试论电力微机继电保护技术

【摘 要】微机继电保护系统综合了多方面技术，如传感器技术、单片机技术、过程控制理论、信号转换技术、电力运行技术等，该技术的出现以不断的发展完善将对电力运行带来极大的便利，如运算速度快可以提高设计部门的劳动生产率，运算准确可保证设计质量，也给电力安全运行创造了极好的条件。文章作者结合自己工作经验谈谈对其技术的认识及见解。供于同行参考。

【关键词】电力；微机继电保护；技术分析

1 微机继电保护系统的优点

经过研究和实践证明，微机保护与传统的继电保护相比较，微机保护有许多优点，其主要优点如下：

（1）改善和提高继电保护的动作特征和性能，动作正确率高。主要表现在能得到常规保护不易获得的特性；其很强的记忆力能更好地实现故障分量保护；可引进自动控制、新的数学理论和技术如自适应、状态预测、模糊控制及人工神经网络等，其运行正确率很高也已在运行实践中得到证明。

（2）可以方便地扩充其他辅助功能。如故障录波、波形分析等，可以方便地附加低频减载、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能。

（3）工艺结构条件优越。体现在硬件比较通用，制造容易统一标准装置体积小，减少了盘位数量功耗低。

（4）可靠性容易提高。体现在数字元件的特性不易受温度变化、电源波动、使用年限的影响，不易受元件更换的影响且自检和巡检能力强，可用软件方法检测主要元件、部件的工况以及功能软件本身。

（5）使用灵活方便，人机界面越来越友好。其维护调试也更方便，从而缩短维修时间同时依据运行经验，在现场可通过软件方法改变特性、结构。

（6）可以进行远方监控。微机保护装置具有串行通信功能，与变电所微机监控系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性。

2 常见故障分析

（1）硬件故障

主要有：按键失灵、显示屏显示不正常、插件损坏等等。

可能的原因有：运行时间太久使得按键机械部分接触不良导致按键失灵，或者是设备内部连接线损坏导致按键失灵；显示屏液晶面板受潮或受到损坏，显示芯片损坏；插件问题可能是插件电路电容长时间运行损坏，电源芯片损坏等原因造成。

（2）软件故障

某变电所主变压器采用的是WBZ-1201D，保护运行时，所有报告均由人机对话模件收集显示或打印机输出。在运行过程中，出现过这种情况而无法解决：保护屏上显示“有报告”，但人机对话模件上未显示“报告”内容，且打印机亦未工作。

（3）安装问题

安装保护设备时要注意防高压。安装时要找厂家协商，在保护装置入口或适当的地方安装防高压装置，防止高压电窜入低压回路，烧毁插件板。

在二次回路接线时要将电流互感器的二次接线和微机保护内的二次接线一并考虑，否则可能出现电流互感器二次开路现象。有时厂家来的高压开关柜电流互感器的内部接线已经完成，但个别出现反极性的情况，进而出现保护误动，所以在调试时开关柜内部接线也应检查。

3 抗干扰问题

继电保护的抗干扰是指继电保护装置在投入实际运行时，既不受周围电磁环境的影响，又不影响周围环境，并能按设计要求正常工作的能力。

按干扰的形态可分为共模干扰、差模干扰两种。共模干扰发生于保护装置电路中某点各导线对与接地或外壳之间的干扰；差模干扰是发生在电路各导线之间的干扰，是与信号传递途径相同的一种干扰。保护装置接收这种干扰的能力和接收信号的能力完全相同。

按干扰的危害性可分两种，一是引起保护装置不正确动作的干扰，低频差模常属于这一类。二是引起设备损坏的干扰。由于高压网络的操作或雷电引起的高频振荡，最容易造成保护装置元件和二次回路的损坏。这种干扰常属于共模干扰。

减少各种干扰对继电保护或其它二次设备影响，可以考虑采取以下措施。

（1）硬件抗干扰

屏蔽和隔离相结合。电磁屏蔽是通过切断电磁能量从空间传播的路径来消除电磁干扰的。保护柜用铁质材料做成，以实现对电场和磁场的屏蔽，在电场很强的场合，可以考虑在铁壳内加装铜网衬里或用铝板做屏蔽体。隔离既可使测控装置与现场保持信号联系，又不直

接发生电的联系。

（2）软件抗干扰

接入RC滤波器。对于微机保护，在印制板布线设计时应使强、弱信号电路之间有一定的距离，避免平行，在每芯片的电源与零序之间应加抗干扰电容，在交流和直流入口处应接入RC滤波器等。

对外部二次回路的设计采取必要的抗干扰措施。如降低干扰源和干扰对象之间的耦合电容和电感；降低屏蔽层的阻抗值；降低二次回路附近的电气值等等。

此外，保护装置的模拟输入量之间存在着某些可以利用的规律。如果由于干扰导致输入采样值出错，可以取消不能通过检查的采样值，等干扰脉冲过去，数据恢复正常后再恢复工作。

4 如何保证继电保护的可靠性

继电保护的可靠性主要由配置合理、质量和技术性能优良的继电保护装置以及正常的运行维护和管理来保证，任何电力设备都不允许在无继电保护的状态下运行。微机保护在全国电力系统的普及率已相当高，其可靠性、灵敏度高等优点不言而喻。就微机保护的特殊性而言，还有一些现场问题值得我们注意，这就是要采用有针对性的技术措施把微机保护的误动作限制在最小范围以内。以下是笔者近年来工作中的体会，供同行参考：

（1）继电保护装置检验应注意的问题在继电保护装置检验过程中必须注意将整组试验和电流回路升流试验放在本次检验最后进行，这两项工作完成后，严禁再拔插件、改定值、改定值区、改变二次回路接线等工作。

（2）定值区问题微机保护的一个优点是可以有多个定值区，这极大方便了电网运行方式变化和代路情况下的定值更改问题。现在必须注意的是定值区的错误对继电工作来说是一大忌，必须采用严格的管理和相应的技术手段来确保定值区的正确性。措施是，在修改完定值后，必须打印定值单及定值区号，注意日期、变电站、修改人员及设备名称，并重点在继电保护工作记录中注明定值编号。

（3）一般性检查不论何种保护，一般性检查都是非常重要的，但是在现场也是容易被忽略的项目，至少是没有认真去做。一般性检查大致包括以下几个方面清洁、连接件是否紧固、焊接点是否虚焊、机械特性等。其次是应该将装置所有的插件拔下来检查一遍，将所有的芯片按紧，螺丝拧紧并检查虚焊点。在检查中，也必须将各元件、保护屏、控制屏、端子箱的螺丝紧固作为一项重要工作来落实。

（4）接地问题继电保护工作中接地问题是非常突出的，大致分以两点说明：

1）保护屏的各装置机箱、屏障等的接地，必须接在屏内的铜排上，一般生产厂家已做得较好，只需认真检查。2）电流、电压回路的接地也存在可靠性问题，如接地在端子箱，那么端子箱的接地是否可靠，这些都是严重影响设备安全和人身安全的因素。

（5）工作记录和检查习惯。工作记录必须认真、详细，真实地反映工作的一些重要环节，这样的工作记录应该说是一份技术档案，在日后的工作中是非常有用的。继电保护工作记录应在规程限定的内容以外，认真记录每一个工作细节、处理方法。

5 结束语

随着电力系统高速发展以及通信技术、计算机技术的不断进步，继电保护技术迎来了一个新的发展时期。其发展将在原理上实现突破并引起应用革命，从而由数字时代跨入信息化时代。这种趋势不仅对继电保护工作者提出了挑战，更为其开辟了广阔天地。

参考文献：

[1]杨奇逊.微型机继电保护基础.北京：水利电力出版社，1998.

[2]王乐.电力系统微机继电保护的探讨[J].企业技术开发，2010（5）.