110 kV变电所微机保护的运行

中国电力网 2008年4月30日10:38 来源：  点击直达中国电力社区

新疆建设兵团农三师电力公司  左跃华

摘要：该文介绍了微机保护装置的配置、功能、运行情况及对微机保护发展的建议。

关键词：微机保护/运行/配置;微机保护-微机综合保护装置-微机继电保护测试仪

中图分类号：TM774 文献标志码：B 文章编号:1003-0867(2006)10-0017-02

农三师电力公司110 kV图木舒克中心变电所是1991年投运，配置的是典型的常规保护屏，此类继电器弊端较多，部件容易老化，使整定的准确度差，给设备的检修维护和试验工作带来不便，为此经过多方面分析比较，决定对该所的二次系统进行改造，采用先进的微机保护，最终选定了XWJK-3100系列变电站综合自动化系统。

1 保护装置的配置

根据图木舒克变电所是110 kV终端变电所的特点，结合其一次系统设备和原保护的配置，并经过与生产厂家研讨，配置了WBH-100型成套主变保护装置(差动保护、后备保护和非电量保护装置)及WXH-25/G型110 kV线路保护与WXH-111型35 kV、10 kV线路保护。

1.1 变压器差动保护

该保护装置设有差动速断和比率制动式差动两套差动保护功能。差动速断是反映差动电流的速断电流保护，能保证在变压器内部发生严重故障时快速动作跳闸。比率差动保护完全反映差动电流及制动电流的突变量，不受变压器正常运行时负荷电流的影响，有较高的检测变压器内部相间短路、高压侧单相接地短路及匝间层间短路等故障的能力。该保护还设有TA断线报警与闭锁控制、带延时的非电量保护和非电量保护记录等功能。

1.2 变压器后备保护

根据用户要求，该保护装置的二次电流均取自本侧TA，主变三侧都包括有三段复合电压闭锁过流保护，其中I段、Ⅱ段可方向闭锁，保证了保护的选择性；一段零序电压保护；110 kV侧还设有二段零序过流保护。并设置过负荷发信号、启动主变风扇、主变有载调压闭锁等功能。

1.3 非电量保护

该保护装置实现了电气量保护与非电量保护的彻底分离，由专门的装置来完成非电量保护。主要是来自变压器本体的非电量信号，包括瓦斯、冷却器故障、压力释放、温度过高、油位及油温等，起动后发出中央信号，并发送给微机保护作为事故记录，直接跳闸，则起动本装置的跳闸继电器。另外，该装置能自动打印动作信息，且可通过通信将信息传至监控系统。

1.4 线路保护

110 kV线路采用的是WXH-25/G型微机保护装置，配置了距离保护、零序电流(方向)保护及三相一次重合闸。相间距离保护采用躲负荷性能好，且具有一定耐过渡电阻能力的圆特性阻抗继电器来实现，接地距离保护采用的是具有较强耐过渡电阻能力的四边形特性阻抗继电器。其中距离保护、零序电流保护设有独立出口跳闸回路，35 kV线路与10 kV线路均采用的是WXH-111微机保护装置，二相二元件接线方式且配置了接地选线功能。

2 保护装置主要硬、软件结构

2.1 主要硬件结构

WBH-100系列装置采用分层多CPU并行的系统结构，设有4个保护CPU，单元管理机不参与保护动作行为。而且现时配置的差动保护附件，设置了提高小电流故障检测灵敏度的工频变化量比率差动元件，增设了相电流工频变化量起动元件，采用二次谐波制动，其交流电流隔离变换采用的电流互感器，使变换电流的谐波分量不失真，提高了防误动的能力。在后备保护的外部电流和电压输入，经隔离互感器隔离变换后，由低滤波器输入到模数转换器。CPU经过采用数字处理后组成各种继电器，作为非电量保护，可直接起动跳闸出口回路而无需经CPU进行逻辑判断，有利于提高动作可靠性。WXH-25/G型保护采用多CPU并行工作，具有智能型的自检和互检功能。CPU1担负录波功能，设有相电流差突变量起动，零序电流起动及变位起动三种方式；每次触发录波可记录8个周波，且断电后不丢失数据。CPU2为距离保护，内设距离保护起动软件。CPU3为零序保护，按四段式设置，用自产3U0做方向判断，并设有TV断线时，是否短接功率方向元件的可选功能。CPU4为综合重合功能，用于三相一次重合闸检查无压、检查同期。

2.2 主要软件结构

保护软件采用具有较高采样率的算法，保证了在故障全过程对所有继电器的运行实时计算，使装置有很高的固有可靠性及动作速度。变压器各侧TA均采用星形接线，各侧电流平衡调整和各侧电流存在的相位差由软件自动调整和校正，简化了电流的二次接线。具有软压板投退功能；具有GPS时间校对、故障录波记录、保护动作事件记录，且断电保持、通信及装置内部主要软件电路的自检等功能，在正常运行下均由主程序自动进行。

3 抗干扰问题

由于主变微机保护工作电流较低，输入、输出回路易串入干扰而引起误动或拒动及误发信号，但保护在设计上利用光耦模件隔离干扰信号，以及将外部输入开关量转换为CPU可接收的弱电电平。跳闸输出和信号引出经非电量输出，避免了长电缆串入干扰，而且其引入、引出的电缆均采用屏蔽电缆，使抗干扰能力得到加强。保护从投入运行至今，没有发现因受干扰而误动或拒动现象，保证了设备和电网的安全运行。

4 运行情况探讨

XWJK-3100系列微机保护是2002年5月底在110 kV图木舒克变电所投运的。在运行过程中也出现一些问题，值得探讨。

电压、电流和相位的实时采样值和变压器差动电流、开关输入量状态等均可以显示，给现场调试和维护带来方便。但这些数据只可在主菜单中显示，不能打印出来，检查这些实时数据时必须到现场，给管理和分析工作带来不便。

保护的报告储存情况不是很理想。保护的报告记忆在储存满后，新的报告自动刷新旧的报告，如想保留有用的报告，只能打出报告备存。另外，报告的储存不能有选择性地选择有用的报告储存，而删除无用的报告。要删除报告就会把全部报告都删除，而且在众多报告中要提取必须的报告时也有一定困难。

当保护起动后在间隔较短时间内接着起动，后一次起动的数据就不能保存，以致不能分析后一次起动的原因，给运行分析和事故分析带来困难。现已由厂家对相应软件进行现场更换，解决了问题 。

微机保护装置中显示的均为英文，给值班运行人员带来诸多不便，也给人机对话带来困难，曾出现多次上报的报告不明确的现象，建议能对保护装置的显示采用汉语化。

5 建议

5.1 变电所保护的微机化是发展方向

应用于图木舒克变电所的微机保护在运行中虽然或多或少存在一些问题，但总的来说，其运行状态是良好的，而且多次经受外部故障的考验。以该公司的试验，保护的全项目调试只需半天就可完成，提高了效率；而最见效的还是在保护定值的整定方面，以前约需一天的工作，现在只用约半小时就可以了。再加上微机保护运行时，具有可实时观看电压、电流和相位的采样值，变压器差动电流、开关输入量状态也可从菜单中显示，相序的正确性和测量六角图，可直接从保护装置菜单中判别。主变微机保护确实给运行管理带来诸多方便。运行情况表明，随着微机保护的日渐成熟与逐步完善，微机保护是值得广泛推广的。

5.2 技术支持问题

众所周知，微机保护与常规保护的本质区别在于微机保护把逻辑判断工作交由软件来实现，保护动作行为的正确与否、保护装置的完善与否很大程度上取决于软件设计。也就是说，保护动作的分析，主要取决于软件设计和对软件程序的理解程度。微机保护的现场调试需研制出完善的试验方案来模拟各种情况下的各种故障，以便试验所有的程序段，才能使软件存在的缺陷暴露出来。要做到这一点，用户必须对保护的硬、软件设计有较详细的了解。由于种种原因，多数微机保护生产厂家，对这方面的资料提供较少，导致用户在日常维护及缺陷处理时过多地依赖厂家，特别是在主部件损坏时，要退出保护等均需厂家来协助处理，也给运行带来了不便。

6 结束语

110 kV图木舒克变电所微机保护的应用，这是技术发展的大势所趋，值得推介。因此，在2005年上半年建设的110 kV城北变电所的主变保护、线路保护，结合保护的发展方向，在2004年底农三师电力公司现运行的8座35 kV变电所的保护，均已更换为微机保护。微机保护-微机综合保护装置-微机继电保护测试仪