變配電站繼電保護及綜合自動(dòng)化基本知識論文

　　摘要：本文主要闡述電力系統電壓等級與變電站種類(lèi),變電站一次回路接線(xiàn)方案,變配電站二次回路,變配電站繼電保護……

　　關(guān)鍵詞：變配電站 繼電保護 綜合自動(dòng)化

　　1.電力系統電壓等級與變電站種類(lèi)

　　電力系統電壓等級有220/380V（0.4 kV），3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。隨著(zhù)電機制造工藝的提高，10 kV電動(dòng)機已批量生產(chǎn)，所以3 kV、6 kV已較少使用，20 kV、66 kV也很少使用。供電系統以10 kV、35 kV為主。輸配電系統以110 kV以上為主。發(fā)電廠(chǎng)發(fā)電機有6 kV與10 kV兩種，現在以10 kV為主，用戶(hù)均為220/380V（0.4 kV）低壓系統。

　　根據《城市電力網(wǎng)規定設計規則》規定：輸電網(wǎng)為500 kV、330 kV、220 kV、110kV，高壓配電網(wǎng)為110kV、66kV，中壓配電網(wǎng)為20kV、10kV、6 kV，低壓配電網(wǎng)為0.4 kV（220V/380V）。

　　發(fā)電廠(chǎng)發(fā)出6 kV或10 kV電，除發(fā)電廠(chǎng)自己用（廠(chǎng)用電）之外，也可以用10 kV電壓送給發(fā)電廠(chǎng)附近用戶(hù)，10 kV供電范圍為10Km、35 kV為20~50Km、66 kV為30~100Km、110 kV為50~150Km、220 kV為100~300Km、330 kV為200~600Km、500 kV為150~850Km。

　　2.變配電站種類(lèi)

　　電力系統各種電壓等級均通過(guò)電力變壓器來(lái)轉換，電壓升高為升壓變壓器（變電站為升壓站），電壓降低為降壓變壓器（變電站為降壓站）。一種電壓變?yōu)榱硪环N電壓的選用兩個(gè)線(xiàn)圈（繞組）的雙圈變壓器，一種電壓變?yōu)閮煞N電壓的選用三個(gè)線(xiàn)圈（繞組）的三圈變壓器。

　　變電站除升壓與降壓之分外，還以規模大小分為樞紐站，區域站與終端站。樞紐站電壓等級一般為三個(gè)（三圈變壓器），550kV /220kV /110kV。區域站一般也有三個(gè)電壓等級（三圈變壓器），220 kV /110kV /35kV或110kV /35kV /10kV。終端站一般直接接到用戶(hù)，大多數為兩個(gè)電壓等級（兩圈變壓器）110kV /10 kV或35 kV /10 kV。用戶(hù)本身的變電站一般只有兩個(gè)電壓等級（雙圈變壓器）110 kV /10kV、35kV /0.4kV、10kV /0.4kV，其中以10kV /0.4kV為最多。

　　3.變電站一次回路接線(xiàn)方案

　　1）一次接線(xiàn)種類(lèi)

　　變電站一次回路接線(xiàn)是指輸電線(xiàn)路進(jìn)入變電站之后，所有電力設備（變壓器及進(jìn)出線(xiàn)開(kāi)關(guān)等）的相互連接方式。其接線(xiàn)方案有：線(xiàn)路變壓器組，橋形接線(xiàn)，單母線(xiàn)，單母線(xiàn)分段，雙母線(xiàn)，雙母線(xiàn)分段，環(huán)網(wǎng)供電等。

　　2）線(xiàn)路變壓器組

　　變電站只有一路進(jìn)線(xiàn)與一臺變壓器，而且再無(wú)發(fā)展的情況下采用線(xiàn)路變壓器組接線(xiàn)。

　　3）橋形接線(xiàn)

　　有兩路進(jìn)線(xiàn)、兩臺變壓器，而且再沒(méi)有發(fā)展的情況下，采用橋形接線(xiàn)。針對變壓器，聯(lián)絡(luò )斷路器在兩個(gè)進(jìn)線(xiàn)斷路器之內為內橋接線(xiàn)，聯(lián)絡(luò )斷路器在兩個(gè)進(jìn)線(xiàn)斷路器之外為外橋接線(xiàn)。

　　4）單母線(xiàn)

　　變電站進(jìn)出線(xiàn)較多時(shí)，采用單母線(xiàn)，有兩路進(jìn)線(xiàn)時(shí)，一般一路供電、一路備用（不同時(shí)供電），二者可設備用電源互自投，多路出線(xiàn)均由一段母線(xiàn)引出。

　　5）單母線(xiàn)分段

　　有兩路以上進(jìn)線(xiàn)，多路出線(xiàn)時(shí)，選用單母線(xiàn)分段，兩路進(jìn)線(xiàn)分別接到兩段母線(xiàn)上，兩段母線(xiàn)用母聯(lián)開(kāi)關(guān)連接起來(lái)。出線(xiàn)分別接到兩段母線(xiàn)上。

　　單母線(xiàn)分段運行方式比較多。一般為一路主供，一路備用（不合閘），母聯(lián)合上，當主供斷電時(shí)，備用合上，主供、備用與母聯(lián)互鎖。備用電源容量較小時(shí)，備用電源合上后，要斷開(kāi)一些出線(xiàn)。這是比較常用的一種運行方式。

　　對于特別重要的負荷，兩路進(jìn)線(xiàn)均為主供，母聯(lián)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，當一路進(jìn)線(xiàn)斷電時(shí)，母聯(lián)合上，來(lái)電后斷開(kāi)母聯(lián)再合上進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)。

　　單母線(xiàn)分段也有利于變電站內部檢修，檢修時(shí)可以停掉一段母線(xiàn)，如果是單母線(xiàn)不分段，檢修時(shí)就要全站停電，利用旁路母線(xiàn)可以不停電，旁路母線(xiàn)只用于電力系統變電站。

　　6）雙母線(xiàn)

　　雙母線(xiàn)主要用于發(fā)電廠(chǎng)及大型變電站，每路線(xiàn)路都由一個(gè)斷路器經(jīng)過(guò)兩個(gè)隔離開(kāi)關(guān)分別接到兩條母線(xiàn)上，這樣在母線(xiàn)檢修時(shí)，就可以利用隔離開(kāi)關(guān)將線(xiàn)路倒在一條件母線(xiàn)上。雙母線(xiàn)也有分段與不分段兩種，雙母線(xiàn)分段再加旁路斷路器，接線(xiàn)方式復雜，但檢修就非常方便了，停電范圍可減少。

　　4.變配電站二次回路

　　1）二次回路種類(lèi)

　　變配電站二次回路包括：測量、保護、控制與信號回路部分。測量回路包括：計量測量與保護測量�？刂苹芈钒�括：就地手動(dòng)合分閘、防跳聯(lián)鎖、試驗、互投聯(lián)鎖、保護跳閘以及合分閘執行部分。信號回路包括開(kāi)關(guān)運行狀態(tài)信號、事故跳閘信號與事故預告信號。

　　2）測量回路

　　測量回路分為電流回路與電壓回路。電流回路各種設備串聯(lián)于電流互感器二次側（5A），電流互感器是將原邊負荷電流統一變?yōu)?A測量電流。計量與保護分別用各自的互感器（計量用互感器精度要求高），計量測量串接于電流表以及電度表，功率表與功率因數表電流端子。保護測量串接于保護繼電器的電流端子。微機保護一般將計量及保護集中于一體，分別有計量電流端子與保護電流端子。

　　電壓測量回路，220/380V低壓系統直接接220V或380V，3KV以上高壓系統全部經(jīng)過(guò)電壓互感器將各種等級的高電壓變?yōu)榻y一的100V電壓，電壓表以及電度表、功率表與功率因數表的電壓線(xiàn)圈經(jīng)其端子并接在100V電壓母線(xiàn)上。微機保護單元計量電壓與保護電壓統一為一種電壓端子。

　　3）控制回路

　�。�1）合分閘回路

　　合分閘通過(guò)合分閘轉換開(kāi)關(guān)進(jìn)行操作，常規保護為提示操作人員及事故跳閘報警需要，轉換開(kāi)關(guān)選用預合-合閘-合后及預分-分閘-分后的多檔轉換開(kāi)關(guān)。以使利用不對應接線(xiàn)進(jìn)行合分閘提示與事故跳閘報警，國家已有標準圖設計。采用微機保護以后，要進(jìn)行遠分合閘操作后，還要到就地進(jìn)行轉換開(kāi)關(guān)對位操作，這就失去了遠分操作的意義，所以應取消不對應接線(xiàn)，選用中間自復位的只有合閘與分閘的三檔轉換開(kāi)關(guān)。

　�。�2）防跳回路

　　當合閘回路出現故障時(shí)進(jìn)行分閘，或短路事故未排除，又進(jìn)行合閘（誤操作），這時(shí)就會(huì )出現斷路器反復合分閘，不僅容易引起或擴大事故，還會(huì )引起設備損壞或人身事故，所以高壓開(kāi)關(guān)控制回路應設計防跳。防跳一般選用電流啟動(dòng)，電壓保持的雙線(xiàn)圈繼電器。電流線(xiàn)圈串接于分閘回路作為啟動(dòng)線(xiàn)圈。電壓線(xiàn)圈接于合閘回路，作為保持線(xiàn)圈，當分閘時(shí)，電流線(xiàn)圈經(jīng)分閘回路起動(dòng)。如果合閘回路有故障，或處于手動(dòng)合閘位置，電壓線(xiàn)圈起啟動(dòng)并通過(guò)其常開(kāi)接點(diǎn)自保持，其常閉接點(diǎn)馬上斷開(kāi)合閘回路，保證斷路器在分閘過(guò)程中不能馬上再合閘。防跳繼電器的電流回路還可以通過(guò)其常開(kāi)接點(diǎn)將電流線(xiàn)圈自保持，這樣可以減輕保護繼電器的出口接點(diǎn)斷開(kāi)負荷，也減少了保護繼電器的保持時(shí)間要求。

　　有些微機保護裝置自己已具有防跳功能，這樣就可以不再設計防跳回路。斷路器操作機構選用彈簧儲能時(shí)，如果選用儲能后可以進(jìn)行一次合閘與分閘的彈簧儲能操作機構（也有用于重合閘的儲能后可以進(jìn)行二次合閘與分閘的彈簧儲能操作機構），因為儲能一般都要求10秒左右，當儲能開(kāi)關(guān)經(jīng)常處于斷開(kāi)位置時(shí)，儲一次能，合完之后，將儲能開(kāi)關(guān)再處于斷開(kāi)位置，可以跳一次閘；跳閘之后，要手動(dòng)儲能之后才能進(jìn)行合閘，此時(shí)，也可以不再設計防跳回路。

　�。�3）試驗與互投聯(lián)鎖與控制

　　對于手車(chē)開(kāi)關(guān)柜，手車(chē)推出后要進(jìn)行斷路器合分閘試驗，應設計合分閘試驗按鈕。進(jìn)線(xiàn)與母聯(lián)斷路，一般應根據要求進(jìn)行互投聯(lián)鎖或控制。

　�。�4）保護跳閘

　　保護跳閘出口經(jīng)過(guò)連接片接于跳閘回路，連接片用于保護調試，或運行過(guò)程中解除某些保護功能。

　�。�5）合分閘回路

　　合分閘回路為經(jīng)合分閘母線(xiàn)為操作機構提供電源，以及其控制回路，一般都應單獨畫(huà)出。

　　4）信號回路

　�。�1）開(kāi)關(guān)運行狀態(tài)信號由合閘與分閘指示兩個(gè)裝于開(kāi)關(guān)柜上的信號燈組成：經(jīng)過(guò)操作轉換開(kāi)關(guān)不對應接線(xiàn)后接到正電源上。采用微機保護后，轉換開(kāi)關(guān)取消了不對應接線(xiàn)，所以信號燈正極可以直接接到正電源上。

　�。�2）事故信號有事故跳閘與事故預告兩種信號，事故跳閘報警也要通過(guò)轉化開(kāi)關(guān)不對應后，接到事故跳閘信號母線(xiàn)上，再引到中央信號系統。事故預告信號通過(guò)信號繼電器接點(diǎn)引到中央信號系統。采用微機保護后，將斷路器操作機構輔助接點(diǎn)與信號繼電器的接點(diǎn)分別接到微機保護單元的開(kāi)關(guān)量輸入端子，需要有中央信號系統時(shí)，如果微機保護單元可以提供事故跳閘與事故預告輸出接點(diǎn)，可將其引到中央信號系統。否則，應利用信號繼電器的另一對接點(diǎn)引到中央信號系統。

　�。�3）中央信號系統為安裝于值班室內的集中報警系統，由事故跳閘與事故預告兩套聲光報警組成，光報警用光字牌，不用信號燈，光字牌分集中與分散兩種。采用變電站綜合自動(dòng)化系統后，可以不再設計中央信號系統，或將其簡(jiǎn)化，只設計集中報警作為計算機報警的后備報警。

　　5.變配電站繼電保護

　　1）變配電站繼電保護的作用

　　變配電站繼電保護能夠在變配電站運行過(guò)程中發(fā)生故障（三相短路、兩相短路、單相接地等）和出現不正�，F象時(shí)（過(guò)負荷、過(guò)電壓、低電壓、低周波、瓦斯、超溫、控制與測量回路斷線(xiàn)等），迅速有選擇性發(fā)出跳閘命令將故障切除或發(fā)出報警，從而減少故障造成的停電范圍和電氣設備的損壞程度，保證電力系統穩定運行。

　　2）變配電站繼電保護的基本工作原理

　　變配電站繼電保護是根據變配電站運行過(guò)程中發(fā)生故障時(shí)出現的電流增加、電壓升高或降低、頻率降低、出現瓦斯、溫度升高等現象超過(guò)繼電保護的整定值（給定值）或超限值后，在整定時(shí)間內，有選擇的發(fā)出跳閘命令或報警信號。

　　根據電流值來(lái)進(jìn)行選擇性跳閘的為反時(shí)限，電流值越大，跳閘越快。根據時(shí)間來(lái)進(jìn)行選擇性跳閘的稱(chēng)為定時(shí)限保護，定時(shí)限在故障電流超過(guò)整定值后，經(jīng)過(guò)時(shí)間定值給定的時(shí)間后才出現跳閘命令。瓦斯與溫度等為非電量保護。

　　可靠系數為一個(gè)經(jīng)驗數據，計算繼電器保護動(dòng)作值時(shí)，要將計算結果再乘以可靠系數，以保證繼電保護動(dòng)作的準確與可靠，其范圍為1.3~1.5。

　　發(fā)生故障時(shí)的最小值與保護的動(dòng)作值之比為繼電保護的靈敏系數，一般為1.2~2，應根據設計規范要進(jìn)行選擇。

　　3）變配電站繼電保護按保護性質(zhì)分類(lèi)

　�。�1）電流速斷保護：故障電流超過(guò)保護整定值無(wú)時(shí)限（整定時(shí)間為零），立即發(fā)出跳閘命令。

　�。�2）電流延時(shí)速斷保護：故障電流超過(guò)速斷保護整定值時(shí)，帶一定延時(shí)后發(fā)出跳閘命令。

　�。�3）過(guò)電流保護：故障電流超過(guò)過(guò)流保護整定值，故障出現時(shí)間超過(guò)保護整定時(shí)間后發(fā)出跳閘命令。

　�。�4）過(guò)電壓保護：故障電壓超過(guò)保護整定值時(shí)，發(fā)出跳閘命令或過(guò)電壓信號。

　�。�5）低電壓保護：故障電壓低于保護整定值時(shí)，發(fā)出跳閘命令或低電壓信號。

　�。�6）低周波減載：當電網(wǎng)頻率低于整定值時(shí)，有選擇性跳開(kāi)規定好的不重要負荷。

　�。�7）單相接地保護：當一相發(fā)生接地后對于接地系統，發(fā)出跳閘命令，對于中性點(diǎn)不接地系統，發(fā)出接地報警信號。

　�。�8）差動(dòng)保護：當流過(guò)變壓器、中性點(diǎn)線(xiàn)路或電動(dòng)機繞組，線(xiàn)路兩端電流之差變化超過(guò)整定值時(shí)，發(fā)出跳閘命令稱(chēng)為縱差動(dòng)保護，兩條并列運行的線(xiàn)路或兩個(gè)繞組之間電流差變化超過(guò)整定值時(shí)，發(fā)出跳閘命令稱(chēng)橫差動(dòng)保護。

　�。�9）距離保護：根據故障點(diǎn)到保護安裝處的距離（阻抗）發(fā)出跳閘命令稱(chēng)為距離保護。

　�。�10）方向保護：根據故障電流的方向，有選擇性的發(fā)出跳閘命令稱(chēng)為方向保護。

　�。�11）高頻保護：利用弱電高頻信號傳遞故障信號來(lái)進(jìn)行選擇性跳閘的保護稱(chēng)為高頻保護。

　�。�12）過(guò)負荷：運行電流超過(guò)過(guò)負荷整定值（一般按最大負荷或設備額定功率來(lái)整定）時(shí)，發(fā)出過(guò)負荷信號。

　�。�13）瓦斯保護：對于油浸變壓器，當變壓器內部發(fā)生匝間短路出現電氣火花，變壓器油被擊穿出現瓦斯氣體沖擊安裝在油枕通道管中的瓦斯繼電器，故障嚴重，瓦斯氣體多，沖擊力大，重瓦斯動(dòng)作于跳閘，故障不嚴重，瓦斯氣體少，沖擊力小，輕瓦斯動(dòng)作于信號。

　�。�14）溫度保護：變壓器、電動(dòng)機或發(fā)電機過(guò)負荷或內部短路故障，出現設備本體溫度升高，超過(guò)整定值發(fā)出跳閘命令或超溫報警信號。

　�。�15）主保護：滿(mǎn)足電力系統穩定和設備安全要求，出現故障后能以最快速度有選擇性的切除被保護設備或線(xiàn)路的保護。

　�。�16）后備保護：主保護或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用來(lái)切除除故障的保護。主保護拒動(dòng)，本電力系統或線(xiàn)路的另一套保護發(fā)出跳閘命令的為近后備保護。當主保護或斷路器拒動(dòng)由相鄰（上一級）電力設備或線(xiàn)路的保護來(lái)切除故障的后備保護為遠后備保護。

　�。�17）輔助保護：為補充主保護和后備保護的性能，或當主保護和后備保護檢修退出時(shí)而增加的簡(jiǎn)單保護。

　�。�18）互感器二次線(xiàn)路斷線(xiàn)報警：電流互感器或電壓互感器二次側斷線(xiàn)會(huì )引起保護誤動(dòng)作，所以在其發(fā)生斷線(xiàn)后應發(fā)出斷線(xiàn)信號。

　�。�19）跳閘回路斷線(xiàn)：斷路器跳閘回路斷線(xiàn)后，繼電保護發(fā)出跳閘命令斷路器也不能跳開(kāi)，所以跳閘回路斷線(xiàn)時(shí)應發(fā)出報警信號。

　�。�20）自動(dòng)重合閘：對于一些瞬時(shí)性故障（雷擊、架空線(xiàn)閃路等）故障迅速切除后，不會(huì )發(fā)生永久性故障，此時(shí)再進(jìn)行合閘，可以繼續保證供電。繼電保護發(fā)出跳閘命令斷路器跳開(kāi)后馬上再發(fā)出合閘命令，稱(chēng)為重合閘。

　　重合閘一次后不允許再重合的稱(chēng)為一次重合閘，允許再重合一次的稱(chēng)為二次重合閘（一般很少使用）。有了重合閘功能之后，在發(fā)生故障后，繼電保護先不考慮保護整定時(shí)間，馬上進(jìn)行跳閘，跳閘后，再進(jìn)行重合閘，重合后故障不能切除，然后再根據繼電保護整定時(shí)間進(jìn)行跳閘，此種重合閘為前加速重合閘。

　　發(fā)生事故后繼電保護先根據保護整定時(shí)間進(jìn)行保護跳閘，然后進(jìn)行重合閘，重合閘不成功無(wú)延時(shí)迅速發(fā)出跳閘命令，此種重合閘稱(chēng)為后加速重合閘。

　�。�21）備用電源互投：兩路或多路電源進(jìn)線(xiàn)供電時(shí)，當一路斷電，其供電負荷可由其它電源供電，也就是要進(jìn)行電源切換，人工進(jìn)行切換的稱(chēng)為手動(dòng)互投。自動(dòng)進(jìn)行切換的稱(chēng)為自動(dòng)互投�；ネ队欣�用母聯(lián)斷路器進(jìn)行互投的（用于多路電源進(jìn)行同時(shí)運行）和進(jìn)線(xiàn)電源互投（一路電源為主供，其它路電源為熱備用）等多種形式。對于不允供電電源并列運行的還應加互投閉鎖。

　�。�22）同期并列與解列：對于多電源供電的變電站或發(fā)電廠(chǎng)要聯(lián)網(wǎng)或上網(wǎng)時(shí)必須滿(mǎn)足同期并列條件后才能并網(wǎng)或上網(wǎng)，并網(wǎng)或上網(wǎng)有手動(dòng)與自動(dòng)兩種。

　　4）變電站繼電保護按被保護對象分類(lèi)

　�。�1）發(fā)電機保護

　　發(fā)電機保護有定子繞組相間短路，定子繞組接地，定子繞組匝間短路，發(fā)電機外部短路，對稱(chēng)過(guò)負荷，定子繞組過(guò)電壓，勵磁回路一點(diǎn)及兩點(diǎn)接地，失磁故障等。出口方式為停機，解列，縮小故障影響范圍和發(fā)出信號。

　�。�2）電力變壓器保護

　　電力變壓器保護有繞組及其引出線(xiàn)相間短路，中性點(diǎn)直接接地側單相短路，繞組匝間短路，外部短路引起的過(guò)電流，中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過(guò)電流及中性點(diǎn)過(guò)電壓、過(guò)負荷，油面降低，變壓器溫度升高，油箱壓力升高或冷卻系統故障。

　�。�3）線(xiàn)路保護

　　線(xiàn)路保護根據電壓等級不同，電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式不同，輸電線(xiàn)路以及電纜或架空線(xiàn)長(cháng)度不同，分別有：相間短路、單相接地短路、單相接地、過(guò)負荷等。

　�。�4）母線(xiàn)保護

　　發(fā)電廠(chǎng)和重要變電所的母線(xiàn)應裝設專(zhuān)用母線(xiàn)保護。

　�。�5）電力電容器保護

　　電力電容器有電容器內部故障及其引出線(xiàn)短路，電容器組和斷路器之間連接線(xiàn)短路，電容器組中某一故障電容切除后引起的過(guò)電壓、電容器組過(guò)電壓，所連接的母線(xiàn)失壓。

　�。�6）高壓電動(dòng)機保護

　　高壓電動(dòng)機有定子繞組相間短路、定子繞組單相接地、定子繞組過(guò)負荷、定子繞組低電壓、同步電動(dòng)機失步、同步電動(dòng)機失磁、同步電動(dòng)機出現非同步?jīng)_擊電流。

　　6.微機保護裝置

　　1）微機保護的優(yōu)點(diǎn)

　�。�1）可靠性高：一種微機保護單元可以完成多種保護與監測功能。代替了多種保護繼電器和測量?jì)x表，簡(jiǎn)化了開(kāi)關(guān)柜與控制屏的接線(xiàn)，從而減少了相關(guān)設備的故障環(huán)節，提高了可靠性。微機保護單元采用高集成度的芯片，軟件有自動(dòng)檢測與自動(dòng)糾錯功能，也有提高了保護的可靠性。

　�。�2）精度高，速度快，功能多。測量部分數字化大大提高其精度。CPU速度提高可以使各種事件以m s來(lái)計時(shí)，軟件功能的提高可以通過(guò)各種復雜的算法完成多種保護功能。

　�。�3）靈活性大，通過(guò)軟件可以很方便的改變保護與控制特性，利用邏輯判斷實(shí)現各種互鎖，一種類(lèi)型硬件利用不同軟件，可構成不同類(lèi)型的保護。

　�。�4）維護調試方便，硬件種類(lèi)少，線(xiàn)路統一，外部接線(xiàn)簡(jiǎn)單，大大減少了維護工作量，保護調試與整定利用輸入按鍵或上方計算機下傳來(lái)進(jìn)行，調試簡(jiǎn)單方便。

　�。�5）經(jīng)濟性好，性能價(jià)格比高，由于微機保護的多功能性，使變配電站測量、控制與保護部分的綜合造價(jià)降低。高可靠性與高速度，可以減少停電時(shí)間，節省人力，提高了經(jīng)濟效益。

　　2）微機保護裝置的特點(diǎn)

　　微機保護裝置除了具有上述微機保護的優(yōu)點(diǎn)之外，與同類(lèi)產(chǎn)品比較具有以下特點(diǎn)：

　　(1) 品種齊全：微機保護裝置，品種特別齊全，可以滿(mǎn)足各種類(lèi)型變配電站的各種設備的各種保護要求，這就給變配電站設計及計算機聯(lián)網(wǎng)提供了很大方便。

　�。�2）硬件采用最新的芯片提高了技術(shù)上的先進(jìn)性，CPU采用80C196KB，測量為14位A/D轉換，模擬量輸入回路多達24路，采到的數據用DSP信號處理芯片進(jìn)行處理，利用高速傅氏變換，得到基波到8次的諧波，特殊的軟件自動(dòng)校正，確保了測量的高精度。利用雙口RAM與CPU變換數據，就構成一個(gè)多CPU系統，通信采用CAN總線(xiàn)。具有通信速率高（可達100MHZ，一般運行在80或60MHZ）抗干擾能力強等特點(diǎn)。通過(guò)鍵盤(pán)與液晶顯示單元可以方便的進(jìn)行現場(chǎng)觀(guān)察與各種保護方式與保護參數的設定。

　�。�3）硬件設計在供電電源，模擬量輸入，開(kāi)關(guān)量輸入與輸出，通信接口等采用了特殊的隔離與抗干擾措施，抗干擾能力強，除集中組屏外，可以直接安裝于開(kāi)關(guān)柜上。

　�。�4）軟件功能豐富，除完成各種測量與保護功能外，通過(guò)與上位處理計算機配合，可以完成故障錄波（1秒高速故障記錄與9秒故障動(dòng)態(tài)記錄），諧波分析與小電流接地選線(xiàn)等功能。

　�。�5）可選用RS232和CAN通信方式，支持多種遠動(dòng)傳輸規約，方便與各種計算機管理系統聯(lián)網(wǎng)。

　�。�6）采用寬溫帶背景240×128大屏幕LCD液晶顯示器，操作方便、顯示美觀(guān)。

　�。�7）集成度高、體積小、重量輕，便于集中組屏安裝和分散安裝于開(kāi)關(guān)柜上。

　　3）微機保護裝置的使用范圍

　�。�1）中小型發(fā)電廠(chǎng)及其升壓變電站。

　�。�2）110 kV /35 kV /10 kV區域變電站。

　�。�3）城市10 kV電網(wǎng)10 kV開(kāi)閉所

　�。�4）用戶(hù)110 kV /10kV或35kV /10kV總降壓站。

　�。�5）用戶(hù)10kV變配電站

　　4）微機保護裝置的種類(lèi)

　�。�1）微機保護裝置共有四大類(lèi)。

　�。�2）線(xiàn)路保護裝置

　　微機線(xiàn)路保護裝置 微機電容保護裝置 微機方向線(xiàn)路保護裝置

　　微機零序距離線(xiàn)路保護裝置 微機橫差電流方向線(xiàn)路保護裝置

　�。�3）主設備保護裝置

　　微機雙繞組變壓器差動(dòng)保護裝置 微機三繞組變壓器差動(dòng)保護裝置

　　微機變壓器后備保護裝置 微機發(fā)電機差動(dòng)保護裝置 微機發(fā)電機后備保護裝置

　　微機發(fā)電機后備保護裝置 微機電動(dòng)機差動(dòng)保護裝置 微機電動(dòng)機保護裝置

　　微機廠(chǎng)（站）用變保護裝置

　�。�4）測控裝置

　　微機遙測遙控裝置 微機遙信遙控裝置 微機遙調裝置 微機自動(dòng)準同期裝置

　　微機備自投裝置 微機PT切換裝置 微機脈沖電度測量裝置

　　微機多功能變送測量裝置 微機解列裝置

　�。�5）管理裝置單元

　　通信單元 管理單元 雙機管理單元

　　5）微機保護裝置功能

　　微機保護裝置的通用技術(shù)要求和指標（工作環(huán)境、電源、技術(shù)參數、裝置結構）以及主要功能（保護性能指標、主要保護功能、保護原理、定值與參數設定，以及外部接線(xiàn)端子與二次圖）詳見(jiàn)相關(guān)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)。

　　7. 220/380V低壓配電系統微機監控系統

　　1）220/380V低壓配電系統特點(diǎn)

　�。�1）應用范圍廣，現在工業(yè)與民用用電除礦井、醫療、危險品庫等外，均為220/380V，所以應用范圍非常廣泛。

　�。�2）低壓配電系統一般均為T(mén)N—S，或TN—C—S系統。TN—C系統為三個(gè)相線(xiàn)（A、B、C）與一個(gè)中性線(xiàn)（N），N線(xiàn)在變壓器中性點(diǎn)接地或在建筑物進(jìn)戶(hù)處重復接地。輸電線(xiàn)為四根線(xiàn)，電纜為四芯，沒(méi)有保護地線(xiàn)（PE），少一根線(xiàn)。設備外殼，金屬導電部分保護接地接在中性線(xiàn)（N）上，稱(chēng)為接零系統，接零系統安全性較差，對電子設備干擾大，設計規范已規定不再采用。

　　TN—S系統為三個(gè)相線(xiàn)，一個(gè)中性線(xiàn)（N）與一個(gè)保護地線(xiàn)（PE）。N線(xiàn)與PE線(xiàn)在變壓器中性點(diǎn)集中接地或在建筑物進(jìn)戶(hù)線(xiàn)處重復接地。輸電線(xiàn)為五根，電纜為五芯。中性線(xiàn)（N）與保護地線(xiàn)（PE）在接地點(diǎn)處連接在一起后，再不能有任何連接，因此中性線(xiàn)（N）也必須用絕緣線(xiàn)。中性線(xiàn)（N）引出后如果不用絕緣對地絕緣，或引出后又與保護地線(xiàn)有連接，雖然用了五根線(xiàn)，也為T(mén)N—C系統，這一點(diǎn)應特別引起注意。TN—S或TN—C—S系統安全性好，對電子設備干擾小，可以共用接地線(xiàn)（CPE），，采用等電位連接后安全性更好，干擾更小。所以設計規范規定除特殊場(chǎng)所外，均采用TN—S或TN—C—S系統。

　�。�3）220/380V低壓配電系統的保護現在仍采用低壓斷路器或熔斷器。所以220/380V只有監控沒(méi)有保護。監控包括電流、電壓、電度、頻率、功率、功率因數、溫度等測量（遙測），開(kāi)關(guān)運行狀態(tài)，事故跳閘，報警與事故預告（過(guò)負荷、超溫等）報警（遙信）與電動(dòng)開(kāi)關(guān)遠方合分閘操作（遙控）等三個(gè)內容（簡(jiǎn)稱(chēng)三遙），而沒(méi)有保護。

　�。�4）220/380V低壓配電系統一次回路一般均為單母線(xiàn)或單母線(xiàn)分段，兩臺以上變壓器均為單母線(xiàn)分段，有幾臺變壓器就分幾段，這是因為用戶(hù)變電站變壓器一般不采用并列運行，這是為了減小短路電流，降低短路容量，否則，低壓斷路器的斷開(kāi)容量就要加大。

　�。�5）220/380V低壓配電系統進(jìn)線(xiàn)、母聯(lián)、大負荷出線(xiàn)與低壓聯(lián)絡(luò )線(xiàn)因容量較大，一般一路（1個(gè)斷路器）占用一個(gè)低壓柜。根據供電負荷電流大小不同，一個(gè)低壓開(kāi)關(guān)柜內有兩路出線(xiàn)（安裝兩個(gè)斷路器），四路出線(xiàn)（安裝四個(gè)斷路器），以及五、六、八與十路出線(xiàn)，不象高壓配電系統一個(gè)斷路器占用一個(gè)開(kāi)關(guān)柜。因此低壓監控單元就要有用于一路、兩路或多路之分，設計時(shí)要根據每個(gè)低壓開(kāi)關(guān)的出線(xiàn)回路數與低壓監控單元的規格來(lái)進(jìn)行設計。

　�。�6）低壓斷路器除手動(dòng)操作外，還可以選用電動(dòng)操作。大容量低壓斷路器一般均有手動(dòng)與電動(dòng)操作，設計時(shí)應選用帶遙控的低壓監控單元，小容量低壓斷路器，設計時(shí)，大多數都選用只有手動(dòng)操作的斷路器，這樣低壓監控單元的遙控出口就可以不接線(xiàn)，或選用不帶遙控的低壓監控單元。

　　2）220/380V低壓配電系統微機監控系統的設計

　�。�1）220/380V低壓配電系統微機監控系統首先根據一次系統及用戶(hù)要求進(jìn)行遙測、遙信及遙控設計。

　�。�2）測量回路設計

　　A 測量部分的二次接線(xiàn)與高壓一樣，電流回路串聯(lián)于電壓互感器二次回路，電壓回路并聯(lián)于電壓測量回路。由于220/380V低壓配電系統沒(méi)有電壓互感器，電壓測量可以直接接到220/380V母線(xiàn)上，和電度表電壓回路一樣一般可以不加熔斷器保護，但柜內接線(xiàn)應盡量短，有條件時(shí)最好加熔斷器保護，以便于檢修。

　　B 電度測量可選用自帶電源有脈沖輸出的脈沖電度表，對于有計算功率與電度功能的低壓監控單元，只作為內部計費時(shí)，可以不再選用脈沖電度表。

　　C 選用有顯示功能的低壓監控單元，可以不再設計電流、電壓表，選用不帶顯示功能的低壓監控單元時(shí)還應設計電流或電壓表，不應兩種都設計。

　�。�3）信號回路設計

　　設計時(shí)，低壓斷路器要增加一對常開(kāi)接點(diǎn)接到低壓監控單元開(kāi)關(guān)狀態(tài)輸入端子上。有事故跳閘報警輸出接點(diǎn)的，再將其接到低壓監控單元事故預告端子上。

　�。�4）遙控回路設計

　　低壓監控系統的遙控設計比較簡(jiǎn)單，電動(dòng)操作的低壓斷路器都有一對合分閘按鈕，只要將低壓監控單元合分閘輸出端子分別并在合分閘按鈕上即可，必要時(shí)，可設計一個(gè)就地與遙控操作轉換開(kāi)關(guān)，防止就地檢修開(kāi)關(guān)時(shí)，遙控操作引起事故。

　�。�5）供電電源與通信電纜設計

　　低壓監控單元電源為交流220V供電，耗電量一般只有幾瓦，設計時(shí)將其電源由端子上引到一個(gè)220V/5A兩極低壓斷路器上，再引到開(kāi)關(guān)柜端子上，然后統一用KVV—3×1.0電纜集中引到低壓柜一路小容量出線(xiàn)上。需要時(shí)可加一個(gè)UPS電源。

　　通信電纜一般距離不超過(guò)200米可選用KVV—3×1.0普通屏蔽控制電纜，超過(guò)200米時(shí)應選用屏蔽雙絞線(xiàn)（最好選帶護套型）或計算機用通信電纜。

　　8.變配電站綜合自動(dòng)化系統

　　1）系統組成

　　高壓采用微機保護，低壓采用監控單元，再用通信電纜將其與計算機聯(lián)網(wǎng)之后就可以組成一個(gè)現代化變配電站管理系統——變配電站綜合自動(dòng)化系統。

　　2）變配電站綜合自動(dòng)化系統設計內容

　　A高壓微機保護單元（組屏或安裝在開(kāi)關(guān)柜上）選型及二次圖設計。

　　B低壓微機監控單元（安裝在開(kāi)關(guān)柜上）選型及二次圖設計。

　　C管理計算機（放在值班室，無(wú)人值班時(shí)可放在動(dòng)力調度室）選型。

　　D模擬盤(pán)（放在值班室或調度室）設計。

　　E上位機（與工廠(chǎng)計算機或電力部門(mén)調度聯(lián)網(wǎng)）聯(lián)網(wǎng)方案設計。

　　F通信電纜設計（包括管理計算機與上位機）。

　　3）管理計算機

　　管理計算機可根據系統要求進(jìn)行配置。

　　4）模擬盤(pán)

　　用戶(hù)要求有模擬盤(pán)時(shí)，可以設計模擬盤(pán)，小系統可以用掛墻式，大系統用落地式，模擬盤(pán)尺寸根據供電系統一次圖及值班室面積來(lái)決定。模擬盤(pán)采用專(zhuān)用控制單元，將其通信電纜引到管理計算機處。模擬盤(pán)還需要一路交流220V電源，容量只有幾十瓦，設計時(shí)應與管理計算機電源一起考慮。

　　5）變配電站綜合自動(dòng)化系統主要功能

　　變配電站綜合自動(dòng)化系統的管理計算機通過(guò)通信電纜與安裝在現場(chǎng)的所有微機保護與監控單元進(jìn)行信息交換。管理計算機可以向下發(fā)送遙控操作命令與有關(guān)參數修改，隨時(shí)接受微機保護與監控單元傳上來(lái)的遙測、遙信與事故信息。管理計算機就可通過(guò)對信息的處理，進(jìn)行存盤(pán)保存，通過(guò)記錄打印與畫(huà)面顯示，還可以對系統的運行情況進(jìn)行分析，通過(guò)遙信可以隨時(shí)發(fā)現與處理事故，減少事故停電時(shí)間，通過(guò)遙控可以合理調配負荷，實(shí)現優(yōu)化運行，從而為實(shí)現現代化管理提供了必須的條件。

　　管理計算機軟件要標準化，操作要簡(jiǎn)單方便，人機界面好，組態(tài)方便，用戶(hù)使用與二次開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單，容易掌握。

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