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【关键词】继电保护;控制模型;远方修改
继电保护定值具有一定的复杂性,因此,远方修改定值在实际操作的过程中,其所需要的信息交互方式相对更加复杂。在我国电力生产以及运行中,对继电保护定值的修改大多采用就地操作的管理模式。随着时间的推进,我国电力行业对继电保护定值的远方修改技术也进行了一定程度的研究,对其实际的支持方式以及支持程度进行分析,与实际的应用需求相结合,从而提出相对具有更强的兼容性以及可靠性的远方修改继电保护定值相关技术的解决方案。
1 远方修改继电保护定值的控制模型
1.1 IEC 60870-5-103的定值控制模型
在IEC 60870-5-103中,其相关的继电保护装置的定值读写,通常情况下是通过通用的分类服务进行实现的。其中,在对通用分类服务的运用中,可以将其相关的通用分类数据进行目录编程,把其每一项数据都存入目录之中,作为对通用分类数据进行访问的唯一识别序号。在实际的应用当中,有些继电保护装置的定值数据相对较多,其在通常情况下会对相应的定值运用一种独立的保护功能进行一定程度的划分,使其划分成多个定值清单,另外,还要在通用分组中对其相应的定值分组进行划分。在继电保护装置中,其在应用过程中大多有多个定值区,目前相关的通用分类服务在进行读写操作的过程中,只能对定值分组以及其分组内的条目进行。通常情况下,继电保护装置的控制主站在实际的运行过程中,只能对继电保护定值的运行定值进行操作读写。
1.2 IEC 61850的定值控制模型
就IEC 61850而言,继电保护定值中的保护相关的逻辑结点大致的含义为相关定值类的数据属性或是数据,其在一定程度上不同于普通数据,可以拥有很多个实例值,在其运行的过程中,可以通过具体的操作将相应的实例值进行激活,以供应相关的保护逻辑结点的使用。其中,一个继电保护装置中就可能拥有许多个和保护相关的逻辑结点,这些逻辑结点相关的定值数据会逐渐汇集起来,形成数据集,相关人员可以通过定值组控制块对其进行控制以及管理。
2 远方修改继电保护定值的实践初探
在对远方修改继电保护定值技术进行实际操作的过程中,对其相关的定值进行读写时,其相关的存储视图、编辑区视图以及用户读写视图之间所存在的同步操作在进行的过程中不能够独立进行,从而使编辑区的视图定值数据异常改变情况得到有效的控制。另外,在远方修改继电保护定值技术中,其对定值的读写操作在进行的过程中,是相关的服务进行连续执行,虽然其在执行的时候对连续执行的同步服务进行了采用,但是其服务执行的过程中,在不同的时间段中依然存在被其他干扰因素而影响的情况,这种情况就有可能造成编辑区视图定值相关的数据发生改变。
另外,远方修改继电保护定值技术在实际操作的过程中,为了使其远方修改定值具有足够的安全性以及可靠性,其控制主站在运行的过程中应该严格审核编辑定值区的返校报文,在确认无误之后对带执行的写命令进行下发,在目标定值区对编辑定值区相关的定值数据进行固化。
2.1 继电保护定值运行定值的直接修改方式
在实际运行的过程中,就主站而言,它在运行的时候需要在同一时间内对不同的继电保护装置进行接入,除此之外,还要在一定程度上对继电保护装置中的定值读写流程提供一定的兼容以及运行支持。通常情况下,对运行定值进行直接读写操作是为了进行定值组中的通用分类读写操作。另外,主站在实际运行的过程中,为了对两种控制流程更好的兼容,对需要运行的继电保护装置中具体的定值区组是否含有编辑定值的区号条目,来判断这个继电保护装置对任意区定值相关的读写任务是否支持。
2.2 继电保护定值的修改方法
其一,在继电保护定值修改相关的任务下发之后,具有审核权限的相关继电保护人员需要在远方工作站上对需要修改的保护装置挂“在线修改”牌,其二,进行定值修改的相关继电保护人员在获得运行人员的许可后方可进行修改。其三,在以上操作完成之后,需要运行人员以及保护人员对新定值的正确性进行共同确认。其四,具有审核权限的继电保护人员须拆除“在线修改”牌。最后,相关的运行人员以及保护人员在对定值修改确认有效之后,需要对工作结束手续进行办理,对各自的远方工作站进行关闭。
3 结束语
综上所述,随着我国国民经济的不断发展和前进,我国电力水平得到了不断的提高,相应的,人们以及企业在生活中也越来越离不开电力。但是,在我国电力的发展过程中,还有一些问题没有得到较好的解决,就我国继电保护定值的修改而言,现有的就地修改操作模式在开展的过程中,耗费的时间太长,在修改的时候也不能在线进行,随着我国电力行业的发展,这种操作模式越来越不能满足现代化电网在运行过程中的管理需求。因此,我国电力行业想要得到良好的发展,就需要对继电保护定值的远方修改技术进行进一步的研究,对其实际的支持方式以及支持程度进行分析,与实际的应用需求相结合,对具有可靠的信息传输、统一的操作页面以及能够进行在线操作的远方修改继电保护定值技术进行采用。
参考文献:
[1]华煌圣,刘育权,王莉,刘伟,袁海.涛.远方修改继电保护定值的控制模型及其应[J].电力系统自动化,2012(7).
[2]王莉,华煌圣,刘育权,袁海涛.等.一种基于IEC 61850标准的继电保护装置远方控制技术方案[J].南方电网技术,2013(14).
[3]朱丹,杨蕾,杨天国.继电保护在线定值整定系统[J].云南电力技术,2013(12).
关键词:误动; 逻辑组态 ; 优化
中图分类号:TM62 文献标识码:A
1 概述
DCS 系统具有较高的灵活性和扩展性。具有先进的过程操作画面,具有各种控制功能、运算功能, 并能实现工艺参数趋向猜测, 历史数据显示和各种报警保护功能。从而实现对工艺生产全过程的集中监视、控制和管理,随着热控系统监控功能不断增强,范围迅速扩大,故障也增大。当热控系统的控制逻辑、测量和执行设备、电缆、电源、热控设备的外部环境,以及安装、调试、运行、维护,检修人员的素质等。这中间任一环节出现问题。都会引发热控保护系统的误动或机组跳闸,影响机组的安全运行。提高热控设备系统运行的安全可靠性对提高经济效益,电厂多发电、提高机组利用小时数的同时通过减少生产人员的劳动强度,提高劳动生产率,使机组的正常安全运行起重要作用。
2 DCS系统各组成负荷率的配置及要求
要使DCS正常运行,各组成部分必须在它的容量范围,DCS系统配置应能满足机组任何工况下的监控要求,系统最繁忙时,过程控制站的CPU负荷率不得超过60%;人机接口站以及服务器的CPU负荷率不得超过40%;内部存储器的占用量不得超过50%;外部存储器的占用率不得超过40%;系统网络通讯总线负荷率不得超过30%,对于以太网则不得大于20%;要求DCS系统与电气系统共用接地网时,控制系统接地线与电气接地网只允许有一个连接点且接地电阻应小于0.5欧姆,保护接地接至电气接地网时接地电阻小于2欧姆。DCS系统采采用双路电源供电,主、备用电源的切换时间应小于5mS
3引起DCS控制系统误动的因素
(1)DCS各控制站接收和发出的信号基本上分为两大类:开关量信号(DI、DO)和模拟量信号(AI、AO)。开关量信号主要包括:现场各控制设备,如位移、转速、振动、运行反馈、故障、限位、测速(皮带机还有跑偏和拉绳)、电磁阀、执行器的限位、力矩、现场各温度开关、压力开关、差压开关、料位开关等;模拟量信号(4~20mA)包括:速度、温度、压力、流量、液位、料位、行程、挡板执行器开度、各类秤(皮带秤、转子秤、料仓)的称重量等量。某些场合不免会有粉尘、振动、高温等环境因素的影响,并且现场信号多由各类接触器、中间继电器、测速、各种类型用途的开关、各测量仪器仪表等所产生,它们长时间在恶劣的工作环境中工作难免出问题:A.由开关量信号引起的误动:供电电源、控制电源;设备启停条件和软、硬连锁条件是否具备;该设备控制柜内元件的触点、接点等接触不良,逻辑控制回路不完善,接线松动;现场控制站内的I/O端子接线松动;如是压力、流量或温度开关故障、报警信息、各项参数设置是不正确;现场设备故障导致保护装置动作。位置开关接触不良或某个挡板卡涩不到位。一些压力开关稳定性差等。B.由模拟量信号引起的误动 :反应的信号不准确,如温度的热阻、热偶的插入深度、位置、表面是否结皮、接线是否松动、锈蚀等;压力、流量信号的测量管路堵塞、泄漏、各阀门位置、变送器故障等;如是重量、速度、料位等信号的传感器故障,接线松动,设置不正确等;由于这些设备和系统运行在一个强电磁场环境。来自系统内部的异常和外部环境产生的干扰(接线松动、电导耦合、电磁辐射、接地等),都可能引发单点信号保护回路的误动。如温度测量和振动信号受外界因素干扰。变送器故障等,各类现场仪表不免存在着或大或小的飘移等。
(2)热控保护和辅机控制逻辑的正确与完善,是大机组安全运行的基础热控误动有很多原因来自于辅机控制逻辑的不正确或不完善。很多大项目改造使性能曲线等机组运行特性都发生了改变。原DCS控制系统的控制参数、函数曲线等关键的逻辑都已经不再适合改造后机组的正常运行,必须对原逻辑进行参数整定、函数修改、逻辑优化。
4降低热工信号系统和热工保护系统的误动作率的办法
(1)合理使用闭锁条件,使信号检测回路具有逻辑判断能力中。
(2)采用多重化的热工信号摄取方法,可减少检测回路自身的误动作率。
为了综合信号串联后误动作故障率降低和信号并联后拒动作故障率降低的优点,将两个信号先进行串联,然后进行并联,如图所示。单个检测元件的误动作率或拒动作率很小时,四信号串并联后的信号单元的误动作率、拒动作率均大大减小。
当用作联锁保护的测量信号本身不可靠时。系统的误动概率会大大增加。而热控保护联锁系统中的触发信号采用了不少单点测量信号。热控单点信号保护回路的异动,很多情况是外部因素诱导下的瞬间误发信号引起。不少故障仅仅是因为某个位置开关接触不良或某个挡板卡涩而造成机组跳闸。为防止单个部件或设备故障和控制逻辑不完善而造成机组跳闸,对运行中易出现故障的设备、部件和元件。从控制逻辑上进行优化和完善。通过预先设置的逻辑优化来降低或避免控制逻辑的误动作。运行机组应对热控保护连锁信号取样点的可靠性调试确认。对控制系统的硬件、逻辑条件、定值进行可静态、动态试验,对机组设备安全运行有严重影响的热控保护逻辑进行优化,例如:a.条件许可的单点信号保护逻辑。改为信号三取二选择逻辑。加入证实信号改为二取二逻辑。b.实施上述措施的同时。对进入保护联锁系统的模拟量信号,合理设置变化速率保护、延时时间。C,缩小量程来提高坏值信号剔除作用等故障诊断功能。设置保护联锁信号坏值切除与报警逻辑。如某厂因煤量波动引起风量大幅度波动引起引风机、送风机电流过载,通过合理设置风机变化速率保护、煤量限幅及煤量指令速率限制后,取得很好效果。
结语
通过对使控制逻辑优化和完善、信号采取三取二,二取二等或延时动作、反馈量限幅、变化速率限制、减少信号控制回路误动作,确保控制回路起到真正的保护作用,确保机组正常安全稳定经济运行。
2002年期间:第一次跟随师傅参加现场实践工作,参加了110kv高崖变电站、110kv新添变电站春季检验工作;参加了新建110kvxx变电站的安装调试工作,安定变电站110kv部分采用先进gis室内一次设备,全站实现无人值班站;参加了110kv新添变电站技改工程工作,实现保护微机化改造;参加了35kv内官变电站、宁远变电站、阳坡变电站实行无人值班站的改造工作;期间,一直参加其他各变电站的消缺工作。在期间工作中逐步熟悉设备和工作程序,熟悉电业安全工作规程中有关条文;在这一年工作中,对变电站、继电保护工作有了系统地初步熟悉,会公道使用常用工具和专业工具,并做好维护保养工作,正确选用丈量仪表、仪器,做好维护保养工作,能正确执行电力安全工作规程及继电保护有关规程,会按整定值通知单整定各种继电器,能正确执行继电保护与自动装置整定通知单中的跨线连接和连片投切等各项要求措施。
2004年期间:参加了xx330kv变电站的验收工作,xx330kv变电站是我公司首座330kv电压等级的变电站,使我有机会熟悉学习,对高电压等级更深进学习电气知识;参加了110kv高崖变电站gis室内一次设备及其二次设备的安装调试工作;在这一年中,对继电保护工作已很大程度上把握了技术。
2005年期间:参加了110kvxx崖变电站、xx变电站、***变电站的旧直流系统的电池更换工作;参加了110kv渭源变电站、高崖变电站的低周减载安装调试工作;参加了110kv洮阳变电站110kv线路新增、母联保护装置安装调试及投运工作,在这工作中,我在师傅的指导下,学习独立完成工程负责人应该把握的。在这一年当中,有了独立负责一项普通工程的能力。
在这工作的几年中,我对继电保护工作应知应会、应把握的基础知识已把握,对继电保护工作中碰到的诸多题目,有了一定的经验知识,在以后的工作任务中,还是继续向师傅们虚心请教、刻苦钻研继电保护知识,使自己在继电保护工作岗位上发挥得更出色。
在这几年来的专业技术工作中,自己利用所学的专业技术知识在生产实践中做了一些实际工作,具备了一定的技术工作能力。但是仍存在着一些不足,在今后的工作中,自己要加强学习、克服缺点,力争自己专业技术水平能够不断进步。
中专毕业后就一直在xxxx工作,先后从事了变电运行、继电保护及二次回路检验、生产技术综合管理、计划统计兼职工教育等工作,XX年11月通过竞争,担任xxx办公室主任。1997年7月通过乐山电业局工程师评审委员会评审确认具备助理工程师职务任职资格。XX年11月通过全国统一考试,获得经济师专业技术资格。现将主要工作总结如下。
一、专业理论方面。
1.较全面系统在掌握了与所从事专业有关的基础理论知识。如电工原理、计算机原理等与电力工作有关的基础知识,企业管理、经济学、财政学、统计学、会计学等与企业管理有关的基础理论知识。
2.较系统地掌握了所从事专业的专业知识。如电力系统分析、供用电网络规划与设计、人力资源规划、工作分析、员工招聘、绩效考评、奖酬制度的设计、员工的培训与发展等专业知识。
3.熟悉并能正确运用与自己所从事专业有关的现行技术标准、规程、规范。如电业安全工作规程(发电厂变电所电气部分)、电业生产事故调查规程、电力系统电压和无功管理条例、继电保护检验规程、城市电力网规划与设计导则、供电系统用户供电可靠性统计办法、供电营业规则等电力工作有关的规程规范,中华人民共和国劳动法、安全生产法、民法通则、保险法、企业劳动争议处理条例及企业职工奖惩条例等与企业管理相关的政策法规。
二、工作能力成绩方面。
(一)生产运行工作方面
1.能独立进行变电所继电保护及二次回路的设计、安装调试、检验工作。在任继电保护及二次回路检验工作期间,能按技术标准完成所辖110kv变电站和35kv变电站继电保护及二次回路年度检验工作,保证了检验质量和施工工艺,继电保护正确动作率为100%,从未发生误动或拒动现象。参加了新建35kv东林变电站继电保护及二次回路的设计。
2.按规定进行理论线损计算,每月进行分压、分区、分线线损统计与分析,编制了《xxx生产技术指标管理考核办法》和《xxx线损考核实施细则》,并适时进行修订,对照理论线损进行分析,找出存在线损的原因,提出降损的措施,并督促检查措施落实情况。按时完成供电可靠率与电压合格率的统计与分析,提出适时投切电容器、合理安排检修、业扩等工作,贯彻“应修必修,修必修好”方针,减少临修,尽力避免返修,提高了供电可靠率和电压合格率。井研电网线损率从1997年14%降至XX年的11.96%,于1997年荣获四川省电力工业局节能工作先进个人。
(二)企业管理方面
1. 积极推进管理制度建设,从整体上提高了企业管理水平。
(1)积极推进员工培训制度建设,按照XX版iso9000标准,认真执行“员工教育培训管理程序”,根据此程序,进一步修改和完善了“员工教育管理办法”。根据员工的具体情况,制定培训计划,使员工教育培训工作有章可循,有章可依,培训结束一个月后,都会向被培训部门和员工发出一份《员工培训效果反馈表》,由被培训部门的负责人和员工根据培训的效果填出意见,及时知道培训的真实效果,从而及时调整培训的方式、方法,使培训工作迈上了一个新台阶。
(2)制定了《xxx岗位绩效考核办法》,将上级的责任目标分解落实到各职能部门,并定期进行考核。对各岗位人员的综合素质和员工个人愿景进行了调查,建立了员工综合能力信息库和需求信息库,加强了人力资源管理的信息化。
继电保护发展现状
电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力,因此,继电保护技术得天独厚,在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。
建国后,我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有,在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。50年代,我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术[1],建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍,对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术,建立了我国自己的继电器制造业。因而在60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系。这是机电式继电保护繁荣的时代,为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。
自50年代末,晶体管继电保护已在开始研究。60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。其中天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护,运行于葛洲坝500kV线路上[2],结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代。
在此期间,从70年代中,基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列,逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位,这是集成电路保护时代。在这方面南京电力自动化研究院研制的集成电路工频变化量方向高频保护起了重要作用[3],天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的集成电路相电压补偿式方向高频保护也在多条220kV和500kV线路上运行。
我国从70年代末即已开始了计算机继电保护的研究[4],高等院校和科研院所起着先导的作用。华中理工大学、东南大学、华北电力学院、西安交通大学、天津大学、上海交通大学、重庆大学和南京电力自动化研究院都相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,并在系统中获得应用[5],揭开了我国继电保护发展史上新的一页,为微机保护的推广开辟了道路。在主设备保护方面,东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机?变压器组保护也相继于1989、1994年通过鉴定,投入运行。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护,西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于1993、1996年通过鉴定。至此,不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色,为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。可以说从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。
2继电保护的未来发展
继电保护技术未来趋势是向计算机化,网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展。
2.1计算机化
随着计算机硬件的迅猛发展,微机保护硬件也在不断发展。原华北电力学院研制的微机线路保护硬件已经历了3个发展阶段:从8位单CPU结构的微机保护问世,不到5年时间就发展到多CPU结构,后又发展到总线不出模块的大模块结构,性能大大提高,得到了广泛应用。华中理工大学研制的微机保护也是从8位CPU,发展到以工控机核心部分为基础的32位微机保护。
南京电力自动化研究院一开始就研制了16位CPU为基础的微机线路保护,已得到大面积推广,目前也在研究32位保护硬件系统。东南大学研制的微机主设备保护的硬件也经过了多次改进和提高。天津大学一开始即研制以16位多CPU为基础的微机线路保护,1988年即开始研究以32位数字信号处理器(DSP)为基础的保护、控制、测量一体化微机装置,目前已与珠海晋电自动化设备公司合作研制成一种功能齐全的32位大模块,一个模块就是一个小型计算机。采用32位微机芯片并非只着眼于精度,因为精度受A/D转换器分辨率的限制,超过16位时在转换速度和成本方面都是难以接受的;更重要的是32位微机芯片具有很高的集成度,很高的工作频率和计算速度,很大的寻址空间,丰富的指令系统和较多的输入输出口。CPU的寄存器、数据总线、地址总线都是32位的,具有存储器管理功能、存储器保护功能和任务转换功能,并将高速缓存(Cache)和浮点数部件都集成在CPU内。
电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护的基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信能力,与其它保护、控制装置和调度联网以共享全系统数据、信息和网络资源的能力,高级语言编程等。这就要求微机保护装置具有相当于一台PC机的功能。在计算机保护发展初期,曾设想过用一台小型计算机作成继电保护装置。由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差,这个设想是不现实的。现在,同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度、存储容量大大超过了当年的小型机,因此,用成套工控机作成继电保护的时机已经成熟,这将是微机保护的发展方向之一。天津大学已研制成用同微机保护装置结构完全相同的一种工控机加以改造作成的继电保护装置。这种装置的优点有:(1)具有486PC机的全部功能,能满足对当前和未来微机保护的各种功能要求。(2)尺寸和结构与目前的微机保护装置相似,工艺精良、防震、防过热、防电磁干扰能力强,可运行于非常恶劣的工作环境,成本可接受。(3)采用STD总线或PC总线,硬件模块化,对于不同的保护可任意选用不同模块,配置灵活、容易扩展。
继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求,如何进一步提高继电保护的可靠性,如何取得更大的经济效益和社会效益,尚须进行具体深入的研究。
2.2网络化
计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱,使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。它深刻影响着各个工业领域,也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。到目前为止,除了差动保护和纵联保护外,所有继电保护装置都只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用也只限于切除故障元件,缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。国外早已提出过系统保护的概念,这在当时主要指安全自动装置。因继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围(这是首要任务),还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据,各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,确保系统的安全稳定运行。显然,实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络联接起来,亦即实现微机保护装置的网络化。这在当前的技术条件下是完全可能的。
对于一般的非系统保护,实现保护装置的计算机联网也有很大的好处。继电保护装置能够得到的系统故障信息愈多,则对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测愈准确。对自适应保护原理的研究已经过很长的时间,也取得了一定的成果,但要真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自适应,必须获得更多的系统运行和故障信息,只有实现保护的计算机网络化,才能做到这一点。
对于某些保护装置实现计算机联网,也能提高保护的可靠性。天津大学1993年针对未来三峡水电站500kV超高压多回路母线提出了一种分布式母线保护的原理[6],初步研制成功了这种装置。其原理是将传统的集中式母线保护分散成若干个(与被保护母线的回路数相同)母线保护单元,分散装设在各回路保护屏上,各保护单元用计算机网络联接起来,每个保护单元只输入本回路的电流量,将其转换成数字量后,通过计算机网络传送给其它所有回路的保护单元,各保护单元根据本回路的电流量和从计算机网络上获得的其它所有回路的电流量,进行母线差动保护的计算,如果计算结果证明是母线内部故障则只跳开本回路断路器,将故障的母线隔离。在母线区外故障时,各保护单元都计算为外部故障均不动作。这种用计算机网络实现的分布式母线保护原理,比传统的集中式母线保护原理有较高的可靠性。因为如果一个保护单元受到干扰或计算错误而误动时,只能错误地跳开本回路,不会造成使母线整个被切除的恶性事故,这对于象三峡电站具有超高压母线的系统枢纽非常重要。
由上述可知,微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性,这是微机保护发展的必然趋势。
2.3保护、控制、测量、数据通信一体化
在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据,也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此,每个微机保护装置不但可完成继电保护功能,而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能,亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。
目前,为了测量、保护和控制的需要,室外变电站的所有设备,如变压器、线路等的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资,而且使二次回路非常复杂。但是如果将上述的保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置,就地安装在室外变电站的被保护设备旁,将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后,通过计算机网络送到主控室,则可免除大量的控制电缆。如果用光纤作为网络的传输介质,还可免除电磁干扰。现在光电流互感器(OTA)和光电压互感器(OTV)已在研究试验阶段,将来必然在电力系统中得到应用。在采用OTA和OTV的情况下,保护装置应放在距OTA和OTV最近的地方,亦即应放在被保护设备附近。OTA和OTV的光信号输入到此一体化装置中并转换成电信号后,一方面用作保护的计算判断;另一方面作为测量量,通过网络送到主控室。从主控室通过网络可将对被保护设备的操作控制命令送到此一体化装置,由此一体化装置执行断路器的操作。1992年天津大学提出了保护、控制、测量、通信一体化问题,并研制了以TMS320C25数字信号处理器(DSP)为基础的一个保护、控制、测量、数据通信一体化装置。
2.4智能化