)生中
斷,使程序從開始執(zhí)行。
5)密碼和邏輯順序校驗(yàn)
對微機(jī)保護(hù)裝置來說,出口跳閘回路無疑是最重要的部分。因此在硬件和軟件的設(shè)計(jì)中
都十分重視其可靠性。除了在硬件上對跳閘出口電路設(shè)計(jì)了多重閉鎖措施外,在軟件上也設(shè)計(jì)了
增加其可靠性的許多措施。主要是:
跳閘出口命令采用編碼邏輯,而不是簡單的清零或置1。在故障處理的各個(gè)邏輯
1.5微機(jī)繼電保護(hù)裝置的管理制度
1.5.1運(yùn)行管理制度
1.5.1.1電氣檢修人員應(yīng)定期核對微機(jī)繼電保護(hù)裝置的各相交流電流、各相交流電壓、零序電流
(電壓)、差電流、外部開關(guān)量變位和時(shí)鐘,并做好記錄,核對周期不應(yīng)超過一個(gè)月。
1.5.1.2微機(jī)繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行中需要切換已固化好的成套定值時(shí),由檢修人員按規(guī)定的方法
改變定值,此時(shí)可不停用微機(jī)繼電保護(hù)裝置,但應(yīng)立即顯示(打?。┬露ㄖ?,并與主管調(diào)度核對
定值單。
L5.1.3微機(jī)繼電保護(hù)裝置動作后,運(yùn)行人員應(yīng)按要求作好記錄和復(fù)歸信號,將動作情況和測距
結(jié)果立即向調(diào)度和公司值班人員匯報(bào),并打印故障報(bào)告。未打印出故障報(bào)告之前,現(xiàn)場人員不得
自行檢查裝置。
1.5.1.4微機(jī)繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)異常時(shí),當(dāng)值運(yùn)行人員應(yīng)根據(jù)該裝置的現(xiàn)場運(yùn)行規(guī)程進(jìn)行處理,
并立即向主管調(diào)度匯報(bào),及時(shí)通知相關(guān)人員。
1.5.1.5在下列情況下應(yīng)停用整套微機(jī)繼電保護(hù)裝置:
a)微機(jī)繼電保護(hù)裝置使用的交流電壓、交流電流、開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出回路作業(yè);
b)裝置內(nèi)部作業(yè);
c)繼電保護(hù)人員輸入定值影響裝置運(yùn)行時(shí)。
1.5.1.6微機(jī)線路保護(hù)裝置如需停用直流電源,應(yīng)在兩側(cè)線路差動保護(hù)停用后,才允許停直流電
源。
1.5.1.7時(shí)鐘
a)微機(jī)繼電保護(hù)裝置和電廠綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)經(jīng)GPS對時(shí),如果條件允許同一發(fā)電廠的微機(jī)繼
電保護(hù)裝置和電廠綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)采用同一時(shí)鐘源。
c)運(yùn)行中的微機(jī)繼電保護(hù)裝置和綜合自動化系統(tǒng)電源恢復(fù)后,若不能保證時(shí)鐘準(zhǔn)確,運(yùn)行人員
應(yīng)聯(lián)系檢修人員。
151.8微機(jī)繼電保護(hù)裝置插件出現(xiàn)異常時(shí),繼電保護(hù)人員應(yīng)用備用插件更換異常插件,更換備用
插件后應(yīng)對整套保護(hù)裝置進(jìn)行必要的檢驗(yàn)。
151.9對于微機(jī)繼電保護(hù)裝置投入運(yùn)行后發(fā)生的第一次區(qū)內(nèi)、外故障,繼電保護(hù)人員應(yīng)通過分析
微機(jī)繼電保護(hù)裝置的實(shí)際測量值來確認(rèn)交流電壓、交流電流回路和相關(guān)動作邏輯是否正常。既要
分析相位,也要分析幅值。
151.10繼電保護(hù)復(fù)用通信通道。
工作人員在通道設(shè)備上工作影響繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行,作業(yè)前工作人員應(yīng)填寫工作票,
經(jīng)調(diào)度和相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)后,工作人員方可進(jìn)行工作。
電氣檢修班應(yīng)定期對與微機(jī)繼電保護(hù)裝置正常運(yùn)行密切相關(guān)的光電轉(zhuǎn)換接口、接插部件、
PCM(或2M)板、光端機(jī)、通信電源的通信設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢查,可結(jié)合微機(jī)繼電保護(hù)裝
置的定期檢驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行,確保微機(jī)繼電保護(hù)裝置通信通道正常。光纖通道要有監(jiān)視運(yùn)行通道的手
段,并能判定出現(xiàn)的異常是由保護(hù)還是由通信設(shè)備引起。
1.5.2技術(shù)管理
1.5.2.1微機(jī)繼電保護(hù)裝置投運(yùn)時(shí),應(yīng)具備如下的技術(shù)文件:
a)竣工原理圖、安裝圖、設(shè)計(jì)說明、電纜清冊等設(shè)計(jì)資料;
b)制造廠商提供的裝置說明書、保護(hù)柜(屏)電原理圖、裝置電原理圖、故障檢測手冊、合格
證明和出廠試驗(yàn)報(bào)告等技術(shù)文件;
c)新安裝檢驗(yàn)報(bào)告和驗(yàn)收報(bào)告;
d)微機(jī)繼電保護(hù)裝置定值通知單;
e)制造廠商提供的軟件邏輯框圖和有效軟件版本說明;
f)微機(jī)繼電保護(hù)裝置的專用檢驗(yàn)規(guī)程或制造廠商保護(hù)裝置調(diào)試大綱。
1.522運(yùn)行資料(如微機(jī)繼電保護(hù)裝置的缺陷記錄、裝置動作及異常時(shí)的打印報(bào)告、檢驗(yàn)報(bào)告、
軟件版本和6.2所列的技術(shù)文件等)應(yīng)由專人管理,并保持齊全、準(zhǔn)確。
152.3運(yùn)行中的裝置作改進(jìn)時(shí),應(yīng)有書面改進(jìn)方案,按管轄范圍經(jīng)繼電保護(hù)主管部門批準(zhǔn)后方允
許進(jìn)行。改進(jìn)后應(yīng)做相應(yīng)的試驗(yàn),及時(shí)修改圖樣資料并做好記錄。
1.5.2.4各微機(jī)繼電保護(hù)裝置應(yīng)統(tǒng)一規(guī)定檢驗(yàn)報(bào)告的格式。
1.525公司應(yīng)對我廠的各類(型)微機(jī)繼電保護(hù)裝置的動作情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,并對裝置本身進(jìn)
行評價(jià)。對不正確的動作應(yīng)分析原因,提出改進(jìn)對策,并及時(shí)報(bào)主管部門。
1.5.2.6微機(jī)繼電保護(hù)裝置的軟件管理。
1對各種保護(hù)軟件版本的統(tǒng)一管理,建立微機(jī)繼電保護(hù)裝置檔案,記錄各裝置的軟件版本、校
驗(yàn)碼和程序形成時(shí)間。
2運(yùn)行或即將投入運(yùn)行的微機(jī)繼電保護(hù)裝置的內(nèi)部邏輯不得隨意更改。確有必要對保護(hù)裝置
軟件升級時(shí),應(yīng)由微機(jī)繼電保護(hù)裝置廠家向相應(yīng)市電力公司繼電保護(hù)科提供保護(hù)軟件升級說明,
經(jīng)相應(yīng)繼電保護(hù)運(yùn)行管理部門同意后方可更改。改動后應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的現(xiàn)場檢驗(yàn)
3.凡涉及微機(jī)繼電保護(hù)功能的軟件升級,應(yīng)通過市局繼電保護(hù)科認(rèn)可的動模和靜模試驗(yàn)后方
可投入運(yùn)行。
4.投入運(yùn)行的微機(jī)繼電保護(hù)裝置應(yīng)設(shè)有專責(zé)維護(hù)人員,建立完善的崗位責(zé)任制。
5備用插件的管理。
運(yùn)行維護(hù)單位應(yīng)儲備必要的備用插件,備用插件宜與微機(jī)繼電保護(hù)裝置同時(shí)采購。備用插件
應(yīng)視同運(yùn)行設(shè)備,保證其可用性。儲存有集成電路芯片的備用插件,應(yīng)有防止靜電措
每年12月底,我公司應(yīng)向上級單位報(bào)備用插件的清單,并向有關(guān)部門提出下一年備用插件
需求計(jì)劃。
1.527檢驗(yàn)管理
1微機(jī)繼電保護(hù)裝置檢驗(yàn)時(shí),應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行DL/T995及有關(guān)微機(jī)繼電保護(hù)裝置檢驗(yàn)規(guī)程、反
事故措施和現(xiàn)場工作保安規(guī)定。
2對微機(jī)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行計(jì)劃性檢驗(yàn)前,應(yīng)編制繼電保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)書,檢驗(yàn)期間認(rèn)真
執(zhí)行繼電保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)書,不應(yīng)為趕工期減少檢驗(yàn)項(xiàng)目和簡化安全措施。
3進(jìn)行微機(jī)繼電保護(hù)裝置的檢驗(yàn)時(shí),應(yīng)充分利用其自檢功能,主要檢驗(yàn)自檢功能無法檢測
的項(xiàng)目。
4新安裝、全部和部分檢驗(yàn)的重點(diǎn)應(yīng)放在微機(jī)繼電保護(hù)裝置的外部接線和二次回路。
5微機(jī)繼電保護(hù)裝置檢驗(yàn)工作宜與被保護(hù)的?次設(shè)備檢修同時(shí)進(jìn)行。
6對運(yùn)行中的微機(jī)繼電保護(hù)裝置外部回路接線或內(nèi)部邏輯進(jìn)行改動工作后,應(yīng)做相應(yīng)的試
驗(yàn),確認(rèn)接線及邏輯回路正確后,才能投入運(yùn)行。
7根據(jù)系統(tǒng)各母線處最大、最小阻抗,核對微機(jī)繼電保護(hù)裝置的線性度能否滿足系統(tǒng)的要
求。
8逆變電源的檢查按照DL/T995的規(guī)定執(zhí)行。
9微機(jī)繼電保護(hù)裝置檢驗(yàn)應(yīng)做好記錄,檢驗(yàn)完畢后應(yīng)向運(yùn)行人員交待有關(guān)事項(xiàng),及時(shí)。
10檢驗(yàn)所用儀器、儀表應(yīng)由檢驗(yàn)人員專人管理,特別應(yīng)注意防潮、防振。儀器、儀表應(yīng)保
證誤差在規(guī)定范圍內(nèi)。使用前應(yīng)熟悉其性能和操作方法,使用高級精密儀器一般應(yīng)有人監(jiān)護(hù)。
152.8定值管理
技術(shù)部門應(yīng)根據(jù)DL/T584的規(guī)定制定本電網(wǎng)使用的3kV-110kV微機(jī)繼電保護(hù)裝置整定計(jì)
算原則。
對定值通知單規(guī)定如下:
現(xiàn)場微機(jī)繼電保護(hù)裝置定值的變更,應(yīng)按定值通知單的要求執(zhí)行,并依照規(guī)定日期完成。如
根據(jù)一次系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化,需要變更運(yùn)行中保護(hù)裝置的整定值時(shí),應(yīng)在定值通知單上說明。
1.對定值通知單的控制字宜給出具體數(shù)值。為了便于運(yùn)行管理,每種微機(jī)繼電保護(hù)裝置中
每個(gè)控制字的選擇應(yīng)盡量統(tǒng)一,不宜太多。
2.定值通知單應(yīng)有計(jì)算人、審核人簽字并加蓋“繼電保護(hù)專用章”方能有效。定值通知單應(yīng)
按年度編號,注明簽發(fā)日期、限定執(zhí)行日期和作廢的定值通知單號等,在無效的定值通知單上加蓋
“作廢”章。
3.定值通知單宜一式四份,其中下發(fā)定值通知單的繼電保護(hù)部門自存1份、調(diào)度1份、運(yùn)
行單位2份(現(xiàn)場及繼電保護(hù)專業(yè)各1份)。新安裝保護(hù)裝置投入運(yùn)行后,施工單位應(yīng)將定值通
知單移交給運(yùn)行單位。運(yùn)行單位接到定值通知單后,應(yīng)在限定日期內(nèi)執(zhí)行完畢,并在繼電保護(hù)記
事簿上寫出書面交待,將“定值單回執(zhí)”寄回發(fā)定值通知單單位。
4.定值變更后,由現(xiàn)場運(yùn)行人員與上級調(diào)度人員按調(diào)度運(yùn)行規(guī)程的相關(guān)規(guī)定核對無誤后方
可投入運(yùn)行。調(diào)度人員和現(xiàn)場運(yùn)行人員應(yīng)在各自的定值通知單上簽字和注明執(zhí)行時(shí)間。
5.UOkv系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)裝置整定計(jì)算所需的電力主設(shè)備及線路的參數(shù),應(yīng)使用實(shí)測參數(shù)
值。
1.5.3微機(jī)繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行一般規(guī)定和原則
1.5.3.1電氣運(yùn)行人員要熟悉和掌握:
1)繼電保護(hù)的動作原理及配置情況。
2)繼電保護(hù)保險(xiǎn)、壓板、控制開關(guān)等作用及操作方法。
3)根據(jù)繼電保護(hù)動作情況能正確判斷異常原因。
4)根據(jù)繼電保護(hù)進(jìn)行異常情況的分析和處理。
5.集控室應(yīng)配備以下資料,并有專人管理:
1)繼電保護(hù)及自動裝置運(yùn)行規(guī)程。
2)繼電保護(hù)整定值管理制度及整定值變更記錄。
3)繼電保護(hù)圖紙。
4)繼電保護(hù)工作記錄簿、繼電保護(hù)動作記錄簿。
1.5.3.2電氣主值對繼電保護(hù)裝置的一般職責(zé):
1)批準(zhǔn)和監(jiān)督所管轄設(shè)備范圍內(nèi)的保護(hù)裝置正確使用和運(yùn)行,并將有關(guān)情況詳細(xì)記錄。
2)根據(jù)繼電保護(hù)整定值監(jiān)視設(shè)備不超過最大允許負(fù)荷電流。
3)切實(shí)掌握保護(hù)裝置整定值,并督促繼保人員執(zhí)行。
4)掌握運(yùn)行的保護(hù)裝置所存在缺陷及不正常情況。作好預(yù)防措施,并督促消除缺陷。
5)當(dāng)改變運(yùn)行方式時(shí):應(yīng)考慮保護(hù)裝置的變更,遇到特殊運(yùn)行方式應(yīng)取得繼電保護(hù)專業(yè)人員同
意。
6)進(jìn)行電氣操作時(shí)應(yīng)包括繼電保護(hù)及自動裝置的有關(guān)操作。
1.5.3.3通常情況下,電氣設(shè)備不允許無保護(hù)運(yùn)行,保護(hù)裝置故障情況下,可申請將故障部分退
出運(yùn)行(情況嚴(yán)重者,可先退出后申請),并通知繼電保護(hù)人員處理。
1.5.3.4繼電保護(hù)和自動裝置的投退必須經(jīng)有關(guān)部門批準(zhǔn),主系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置(11OKV母線和線
路保護(hù)及主變零序保護(hù))須經(jīng)市調(diào)批準(zhǔn);發(fā)-變組、廠用系統(tǒng)的繼電保護(hù)及自動裝置應(yīng)經(jīng)總工程師
和當(dāng)值值長批準(zhǔn)。
1.5.3.5繼電保護(hù)投入運(yùn)行前,值班人員應(yīng)檢查下列各項(xiàng):
1)應(yīng)有繼電保護(hù)人員“可以投入運(yùn)行”的書面通知。
2)各繼電器元件,壓板及試驗(yàn)部件應(yīng)在正常位置,整定值應(yīng)與整定通知單或調(diào)度命令相符。
3)應(yīng)用萬用表電壓檔測量跳閘回路中的電壓正確后,再投入壓板。
1.5.3.6值班人員一般只進(jìn)行投入、切除裝置功能壓板和控制電源的操作。在處理事故或異常情
況時(shí),如果明確判斷為繼電保護(hù)或自動裝置的異常引起誤動時(shí),可退出跳閘壓板解除該裝置。并
盡快與有關(guān)人員取得聯(lián)系和做好記錄。退出裝置時(shí)應(yīng)先切除跳閘出U壓板,然后切除裝置電源。
繼電保護(hù)和自動裝置的定值(市調(diào)定值和我廠定值)記錄應(yīng)與實(shí)際相符。主要保護(hù)按規(guī)定定
期進(jìn)行核對與試驗(yàn)。集控室內(nèi)應(yīng)保存一套完整、正確的繼電保護(hù)原理圖,并有完整的定值記錄單。
繼電保護(hù)裝置和自動裝置的定值變更,應(yīng)根據(jù)有關(guān)部門的通知書或電話命令進(jìn)行調(diào)整和更改
(110KV母線和線路保護(hù)及主變、高廠變零序保護(hù)屬市調(diào)管,其余屬本廠管),其調(diào)整和更改均由
繼電保護(hù)人員執(zhí)行。運(yùn)行人員應(yīng)會同變更保護(hù)定值的工作負(fù)責(zé)人一起核對無誤后方能投入保護(hù),
屬后調(diào)下達(dá)的定值,由值班人員與市調(diào)值班調(diào)度員核對無誤后,方能投入保護(hù),并將保護(hù)定值變
更情況詳細(xì)記入繼電保護(hù)記錄簿內(nèi)。
1.5.3.7運(yùn)行中改變定值應(yīng)按下列順序進(jìn)行:
1)核對調(diào)度命令或整定通知單上的原定值與實(shí)際定值是否相符。
2)斷開壓板,應(yīng)在監(jiān)護(hù)下進(jìn)行調(diào)整并復(fù)查。
3)定值改變后記入定值記錄簿。
4)測量壓板兩端電壓正確。
1.5.3.8對于故障時(shí)反應(yīng)數(shù)值上升的保護(hù)若定值是由小改大,可在運(yùn)行方式改變前進(jìn)行調(diào)整,若
定值由大改小,則應(yīng)在運(yùn)行方式改變后方可進(jìn)行調(diào)整。
對于在故障時(shí)反應(yīng)數(shù)值下降的保護(hù)(如低電壓、距離保護(hù)等),則與上述相反。
1.5.3.9改變繼電保護(hù)和自動裝置的接線回路,必須根據(jù)有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)的圖紙進(jìn)行。工作結(jié)束后
繼保人員必須將設(shè)備異動報(bào)告及改動原因、內(nèi)容,詳細(xì)記錄在“設(shè)備異動”簿內(nèi)。
電壓互感器二次回路拆裝后,必須進(jìn)行同期核相無誤后,方能將保護(hù)、自動裝置投入運(yùn)行。
電流互感器二次回路拆裝后,必須核對電流回路的相位正確,方能將帶有方向性的的保護(hù)、
自動裝置投入運(yùn)行。
在運(yùn)行設(shè)備的互感器二次回路上工作或調(diào)整定值時(shí),必須充分考慮防止電流互感器二次回路
開路和電壓互感器二次回路短路、接地而引起斷流、失壓導(dǎo)致保護(hù)誤動作的安全措施。
斷開電壓互感器電源時(shí),應(yīng)先解除該電壓互感器所接的保護(hù)(如如距離保護(hù)、低電壓保護(hù)、
低電壓閉鎖(或復(fù)合電壓過流保護(hù)),逆功率、失磁、距離、定子接地、AVR裝置等,當(dāng)PT故障停
用或在其電壓回路上工作(包括處理PT保險(xiǎn)熔斷)時(shí),必須退出該保護(hù)裝置。等)及有關(guān)自動裝
置,或采取相應(yīng)的措施,然后斷開電壓互感器的電源。
1.5.3.10當(dāng)繼電器保護(hù)裝置動作后,值班人員必須及時(shí)作好記錄,嚴(yán)禁事后憑記憶記錄。若保護(hù)
發(fā)生誤動作,應(yīng)盡可能保持原有狀態(tài),并通知有關(guān)人員進(jìn)行處理。對于重要保護(hù)信號,應(yīng)經(jīng)值長
確認(rèn)后方可復(fù)歸。
1.5.3.11主變、高廠變需要在運(yùn)行中加油、濾油等,應(yīng)將重瓦斯改投信號,經(jīng)24小時(shí)運(yùn)行鑒定
無氣體時(shí),再恢復(fù)其跳閘位置。
1.5.3.12繼電保護(hù)屏前后,必須有正確的設(shè)備名稱,繼電器、壓板均應(yīng)有正確的標(biāo)志,投停前均
應(yīng)該核對設(shè)備正確無誤。
1.5.3.13保護(hù)裝置或二次回路的檢查、試驗(yàn)應(yīng)配合一次設(shè)備停電進(jìn)行,但天氣較好時(shí),且保證有
一套主保護(hù)不退出運(yùn)行的情況下,允許其它保護(hù)裝置短時(shí)停用。
1.5.3.14為防止運(yùn)行設(shè)備的保護(hù)誤動作,不允許在運(yùn)行的繼電保護(hù)柜上或附近進(jìn)行打眼等振動較
大的工作,必要時(shí)采取措施或停用部分保護(hù)。
1.5.3.15保護(hù)動作使開關(guān)跳閘后,若需強(qiáng)送應(yīng)先復(fù)歸信號。
1.5.3.16設(shè)備檢修時(shí),值班人員應(yīng)負(fù)責(zé)審查工作票上繼電保護(hù)的安全措施是否恰當(dāng)、完善。
1.5.3.17繼電保護(hù)裝置檢驗(yàn)后,值班人員應(yīng)認(rèn)真查看設(shè)備變動和試驗(yàn)記錄。
1.5.3.18值班人員應(yīng)定期清掃繼電保護(hù)盤面。清掃時(shí)應(yīng)設(shè)法防止震動,以免引起誤動。并禁止用
水和濕布洗刷繼電保護(hù)盤上的設(shè)備。
運(yùn)行人員在清掃保護(hù)室地面時(shí),注意不要碰撞保護(hù)柜、繼電器,運(yùn)行人員不得清掃繼電器、
保護(hù)柜的接線端子排。
1.5.3.19值班人員每班至少對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行一次巡視檢查,檢查微機(jī)型繼電保護(hù)及自動裝置
各信號指示正確,壓板位置正確,無其它異常現(xiàn)象。
1.5.3.20值班人員應(yīng)定期檢查事故音響等信號裝置動作情況,直流對地絕緣,直流電壓是否正常
等。
1.5.3.21在巡視時(shí)需要檢查開關(guān)和保護(hù)用端子箱是否關(guān)閉嚴(yán)密,不漏雨,電纜是否有明顯損傷。
運(yùn)行中的設(shè)備因需要停用兩種以上保護(hù)之一進(jìn)行維修檢查時(shí),在不影響其它保護(hù)或裝置情況
下,可停用其中之一,但不得停用該設(shè)備的主保護(hù);只有單一保護(hù)者,不得停用。
1.5.3.22保護(hù)或裝置在調(diào)試維修后,在終結(jié)工作票前運(yùn)行人員應(yīng)要求檢修人員交代以下情況,并
做好詳細(xì)記錄:
1)、工作內(nèi)容和試驗(yàn)性質(zhì)與實(shí)際是否相符;
2)、整定值與接線變更情況;
3)、發(fā)現(xiàn)的問題及處理的情況;
4)、調(diào)節(jié)試驗(yàn)及帶負(fù)荷檢查情況;
5)、對保護(hù)或裝置的使用要求及意見;
6)、保護(hù)或裝置是否能投運(yùn)的結(jié)論以及投入的注意事項(xiàng)。
7)、在保護(hù)或裝置調(diào)試維修后,運(yùn)行人員應(yīng)做好如下檢查驗(yàn)收:
(1)、檢查工作現(xiàn)場是否整潔,是否存留物件等;
(2)、檢查工作中連續(xù)的臨時(shí)引線是否已全部拆除;
(3)、檢查拆動的連續(xù)線是否已恢復(fù)正常;
(4)、檢查標(biāo)志是否齊全,是否清晰;
(5)、切換過的壓板是否已恢復(fù);
(6)、與運(yùn)行人員交代的情況是否完整、清楚并做好記錄;
(7)、在投入運(yùn)行時(shí)有可能不清楚的方面,應(yīng)詢問清楚做好記錄。
1.5.3.23新安裝和改造后的保護(hù)投入運(yùn)行前需具備下列條件:
5.2.17.1集控室需要有繼電保護(hù)原理圖或展開圖,整定值和有關(guān)注意事項(xiàng)。
5.2.17.2值班人員必須了解其動作原理及操作方法等。
1.5.3.24值班人員應(yīng)監(jiān)視直流電壓的波動,正常時(shí),應(yīng)保持在225V-235V之間。
1.5.3.25集控室應(yīng)具有繼電保護(hù)整定的最大允許負(fù)荷表,值班人員應(yīng)監(jiān)視負(fù)荷不得超過允許值,
在異常運(yùn)行方式時(shí),更要認(rèn)真監(jiān)視,以免造成過負(fù)荷跳閘。
1.5.3.26發(fā)生直流接地后,值班人員應(yīng)盡快找出接地支路,及時(shí)通知有關(guān)人員進(jìn)行處理。在直流
回路上與消除直流接地?zé)o關(guān)的工作應(yīng)停止。
1.5.3..27保護(hù)投、停的操作步驟和方法:
1.投入前必須對其回路進(jìn)行詳細(xì)檢查
(1)該回路已無工作,工作票已結(jié)束,并交待可以投運(yùn)、更改項(xiàng)目、存在的問題及對保護(hù)的影
響。
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