探讨电力系统变电所的微机保护技术

【摘 要】微机综合自动化系统应包括变电站的数据采集与监视，微机保护信息采集与监视和变电站开关的就地与远方操作，直流电源系统的就地与远方调节，控制操作相互闭锁，实现对变电站就地和远方的监视控制。模拟量输入方式：采用交流采样，微机监控系统具有一发三收远动功能，该系统应能保证在无人值班的条件下安全可靠运行，该系统应能与调度系统进行通信，完成遥测、遥控、遥调、遥信、遥视等所有远动功能。

【关键词】电力系统；变电所；微机；保护技术；方法探讨；人员管理；技术管理

变电站自动化技术从90年代初在国内应用以来，在中、低压变电站系统中 已经得到了广泛的应用，现在正在向高压、超高压变电站系统发展。随着变电站自动化技术的不断发展，对技术革新提出了更高的要求，其中最主要的有两个：1、使用新的、高性能的通信网络以满足不断增长的技术需要；2、制定各个厂商 共同遵守的变电站自动化系统通信协议国际标准，以实现不同厂商产品互操作的需求。

一、电力系统变电所微机保护总体方案要求

1.按无人值班变电所配置二次设备，按单网络、单远动（总控或通信管理机）、单后台设计，后台监控不依赖于远动设备（总控或通信管理机）直接与间隔层设备进行通信，避免在远动设备或总控单元故障时，导致后台和远方监控同时失效。

2.综合自动化系统基本结构：采用分散式（或完全分布式）系统结构。

3.布置型式：室内的各间隔层保护测控装置及计量装置就地安装于开关柜，室外的间隔层保护测控装置及计量装置、远动设备及通信设备均集中组屏。

4.综合自动化系统组态灵活、具有较好的可维护性和可扩展性。

5.综合自动化系统的设计应采用合理的冗余配置和诊断至模块级的自诊断技术，使其具有高度的可靠性。

6.计算机系统应采取有效措施，以防止由于各类计算机病毒侵害造成系统内各存储器的数据丢失或其它对系统的损坏。

7.保护测控设备采用保护、测控一体化装置，具有良好的抗振、宽温度范围等性能，电磁兼容性能应满足4.4.2.3条的要求。

8.保护测控设备所有的插件之间、插件与现场电气接点之间需进行完全的电气隔离、避免相互干扰，保证每个单元故障不影响系统的正常运行。能任意插拔相同功能组件，提高系统的可靠性和可用性，而不会降低设备性能或缩短设备寿命。

9.通信接口及规约：后台监控、远动设备与保护测控装置：现场总线（CANBUS或Lanwork）或以太网、RS-485工业总线。综自系统与调度和集控站：至少留有主、备通信接口，能在通信故障时有自动恢复功能；通信规约优先采用IEC60870-5-101，考虑到现有调度和集控站，可以采用CDT、DNP3.0、Poling3.0、1801。

综自系统与直流系统：采用RS-485或RS-232接口，通信规约可以采用CDT、Modbus等规约。

综自系统与智能电表：全站智能电表单独组网，经采集器与综自系统通信，并通过电话拨号及专用通道与电能量计费主站系统相连，通信规约采用IEC60870-5-102。

电量采集器与智能电表：采用RS-485接口，通信规约优先采用DL/T645，考虑到现有电表情况，可以采用CDT、Modbus等规约。

综自系统还必须留有足够的接口，实现与小电流接地系统、消谐装置、安防系统等智能设备的通信，通信按设备厂家规约连接，综自厂家应具备特殊规约的开发能力。

与远动设备的网络连线采用带屏蔽的五类网线。

二、微机保护变电所运行中普遍存在的问题

1.自动化变电所二次控制设备存在报警信息不全或误报现象，干扰了变电所运行人员地正常值班和故障处理。

2.10KV单相接地发信号准确率低。

3.变电所微保改造后人事部门对值班人员的教育没能及时跟上，真正理解保护原理、自动化设备工作原理的人不多。

4.微保设备的维护多依赖于外单位工程技术人员，必然对微保装置的紧急维护带来困难，一定程度上影响了变电所安全供电。

5.微保变电所投运后，运行模式正在探索中，有的仍保持常规变电所值班方式，没有体现生产力提高后人力资源的重新布局和调整。

三、如何加强微保变电所的管理

根据微保变电所的上述特点和目前普遍存在的问题，为了更好地发挥好微保变电所在变电所供电领域内的作用，为变电所的跨越式发展服务，应从人员和技术两个方面加强管理。

微保变电所安全运新的人员管理措施：

1.加强对微保专用计算机的管理，对计算机有关接口和内部软件进行技术处理，制定微保计算机管理办法，对违反规定的工作人员进行教育和考核。

2.微保变电所对值班人员的素质要求应该比电磁式或晶体管式变电所高，因此一般应配备取得中专及中专以上文凭的人员值守。

3.人事部门要及时对微保变电所值班人员进行计算机基础知识和微保工作原理等方面知识的培训，对相关工程技术人员和调度人员进行更高层次的培训。

4.变电站实时信息不仅要满足站内监控的要求，还要满足上级调度部门对信息的实时性、准确性的要求，满足调度部门对站内设备控制和操作的可靠性要求，所以监控系统的技术方案设计以及信息流的合理流向问题都是需要研究和探讨的课题，只有采用好的技术方案并使数据得到快速、有效、合理的处理，才能使系统稳定、可靠，才能满足站内和调度部门对信息的实时性、可靠性要求，才能满足电网安全的要求。

四、对变电所微机保护的建议

1.变电所保护的微机化是发展方向

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。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。

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。

结束语

综上所述，随着我国电网建设的发展和安全要求的不断提高，自动化技术、产品的开发要适应这种新形势下的要求，加强新技术、新思想的研究，努力开发具有自主知识产权的产品，提高市场竞争力，加强变电站计算机监控系统运行的可靠性与稳定性，保障实时数据的准确性和及时性，要积极采用硬、软件成熟、可靠的产品，变电站（开关站）的建设也要朝无人值守和少人看守的方向发展。

参考文献

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