微机保护测控装置的组成及功能_工学_高等教育_教育专区。观点评论 产业 Opinon 微机保护测控装置的组成及功能 微机保护测控装置具有完整的保护和监测功能，解决了微机监控在恶劣环境下长期可靠运行和测量与信 号兼容性、发电厂变电站综合自动化通信网络的可靠
观点评论 产业 Opinon 微机保护测控装置的组成及功能 微机保护测控装置具有完整的保护和监测功能，解决了微机监控在恶劣环境下长期可靠运行和测量与信 号兼容性、发电厂变电站综合自动化通信网络的可靠性和多种规约的兼容性难题，为电力系统实现综合自动 化和运行管理水平的提高提供了必要的条件。 盛昌鑫陆志祥冯俊 ／ 上海电气上海人民电器厂 随 着科学技术的发展， 国内外已研制生产出能 广泛应用于 １１０ｋＶ 及以下电压等级馈线等 进行波形分析，亦可上传当地监控室或调度室。 ５）独特性设计。多层次的 Ｐ Ａ Ｓ Ｓ Ｗ Ｏ Ｒ Ｄ：运行人员 口令、保护人员口令及远动人员口令；独特的远动试验 功能，试验时仅发信号，不实际出口，可在线试验，方 便了远动调试；机卡保护功能，保护断路器通断线圈， 防止操作时因断路器拒动，通断线圈长时间带电而烧 毁；体积小，模块化，设计灵活。 ６）操作回路自动适应现场断路器各种通断线圈电 流，用户更换开关不需要改换通断电流继电器。 设备进行保护监控的微机保护测控装置，该类产品集保 护、测量、控制和通信等功能于一体，机箱结构紧凑， 密封性好，抗干扰以及抗振动能力强，是整个自动化系 统工作的关键。 产品具有面向用户的开放式软硬件系统 和分布式安装等特点， 解决了微机保护监控装置在恶劣 环境下长期可靠运行和常规控制测量与信号兼容性、 发 电厂变电站综合自动化通信网络的可靠性、 快速性和多 种规约的兼容性， 为电力系统实现综合自动化和运行管 理水平的提高提供了必要的条件。 ２ 微机保护测控装置的组成 微机保护测控装置一般由以下模件组成：Ｃ Ｐ Ｕ 背 ２．１硬件 １ 微机保护测控装置的主要特点 １）具有完整的保护功能和就地监视功能。 ２）具有高可靠性，多种抗干扰措施，全封闭抗干 板模件、电源模件、交流模件、开入开出板模件或操作 板模件、液晶显示模件。 １）ＣＰＵ 模件是整个装置的核心部分，完成模拟量 和开关量的采集、处理，各种保护判据的运算、判断， 然后产生相应的控制出口，发信号及通信传输等。其他 模件通过接插件与 Ｃ Ｐ Ｕ 背板相连接并传递数据。下图 所示为 Ｃ Ｐ Ｕ 插件原理及其相关插件关系示意图。 ２）电源模件提供装置所需的各种工作电源，直流 或交流 ２２０Ｖ 电压输入，经抗干扰滤波回路后，利用逆 变原理输出± ５Ｖ，± １２Ｖ，＋２４Ｖ。三组电压均不共 地，且采用浮地方式，同外壳不相连。电源具有过电压 保护和过电流保护功能。 ３） 交流模件将交流电压、 电流转变为弱电信号， 以 便模数转换。 交流模件共可以装 １０ 路交流输入回路， 根 据用户所要求的保护功能及测量功能配备。 ４） 操作板模件完成开关的远方 ／ 就地操作切换， 就 地操作，开关防跳，保护出口，遥控出口，开关量采集 的光电隔离功能。 扰单元机箱，新型背插式结构设计，双层屏蔽，总线不 外引，减少电磁干扰的影响。开关遥信采用双位置采 集，避免了开关操作遥信抖动问题。完善的自检体系， 硬件监测直到保护出口继电器。 软件实现模拟量精确调 整，取消了传统的模拟通道的误差补偿电位器，提高了 模拟回路的可靠性，方便现场调试和校验。 ３）通信配置可采用 ＲＳ４８５ 通信接口，远方读取装置 的整定值、事故记录、自检故障情况、运行中的电气量、 远方改变整定值和复归动作信号，实时了解运行情况。 ４）透明化的软件设计，具有实时电压、电流、无功 功率、有功功率、功率因数及事件信息显示功能。 故障显 示直接明了， 便于用户设定保护整定值和排除故障。 事件 记录可分类记录最新故障信息、预告信息、自检信息， 包 含事件的详细信息（动作时间、 动作值及动作类型）， 并具 有掉电保持功能。 装置具有故障录波功能， 记忆最新故障 波形， 故障前后周波， 并可在装置上查看、 显示故障波形， 18｜ ?２００９ 年第 １ 期 产业 O观点评论 pinon 电源插件 （包括定时限、一般反时限、非常反时限、极端反时 限） ；过热保护；堵塞保护；起动时间过长保护等。 开入 开出 模件 或操 作板 模件 开出 驱动 开入 光电 隔离 驱动 模数 转换 低通 滤波 交流 插件 ４ 微机保护测控装置的主要选型原则 （１）保护监控配置。保护测控装置必须满足国 家颁发继电保护及安全自动装置通用技术条件。对 存储控制 ＣＰＵ ＲＳ２３２ 程序下栽 通信控制 通信收发 ＲＳ４８５ ＣＡＮ 于 １１０ｋＶ 及以下变电站保护测控，宜选用集保护、 测量、控制、信号采集于一体的“四合一”保护测 控装置；对于 ２２０ｋＶ 及以上变电站保护监控，宜选 用保护监控独立装置，因为 ２２０ｋＶ 及以上变电站设 备保护要求双重化配置。 液晶 显示 图ＣＰＵ 插件原理及其相关插件关系示意图 （２）允许环境条件。允许环境条件主要考察正常工 作温度、相对湿度、大气压力等，由于微机保护测控装 置要下放到间隔层设备附近安装， 必须适应现场的恶劣 环境， 因此选择微机保护测控允许环境条件是否满足是 一项重要的指标。 （３）装置电源。由于微机保护测控装置电源对保护 装置可靠性十分重要，电源范围必须达到－ ２ ０ ％ ～ １ ０ ％ ，纹波系数小于 ５ ％ ，并且电源功率足够。电源范 围越宽，装置的性能越强，因为装置电源范围不满足要 求会造成保护误动、拒动及通信障碍等情况发生。 （４） 分散式原则。 对１１０ｋＶ及以上电压等级和发电机 及主变压器保护监控，保护测控应独立配置，保护应按功 能分散配置，独立保护单元，从而降低装置故障的风险。 ５）开入开出模件完成开关量的光电隔离与继电器 的出口功能，根据需要与操作板模件切换使用。 ６）液晶显示模件装有大屏幕液晶显示器及键盘。 ２．２软件基础 （１） 输入信号预处理。 采样定理／采样方式１ （单通 道采样方式） ：异步采样 ／ 同步采样；采样方式 ２（多通 道间采样方式） ：同时采样 ／ 顺序采样。 （２）数字滤波。利用软件实现滤波器特性。 （３）保护算法。正弦函数模型算法、周期函数模型 算法、随机模型算法、输电线路简化物理模型的阻抗算 法、继电器动作方程的采样值算法。 ３ 微机保护测控装置的主要功能 现就高压送电线路保护、变压器保护、电动机保护 ５ 微机保护测控装置的发展方向 １ ）保护测控装置由不全封闭向全封闭方向发展， 的微机保护监控装置的功能作简要介绍。 （１） 线路保护。 线路保护测控装置具有三段电流保 护；三段式零序过电流保护；三相一次重闭合（检无 压） ；低频减载；零序方向保护等。 （２）变压器保护。变压器保护测控装置具有差动速 断保护；二次谐波制动的比率差动保护；过负荷告警； 过载起动风冷；过载闭锁有载调压；本体保护信号；两 段三时限复合电压过电流保护。 （３）电容器保护。三段电流保护；过电压保护；欠 电压保护；不平衡电压保护；不平衡电流保护。 （４ ）备用电源自投装置。两种方式下的进线备自 投；两种方式下的分段备自投。 （５）电动机保护测控装置。电流速断；过电流保护 装置结构由前插结构向背插式结构发展， 保护装置向精 度免调节方向发展。 ２）保护测控装置通信规约由不统一向统一方向发 展，如 ＩＥＣ６０８７０ — ５ — １０３，ＩＥＣ６１８５０；同调度端相连 从 ＣＤＴ，ＳＣ１８０１ 向 ＩＥＣ６０８７０ — ５ — １０１、１０４ 方向发 展。 ３）保护测控装置附加功能多样化方向发展，如故 障录波、故障记录、事件记录、谐波分析、状态监测及 可编程逻辑控制功能等。 ４）保护测控装置硬件由不通用化向通用化发展。 ５ ）Ｅ Ｍ Ｃ 标准逐步提高。E M 收稿日期 ２００８．１１．２８） （ ： ｗｗｗ．ｅａｇｅ．ｃｏｍ．ｃｎ ２００９ 年第 １ 期? ｜19
