微机综合自动化

微机综合自动化（精选十篇）

微机综合自动化篇1

关键词：变电所,自动化,计算机,保护系统

1 变电所的微机保护

国内早期变电所的保护系统主要是机电式继电保护系统,它有以下几个长期存在的缺陷:(1)没有自诊断和自检功能。(2)动作速度慢。(3)装置的灵敏度差,有可能发生误动作。(4)保护装置的功能灵活性差。

而微机保护则可以充分利用计算机处理信息的能力,通过搭配相关的软件应用,不仅有继电保护系统的一贯特点外,还具备灵敏和快速的优点。这种系统的逻辑分析和综合判断能力很强,可以进行自动识别。高可靠性,不容易被干扰;系统的保护动作特性和功能可以方便地通过改变软件程序来进行调整,调试方便,因此适应的灵活性较大。同时,微机保护的通讯功能非常完善,构建综合自动化系统也较为便利,最终达到无人值守,对系统运行自动化水平的提高有着重大的意义。

2 微机系统保护的组成

典型的微机保护系统主要由微机系统、数据采集的系统、开关量的I/O系统3个部分组成。

(1)微机系统:即微型计算机。由运算器、存储器、控制器、I/O设备组成。

(2)数据采集的系统:该系统一般包含交流转换和电压形成、采样保持器、模拟低通滤波器、模数(A/D)转换电路、多路转换开关等组成部分。它的作用是把模拟信号的输入量转换成所需要的数字量。

①交流互换和电压形成:微机保护是从供电系统中的电流互感器和电压互感器上获取信息,但是互感器二次侧的数值(一般是5 A和100 W)是不能直接输入微机系统的。因此需要用中间变换器对从供电系统中的电流互感器和电压互感器上获得的信号进行转换,从而获取适用于A/D变换的电压输入信号。中间变换器还可以起到隔离的作用,保护的可靠性提高了。

在微机保护系统中一般有两种方式来采集模拟量,一种是直流采样检测,另一种是交流采样检测。

②模拟低通滤波器:对于微机系统保护而言,选择采样频率是系统硬件设计的一个核心问题。由于微机保护是一个实时系统,如果采样频率过高,数据采集系统会不断地向CPU传输数据,CPU要在两个相邻采样间隔的时间周期内,把每一组采样值所必须的各种运算和操作处理完毕。这样CPU就可能因为跟不上实时节拍而停止工作;假如采样频率过低,供电系统发生故障的初始那一瞬间,电流、电压中都含有较高的谐波成分,这样又会造成频率混叠而让数据失真。因此,设置一个模拟低通滤波器在采样环节之前,就可以将电流、电压信号中的高频分量过滤掉,从而降低采样频率,微机对系统硬件的要求也随之降低。

③采样保持器:该装置的作用就是采样后将采样数值保持一段时间不变。在微机保护中,该装置的功能是在数模转换的过程中,保持信号采样的数值不发生变化。

④多路开关:在微机保护和微机监测中,被保护和被监测的电路往往是几十路,这些被监测量常使用公共的模数转换电路。而模数转换电路不能同时转换各路被测量,而是一路接一路地转换,这就产生了各路被测量分时占有A/D转换电路的问题。

完成被测回路与A/D转换电路之间轮流切换的装置称为多路开关,多路开关的路数依实际需要而定,如采用16路、32路、64路、128路等。

⑤模数(A/D)转换电路:由多路转换开关送入转换电路输入端的量是连续变化的电流、电压、功率等,这种连续变化的量称为模拟量,而数学计算机不能直接处理模拟量,因此,被监测的模拟量必须先转换为相应的数字量,才能送入计算机。

模数转换电路的作用就是把输入端传来的模拟量转换成数字量。模数转换电路有现成的产品,可以直接使用,一般常用的芯片型号有AD574、ADC1210等等。

(3)开关量的I/O系统:该系统由多个光电隔离器、并行接口适配器、有接点的中间继电器等部件组成,以完成各种保护的出口跳闸、外部接点的输入、人机对话及信号报警等功能。该系统开关量输入通道的设置是为了实时地了解断路器及其它辅助继电器的状态信号,以确保保护动作的准确性。而开关量的输出通道则是为了完成断路器跳闸及信号报警等功能而设计的。

①开关量输入回路:对微机保护装置的开关量输入可以分成两类,即安装在装置面板上的接点和从装置外部引入的接点。

②开关量输出回路:开关量输出主要包括保护的跳闸出口以及中央信号和本地信号等,一般控制有接点继电器的方法都采用并行接口的输出口。为提高抗干扰能力,通常也经过一级光电隔离。

3 变电所的综合系统自动化特点

变电所的综合系统自动化具有以下明显的特点。

(1)综合化的功能:在计算机硬件技术、软件模块化技术的基础上,变电所的综合自动化技术是建立发展起来,变电所内除交直流电源以外的其它全部二次设备都被它综合了。

(2)微机化的结构:变电所的综合自动化系统内的主要插件全是微机化的分布式结构,网络总线连接将微机保护、数据采集、控制环节的CPU群构成一个整体,实现各自功能,一个系统往往有几十个CPU同时并行运行。

(3)屏幕化的操作监视:综合系统自动化使用彩色大屏幕显示器,值班人员可以对变电所进行全方位监视和操作。数据显示会代替变电所的值班人员在面对指针仪表的读数会,相关的故障复位操作可以在屏幕上进行操作。

(4)智能化的运行管理:变电所综合自动化系统的智能化运行管理,不仅表现在功能自动化上,还表现在系统本身所具备的在线专家功能和自诊断功能。原有的一次设备只能被二次系统检测,系统本身的故障只能运行维护人员去检查。而综合系统自动化即能监测供电系统的一次设备,也能实现在线自检。

4 变电所综合自动化系统的基本功能和结构

4.1 综合自动化系统的基本功能如下

(1)数据的采集:其主要功能之一是对供电系统运行参数的实时在线采集,运行的参数可分为状态量、模拟量和脉冲量。(2)数据的记录与处理:需要处理的数据主要是指用户和电力部门之间产生调度所要求的数据。内容包括变电所运行参数的统计、计算、分析;变电所内各种事件信息的登陆、存档、顺序记忆;变电所内运行参数和设备的越限报警及记录。(3)控制与闭锁的操作:主要内容包括出口具有跳、合闭锁功能;操作出口具有并发操作的闭锁;根据实时信息,实现隔离开关、断路器操作闭锁;适应一次侧设备现场维修操作;CRT屏幕闭锁功能的操作。(4)微机保护:微机保护主要包括线路保护、变压器保护、母线保护、电容器保护、备用电源的自动投入装置和自动重合装置等。(5)与远方操作控制中心通信。(6)人机交互。

4.2 变电所综合自动化系统的结构

变电所综合自动化系统的结构模式可以分为集中式、分布集中式和分布散式3种类型。其中分布式结构是按变电所内的回路设计的,每个单元模块对应于一条回路或按变电所内的一次设备对应分布设置。而分布散式结构的特点是减少了所内的二次设备及信号电缆,避免了电缆传送信息时的电磁干扰,节省了资源,简化了维护。

5 结语

工厂企业供电系统使电力系统的重要组成部分,在实际应用中,可以采用综合自动化系统的方案;逐步向综合自动化系统发展,最终实现无人值班的变电所的运行方式。随着科学技术的不断进步,未来会有更多的高新技术融入到生产应用中来。

参考文献

[1]刘介才.工厂供电[M].3版.机械工业出版社,1998.

[2]余建明,同向前,苏文成.供电技术[M].3版.机械工业出版社,1998.

微机的自动装置分析论文篇2

在电力系统中，有些被称为同期点的断路器在进行合闸操作时，断路器的两端都有可能因由不同的电系统供电而带电。此时，就必进行一系列的操作，最终才能将断路器合闸。这一系列的操作加上断路器合闸操作统称为并列操作。

同期点的并列操作时电力系统中一项主要的操作内容。因为断路器的两端均有电源，若同期点断路器的合闸时机不适当，两端的电参数相差较大，就将会引起断路器爆炸甚至整个电力系统稳定破坏而导致崩溃，发生大面积停电的重大恶性事故。

我厂以前采用的手动准同期装置基本上也能将同期点断路器的合闸时间控制在一定的范围之内。但在一下方面存在一定缺陷：

a、没有自动选择时机的功能，合闸时机很难把握，所以对操作人员的要求较高，经常出现操作人员多次合闸不成功的事件。

b、合闸时机随意性大。只要操作人员合闸瞬间在同期装置的允许范围之内，断路器就能合闸。但断路器由于有机械和电气传动延时和断路器的固有合闸时间，很可能断路器的合闸时实际上已经不在并列操作的.允许范围之内，从而造成非同期合闸，对断路器、发电机以及电系统造成冲击。

c、不能自动调节。对于发电机的各项电参数，必须由操作人员进行手工调节。特别是频率(转速)，必须由主控室运行人员与汽轮机操作室相互联系协调好，才能进行调节。这使得一个发电机的并网操作往往需要半个多小时才能成功。

d、原有的手动准同期装置至投运至今已经近30年，继电器已严重老化，可靠性已大大降低。

基于以上的原因，我们采用一种能自动调节各种电参数，在条件满足的情况下，自动发出合闸脉冲指令的微机智能型准同期装置已势在必行。

2、自动准同期装置的原理

众所周知，电力系统中任一点的电压瞬时值可以表示为u=Umsin(t+φ)。可以看出，同期点断路器并列的理想条件就是断路器两侧电压的三个状态量全部相等，即待并系统电压UG和大系统电压UX两个相量完全重合并且同步旋转。用公式表示则为：

(1)ωG=ωX或fG=fX(即频率相等)

(2)UG=UX(即电压幅值相等)

(3)δe=0(即相角差为0)

此时，并列合闸的冲击电流等于零，并且并列后两个系统立即进入同步运行，不会产生任何扰动现象。

为了使并列操作满足条件，尽量使合闸时达到理想条件。自动准同期装置必须设置三个控制单元。(如图1)

(1)频差控制单元。它的任务是检测待并系统(发电机)电压UG与大系统电压UX之间的滑差角频率ωS，且调节发电机转速，使发电机电压的频率接近系统频率。

(2)电压差控制单元。它的功能是检测UG和UX之间的电压差，且调节发电机电压UG，使之与UX之间的的差值小于规定允许值，促使并列条件的形成。

(3)合闸信号控制单元。检查并列条件，当待并机组的频率、电压都满足并联条件时，合闸控制单元就选择合适的时间发出合闸信号，使并列断路器的主触头接通时，相角差δ接近0或控制在允许范围之内。

3、MAS-2微机自动准同期装置的主要特点

经考察，我们最后采用了南瑞系统控制公司的MAS-2型微机自动准同期装置。该装置以INTEL公司的80C196单片机为核心，配以高精度交流变流器，准确快速的交流采样以及严格的计算技术，准确计算开关两侧的电压、频率和相角差;输入/输出光电隔离，采用进口密封快速中间继电器作为合闸输出和电压切换，装置的抗干扰能力强，技术先进。

(1)通过控制待并系统机组调速、调压实现频率和电压的自动跟踪，使频差、压差尽快进入准同期允许的范围，平均每半个工频周期测量出相角差Δδn，在Δδn=Δδdq=Δω·Tdq+Δaω·Tdq·Tdq/2时，即T=Tdq时发出合闸脉冲，实现快速并网。在同频不同相时，也可以发出合适的调速脉冲以缩短并列过程。由于计及角速度(ω)和角加速度，确保了断路器合闸时相角差Δδn接近零。

(2)该装置检同期合闸具有频差闭锁(Δf)、压差闭锁(ΔU)和加速度闭锁(dΔf/dt)功能。

(3)除具有检同期合闸功能外，还具备无压(一侧无压或两侧均无压)、电网环并(开关两侧为同一电源)等自动快速合闸功能。

(4)对输入的各侧电压和频差都进行双回路测量，双回路测量结果应一致，保证测量和计算的正确性。

(5)装置具有液晶显示屏菜单显示，便于监视和参数的设定和修改。装置掉电后，参数不会丢失。

(6)具有自试和自检功能。

(7)装置可以单独使用，也可与监控系统配合使用，实现远方遥控同期装置。多个同期点只需一台准同期装置。采用各同期点输入电压、合闸出口和调节出口选点开关切换，切换选点切换和装置上人工操作选点开关切换。

4、MAS-2微机自动准同期装置的硬件组成

MAS-2型微机自动准同期装置的硬件框图如图2，其核心是16为的单片机，装置软件存储在EPROM内，EEPROM中存放定值，RAM是数据存储器，存放运行数据、事故记录等。现场PT送来的交流电压信号经过隔离变换后送采样保持回路，再由单片机内部的A/D变换器变为数字信号，CPU进行采样、有效值的计算。

另外，交流信号波形变为方波后，进行频率和相位角的测量，再由单片机计算出频率的变化率。晶振分频产生600Hz的信号，作为采样保持信号和CPU的中断源。并行I/O扩展芯片8255的C口用于开关量输入，A口、B口经过出口逻辑电路同时控制输出信号继电器和合闸继电器。同期信号插件与同期切换插件控制信号输出、电压切换和合闸电流的保持。调速调压插件在发电机并网时经自动调节发电机有功同步马达和励磁电流，缩短同期并列的过程。

5、MAS-2微机自动准同期装置的软件结构与功能

MAS-2微机自动准同期装置的软件流程如图3所示：

该装置的软件结构分为主循环程序和中断处理程序两大部分。定时中断由晶振电路分频产生，每隔1.666ms进入一次中断。中断程序主要完成电压瞬时值采样;电压有效值计算、频率值计算、相位角计算与dΔf/dt的计算;启动判断、检同期判断、检无压开入判断等;合闸输出及中央信号控制等。主循环程序主要完成面板显示、定值修改、回路自检、信号复归以及仿真试验、打印输出等功能。

MAS-2微机自动准同期装置还具有比较独特的功能：

(1)装置的异常闭锁功能

a、装置微机能对内部存储器和一些芯片进行自检，一旦发现异常，立即闭锁同期出口，并输出装置异常接点信号;

b、对每个电压回路都有双回路进行测量，如发现两个回路测得的同一个电压和频率相差很大，则立即闭锁同期出口，并发出装置异常接点信号;

c、对于变电站多线路、多同期点，为了避免误合闸以及不同线路的PT二次侧短路，一次只能允许执行一个同期点的并列操作。如果检测到选点命令(启动)多于两点时，则立即自动解除同期切换板电源，闭锁同期出口，并发出异常接点信号。

(2)装置的复归功能：

复归是指切除装置所有TQH(同期切换模件)、TQX(同期信号模件)、TJC(调速调压模件)中所有继电器的24V控制电源。复归的方式有三种：

a、通过按同期信号模件(TQX)上的复归按钮(FA)人为复归;

b、合闸脉冲发出后延时2秒由软件控制TQX模件中的继电器复归;

c、同期点启动后，超过选点启动自复归时间定值Trs后仍未合闸，由软件控制TQX模件中的继电器自动复归。

(3)装置与监控系统分通讯功能

MAS-2微机自动准同期装置的通讯接口为RS-232方式，能与监控系统进行通讯，后台监控机能在远方控制同期点的并列操作，并能取得准同期装置所有的定值和同期操作时的所有实时数据

6、应用情况及其效果

MAS-2型微机自动准同期装置在我厂投用一年多，运行情况一直良好。由于其具有一定的智能性，能够根据采集到的电参数，通过计算，自动发出指令，对发电机的电压、频率进行调节，一旦准同期条件满足，则能自动在适当的时间发出合闸脉冲，使同期点断路器能在最佳时机合闸。

其应用效果主要体现在以下几个方面：

(1)操作方便简单。操作人员在选择了不检、检无压和检同期任一方式后，只需按一下同期切换插件上的按钮，便无需其它任何操作。以后部分由微机装置自动完成采样、计算、分析以及执行。

(2)能自动选择适当的时机发出合闸脉冲。不象手动准同期装置那样，操作人员合操作把手的瞬间必须和同期检定继电器的角度配合得非常好才能合闸成功。以前半个小时的并列操作现在只需1分钟不到就能更好的完成，大大降低了操作人员的技术要求和劳动强度，也大大降低了能源的损耗和设备的损伤。

(3)能针对不同的同期点断路器而不同对待，通过整定各个同期点断路器的合闸导前时间Tdq(约等于断路器的机械和电气传动时间和断路器固有合闸时间之和)，使哥哥不同的断路器均能在最佳时机合闸成功。

(4)由于计算机的快速性和可靠性，使得断路器合闸时两侧的电参数基本接近一致，减小了因两侧电压、频率和相位存在较大差异而引起的合闸瞬间的冲击，有力的保障了电力设备特别是发电机和断路器的安全，大大加强了电力系统安全运行的可靠性。

微机综合自动化篇3

【关键词】变电站；微机综合自动化保护系统；设计

随着我国经济的快速发展，工业技术也在快速的发展，这对电网的可靠性也提出了更高的要求；同时市场经济新形势下，对电网建设也提出了许多新的要求；电网规模不断壮大的今天，电网结构更加复杂。综合这三方面的情况，传统的控制保护系统以及远远的不能满足新形势下的电网要求，因此变电站微机综合自动化保护系统的研究和设计具有很大的意义。

一、变电站微机综合自动化保护系统的作用

变电站微机综合自动化保护系统能够保证变电站之间的分配控制、分配检查以及电能传输等任务顺利的完成，变电站自动化保护系统具有下面几个方面的作用：通过自动化保护系统能够满足变电站的通信要求；通过自动化保护系统能够及时、准确的监测出电网中存在的问题，并且将出现问题的部分隔离；通过自动化保护系统能够对当地紧急情况进行控制；通过自动化保护系统能够自动的采集变电站的所有信息，对变电站的情况进行控制。

二、变电站微机自动化保护系统设计的原理

1.充分综合性，变电站自动化保护系统必须完全的代替原来的二次设备，把变电站的控制、保护、坚实、测量等功能全部分在一个系统中。通过其灵活适应性强的运行模式，进行标准化工作，保证其能够适应各种不同类型、电压的变电站环境。

2.需要满足系统对技术先进与安全性的要求，并且能够保证通信信息的共享，各种模块与部件之间应该采用网络模式，便于自动化系统中不断的从外界获取信息，实现站内所有资源的共享。此外，微机保护硬件与软件应该能够满足监控系统这种相对独立的环境。

3.运行系统必须可靠，具备较强的抗干扰能力，所以在进行整体设计的时候，应该综合保证整体系统中的各个子系统相对独立，此外，还需要其具有独立的问题诊断以及自我修复能力。

三、变电站微机综合自动化保护系统的设计

在进行变电站微机综合保护自动化保护系统设计的时候，应该研究变电站的实际情况，根据一次配电设备的布置情况，二次微机继电保护设备的设计，在按照整体的设计原理，实现微机综合自动化保护系统。

1.一次变配電设备的设计

首先选择变压器，变压器分主次之分，一般的主变压器采用户内布置干式变压器，例如SG10-1250KVA变压器，主要有过流保护、高压零测序过保护、低压侧反时限零序过流保护、小电流接地保护、F-C过流闭锁出口、负序过流保护、瓦斯等非电保护等功能，并且能够同时进行10路外部开入遥信的功能；其次是选择高压开关柜，变电站的高压开关柜通常都是安装在真空断路器中，因此常选用真空气体剧院金属封闭开关，例如KYN28-12型真空气体绝缘金属封闭开关柜；最后是选择低压配电屏，低压配电屏通常是安装在全封闭金属铠装移开式开关柜中的，如低压GCS型开关柜。

2.机电保护装置的配置与二次回路

根据变电站的微机综合自动化保护系统的整体设计原则，以及对设备类型的要求，然后对我国多家生产变电站微机综合自动化保护装置的性能，充分的考虑设备的价格、前瞻性、经济性以及售后服务等方面的因素，再结合相关的关键技术指标，进行微机综合自动化保护装置的设计，例如XK2000系列综合自动化保护测控装置的硬件组成有：

（1）微处理器模块，微处理器模块简称CPU，是机电保护装置的核心，其作用就是：监控、自检、通信以及保护的功能，然后对有源低通与带通滤波回路、出口驱动电路、信号驱动电路等，这种模块的端子有：外部复归接点输出、对时脉冲输出、电度脉冲输出以及开关输出、一个CAN串行通道信息接口、一个RS485串行通道信号接口。

（2）电源模块，装入电源模件输入220V直流电压，然后输出24V（2）、24（1）、12V、5V四组直流电压。其中24（2）是开关量输入无源脉冲量，24（1）是机电驱动电源，12V是模拟系统工作电源，5V是处理器工作电源。

（3）交流信号输出模块，X2、X3输入模块通过输入TA、TV交流电，然后通过交流电压信号转化为弱点信号，这样就能起到将弱电隔离的作用，不同的装置在输入与输出交流电的回路接线端子的定义也不相同。

（4）保护测控装置操作回路模块。该模块的内容有：6路独立的动作出口继电器能够传出8个接点，“主合开关”继电器HJ与“跳主开关”继电器TJ是通过第二接点输出；“遥控合闸”与“遥控跳闸”的主要作用就是遥控操作，第3路独立的信号继电器总共输出4个接点，输出“保护动作1”与“保护动作2”，此外，为了保证“装置故障”与“警告信号”，将他们分别接在不同的接点上。

（5）综合测控装置直流模拟及开关量输入模块。该模块的内容有：4路无源开关电源输入，此电源接点通过光耦隔离端子接入；12路有源开关量输出，电压一般选用220V/110V直流电流，同时也可以为220V交流电，对四路电流模拟量进行DC1-DC4测量，将其控制在0-6V/5-20mA范围之内。

3.通信子网构成

微机综合自动化保护系统通信子网，现在通常应用的是以太网，在变电站层一般采用100M以太网，间隔层使用10M以太网。间隔层的保护装置、测控装置、自动装置等具备以太网接口的设备直接接入间隔层以太网，其他分部布置的设备通过规约转换、测控装置或低压保护装置接入间隔层以太网，根据设备所属的间隔和物理位置链接到适当的间隔层集线器，然后再将所有间隔层集线器接入变电站层集线器。对于可靠性要求高的变电站的自动化系统，可采用双重化的以太网来确保单一故障时不损失任何功能。对于站点较多的变电站，变电站层可采用交换性集线器，将间隔分成若干子网，限制每个冲突域的站点数量不致过多，以确保系统响应速率。

四、结束语

变电站微机综合自动化保护系统作为一种蓬勃发展的新兴技术，其设计原理还有许多需要完善的地方，随着广大电力科研人员不断的研究，以及在实践中积累经验，不断对综合自动化系统进行改进，使我国变电站微机综合自动化保护技术得到了不断的提高。

参考文献

[1]黄盛超.变电站微机保护系统的若干问题分析[J].中国高新技术企业，2012（19）：98-100.

[2]郭莉.变电站微机综合自动化保护系统的应用[J].城市建设理论研究，2013（28）：54-57.

[3]蔡春海.浅析变电站微机综合自动化系统运行的可靠性[J].民营科技，2012（2）：52.

微机综合自动化篇4

随着我国电力系统逐渐向高电压、大机组、现代化大电网发展, 电力系统的安全稳定运行是社会发展和国民经济的巨大动力。因此, 保证电力系统的安全稳定运行是企业的重要任务, 在各种安全措施中, 电气自动化微机保护及综合自动化屏柜保护是重要手段之一。

1 微机保护

1.1 微机保护概述

微机保护在电力自动化中是利用计算机技术代替继电器技术, 利用计算机软件代替继电器硬件, 是用于测量、控制、保护、通讯一体化的一种经济型保护, 为了方便实现电网自动化, 以微机保护为核心, 配备监视及采集功能, 省掉传统的功率表、电度表、电流表、电压表、频率表等, 并通过通讯口将测量数据及保护信息远传上位机。

微机保护拥有很强的计算、分析和逻辑判断能力, 有存储记忆功能, 可实现任何性能完善且复杂的保护原理;可以自检, 可靠性高;可用同一的硬件实现不同的保护功能, 制造相对简化, 易进行标准化;除有保护功能外, 还可增加电量测量、故障录波、谐波分析、故障测距、事件顺序记录、调度通讯等功能。

1.2 微机保护检验内容

与常规保护相比, 微机保护使用了大量集成芯片, 改善了保护性能, 提高了保护的可靠性。为了使这种可靠性得到很好的利用, 需对下列项目进行检验。

1.2.1 数据采集系统

(1) 零点漂移。微机保护装置各交流端子均开路, 不加电压、电流。对不同型号的微机保护装置, 可通过人机对话显示和触摸显示屏, 观察各个模拟量采集值。对二次额定电流采样值进行检验, 应在合理的偏差范围内。

(2) 电压、电流通道。分别对电流、电压通道加入各相一定数量的电流、电压, 观察显示值的误差是否在该产品规定的误差范围内。若超过范围, 则按调整零点漂移误差的方法进行调整。

1.2.2 硬件电路

(1) 输出回路。为了观察微机保护装置和微机监控后台的输出相应信号是否正确, 需将一定的相电流或电压值加入回路, 使其达到整定值, 再逐一检查对应元件及电路的各芯片是否损坏。

(2) 检测告警信号是否良好。

(3) 开关量输入回路。检查后台和保护装置是否能相互呼应。

(4) 定值输入功能。通过分离式键盘直接写入定值并固化, 再检测写入定值的正确性。当重新写入或修改定值后, 需重新进行检验, 加入电压或电流信号, 以保证万无一失。

1.2.3 交流电压、交流电流回路接线检查

正常运行的电力系统负荷, 三相电流、三相电压均应为正相序。由此, 可通过测量回路接线的电压电流, 即可判定回路接线正确与否。

1.2.4 零序电流、零序电压、回路极性检查

目前, 在微机保护装置中, 电流互感器的极性端应与装置中电流变换器的极性端连接, 而电压互感器绕组的极性端应与装置中电压变换器极性端相连。极性接地和非极性接地是电压互感器绕组的两种方式, 这两种方式都应该保证装置中三角形电压变换器的极性端开口与三角形绕组的极性端相连。为了确定开口三角形绕组的接地端, 可通过电压互感器端子箱和保护屏端子排处测量二次绕组与三次绕组同名相之间的电压来识别。各种微机保护装置的参数应根据有关规程的要求和产品说明, 在调试及检验中针对具体情况进行检验和调整。

2 屏柜

屏柜在电力自动化各类微机保护及电力综合自动化保护中起着重要的作用。它为发电厂、变电站现场继电保护及自动化系统工作提供了可靠、稳定的环境, 为提高继电保护及自动化系统工作的质量、保障人身及设备安全提供了可靠保证。其质量的优劣将影响与其保护的设备的可靠性, 同时保障运行人员的生命安全。如由于屏柜的生产加工而出现故障, 导致安全事故。所以我们必须提高屏柜的加工质量, 加强屏柜的安全质量检查, 防患于未然。

2.1 屏柜的检验标准规范

屏柜的检验标准规范主要来自电气柜转屏单、收料单、工程图纸、相关技术通告。Q/GDNZ.JG602—2008《机柜检验规范》是检验屏柜最重要的依据与凭证, 它包含对屏柜的型号名称、尺寸、外型、安装等要求。首先收料单是一次性的自制原始凭证, 是购货方对供应商送料或送检时提供的货品所进行描述 (名称、数量、来源) 的单据, 以便于购货方后期对货物分拣、入库、上架管理。收料单既是交接完成的证明, 也是报税的依据。工程图纸是屏柜产品最直接的生产依据, 它在特定的条件下, 一般满足Q/GDNZ.JG602—2008《机柜检验规范》。但是如果购货方对屏柜有特殊的要求也有可能与国标规范有部分出入, 在检验的时候检验人员需要特别的注意。相关技术通告既包含了工程图纸中指明的特殊结构, 还包含其特别技术指标。

2.2 屏柜检验内容

根据生产厂商的不同以及现在的使用条件的不同, 屏柜有不同的型号。各个电网公司的屏柜也有自己的特点。有各种类型的柜型 (TG1A、TG1RJ、TGHB (国网、华北等柜型) ) ;尺寸有2 260 mm×800 mm×600 mm或2 360 mm×800 mm×600 mm等;颜色有振华、RAL、红狮等系列, 但是作为厂商可以针对不同客户的不同需求对外观色彩进行设计, 但尽量按照现行的国网标准来设计, 尽管不同的设备需要的屏柜型号不同, 但是对于其质量检测的相关规范则大体是相同的。

以下是柜型为TGHB, 尺寸为2 360 mm×800 mm×600 mm, 颜色为RAL7032的屏柜的需检详细项目, 包括屏柜外部检查、结构检查、扎线检查及柜后部各辅助设备的检查等。

2.2.1 屏柜外部检查

针对屏柜的外部检查, 一般需检查的项目包括: (1) 柜型, 主要通过与设计工程图纸与Q/GDNZ.JG602—2008《机柜检验规范》进行比对并观察铭牌, 如符合工程图纸则可以认为柜型合格。 (2) 标志与图纸相符度, 清楚性、完整性、正确性。 (3) 各插件印刷电路的焊接质量, 线头及插件内跳线安装规格。 (4) 额定电压、电流与图纸的相符度。 (5) 切换压板紧固性及接线端子及端子排上可靠性。 (6) 屏柜前玻璃门中间应张贴含有柜型、型号、名称、合同号、颜色、尺寸及订货单位的标示, 柜体门楣上有型号和名称, 玻璃门左上角标有厂标, 下方印有厂名, 柜后双开门右侧下方安装一块标有型号、编号、合同号出厂日期的铝合金小标牌, 所有的厂牌、标牌、标志牌、出厂编号牌符合Q/GDNZ.JE201—2006《产品用厂牌、标牌、标志排、出厂编号牌、公司标志》标准要求。 (7) 丝印徽标及字体清晰, 不允许徽标残损字体缺失及模糊, 没有粘贴等。 (8) 柜型的颜色、尺寸、产品型号和产品名称, 柜内所有辅助设备型号、规格、数量必须清晰。表面各种标识整洁, 表面涂敷层平整。

2.2.2 屏柜结构检查

屏柜的结构检查包括外形结构、各处间隙、门及门锁等。结构检查时须注意避免装置内部元器件损坏。

(1) 外形结构。外形结构检查包括机柜表面敷层、焊接、颜色和结构缝隙等内容。1) 整机表面检查:表面完整光滑清洁无污染无刮伤, 如果满足则合格;若刮伤见皮膜的长度大于15 mm, 则不合格;刮伤见皮膜的面积大于9 mm2, 则不合格;刮伤不见皮膜的面积如大于10 mm2, 而长度大于50 mm, 则不合格;点状撞伤, 可看到底材, 刮伤见皮膜的面积大于9 mm2不合格。2) 整机焊接检查:整柜各安装焊接面必须达到连接面的95%以上;焊接必须平整, 不允许有焊渣没有清除。扎线架焊接平整规范, 没有严重变形现象, 平行变的最大倾斜度小于15°。3) 柜体颜色检查:颜色均匀一致, 无明显色差、无砂粒、起皱、堆积、挂流、脱落、腐蚀和划伤。

(2) 各处间隙检查:四周门缝、内面板间、内面板开孔与装置间间隙均匀, 前后门开启灵活无碰擦, 门缝间隙≤4 mm、相对误差≤1.2 mm;面板开孔与装置间间隙≤1.2 mm。门与框架相对高低位置≤3 mm。

(3) 门锁检查:同一工程机柜安装同一型号门锁, 前、后、侧门锁功能正常, 开关门方便灵活, 不松动, 且用同一把钥匙可以打开。

2.2.3 屏柜扎线检查

扎线检查主要包括导线连接、导线标识、走线槽、扎好的线把及接地线等。其导线的规格、颜色、标记符合GB/T2681—1981《电工成套装置》、图纸和技术规范中的要求, 接线标志、套管、标号与图纸相符, 扎好的线把无交叉、横平竖直并固定好、禁止线把直接穿越或沿着金属构件敷设、易活动的线把应外加螺旋套管, 走线槽安装平直牢固, 导线和端子的连接应紧固。

2.2.4 屏柜后部及辅助设备的检查

屏柜后部内所有辅助设备 (集线器、交直流空气开关、变送器及端子排) 等型号、规格、数量与工程设计图纸要求相符, 所有的辅助设备有合格证;安装整齐、牢固。接地线采用截面积≥4 mm的黄绿色双色导线, 接地铜排的截面积不小于100 mm, 铜排上有明显的接地标志, 接地铜排所有的螺纹都必须安装统一型号 (M6) 螺杆, 不允许有螺纹孔没安装螺杆, 螺杆连接要求:螺丝连接必须有平垫或者是弹簧垫;弹簧垫必须压平才能算作紧固完成, 禁止采用攻丝、自攻丝螺钉之类的连接方式;每个零件的每个连接面至少要存在一个破漆螺钉抑或破漆垫片;螺丝需要四周平贴, 没有缝隙;破漆的效果好, 能很好的接地。

3 结语

尽管不同的设备需要的屏柜型号不同, 其质量检测的相关检验规范却大致相同。但是为了提高屏柜在使用中的安全性, 一方面应优化其生产以提高质量;另一方面则需要检验人员对所有屏柜按照规范进行细致、全面的检验, 以保证所使用的屏柜都是合格的产品。针对微机保护及屏柜的检验对生产的连续性、可靠性和安全性有着十分重要的作用, 因此在生产实践中必须加以重视。

摘要：根据微机保护及屏柜检验相关规范和屏柜设计的特殊要求, 对微机保护及屏柜的相关检验内容进行了详细总结, 并以实例介绍了屏柜需检项目的相关细则, 这对保证屏柜质量、提高系统安全性及可靠性具有重要的工程实用意义。

关键词：微机保护,电力屏柜,质量检验

参考文献

[1]DL/T995—2006中华人民共和国电力行业标准

微机综合自动化篇5

【关键词】变频恒压供水；煤矿防尘；实践与应用

1原防尘供水系统概述

寿阳县友众煤业公司煤层埋藏较浅，距离地表垂直高度只有138米，原防尘供水系统采用静压供水方式和水泵供水方式相结合，井下水通过矿井排水系统排至地面沉淀水池，沉淀后利用4KW潜水泵排至另一沉淀水池蓄水，通过4寸管路利用静压引至6#石门防尘水池，从6#石门防尘水池分两路供水，一路通过防尘管路利用静压排至井下各防尘地点，另一路利用4KW潜水泵排至6#石门掘进工作面。由于防尘水压力不足影响掘进工作面和综采工作面的正常生产，在副井水仓安装一台DA型水泵（电机功率37　KW）供回采泵站水箱，在回采泵站水箱处安装一台DA型水泵（电机功率18.5KW）供综采工作面机组，防尘水压力仅能达到1.1　MPa，在回风上山安装一台DA型水泵（电机功率18.5KW）供掘进迎头防尘，防尘水压力仅能达到0.6　MPa。

存在的问题：1、系统防尘水压力仍然不足，综采工作面机组防尘水压力仅能达到1.1　MPa，掘进迎头防尘水压力仅能达到0.6　MPa，而且防尘水流量不稳定，水质差，不能满足正常生产的需要。2、该系统管路复杂，需用闸阀多，还需要频繁倒换操作各个闸阀，占用设备多（三台潜水泵，三台DA型水泵，五台开关），所有设备均需要人工操作而且安装在不同地点，使用人员多，可靠性差，不便于维护。

2变频恒压防尘供水系统概述

为了解决原静压防尘供水系统存在的问题，友众煤业在副井口新建沉淀池和蓄水池各一个，井下水通过矿井排水系统排至地面新建沉淀水池，经过滤、净化水处理后排至新建蓄水池，在新建蓄水池上面安装PCS型微机控制全自动变频恒压供水设备一套。该套设备将防尘水通过防尘管路输送到井下各防尘工作地点。

该系统优点：1、系统防尘水压力充足，当供水设备出水压力调整至0.Pa时，综采工作面机组防尘水压力达到2.8MPa，掘进迎头防尘水压力达到2MPa，而且防尘水流量稳定，水质好，完全能够满足正常生产的需要。2、系统管路简单，不需要频繁操作闸阀，将原系统中配备的三台潜水泵、三台DA型水泵、五台开关全部撤除，仅在地面安装供水设备一套，占用设备少，而且该套设备为全自动调节控制，可以定时自动换泵，不需要设专人值班，可靠性高。3、PCS型微机控制全自动变频恒压供水设备，由泵组、负压罐，控制柜、管件阀门等组成，选用两台水泵，一用一备。具有结构简单，设计合理，占地面积小，便于安装和运输等优点。4、微机变频恒压供水控制系统保护功能完善，水泵电机采用变频器软启动方式，无电流冲击。由于该系统采用了闭环自动控制，可随时根据用水情况自动调节水泵转速，从而改变供水量。由于水泵耗电功率与水泵电机转速成三次方正比关系，所以水泵调速运行节电效果非常显著，平均耗电量较通常的供水方式可节电30%-50%。

3微机变频恒压供水控制系统技术特点

微机控制变频调速恒压供水控制系统采用国际先进的交流电机变频调速技术，对水泵进行调速以达到恒压目的。该系统由以下几部分组成：（1）压力传感器将管网上压力信号变化量转化为电信号变化量。（2）供水控制柜将电信号经分析运算后，输出給变频调速器。（3）变频器控制水泵转速以调节水压。可以根据井下实际情况设定输出压力值，该系统根据井下用水量的变化，随时自动调节水泵转速，以维持恒压力变流量供水，从而大幅度地节约电能，提高供水质量。

4供水控制器介绍

ZYG恒压供水控制器是微机控制变频调速恒压供水控制系统的核心部件，该控制器为单片机智能数字控制，四位数码管显示，采用模糊控制技术，国际标准仪表结构。并提供水位信号接口，双恒压控制，小流量停机，睡眠和睡眠唤醒，定时换泵，变频故障保护，水泵无水监测，远传压力表断线保护等功能。ZYG控制器的压力控制精度高，抗干扰性能好，在变频环境下运行稳定，操作使用简明直观，比PLC成本低，调试更方便，各参数键盘数码设定可断电存储100年，具有硬件看门狗功能，可直接接电阻式远传压力表，具有睡眠和睡眠唤醒功能，在最低赫兹时输出可为零，避免了频繁切换泵和电机长时间在低频运行发热的情况，两台泵互为备用，定时循环开机，现场调试比一般的控制器更方便。

5效益分析

改造后比改造前设备费用多投入为：

11万元-6.96万元=4.04万元

改造后比改造前设备耗电量费用少投入为：

31万元-6.3万元=24.7万元

改造后比改造前人员少投入工资为：18万元

综上分析，改造后比改造前年可节约费用为

24.7万元+18万元-4.04万元=38.66万元

微机综合自动化篇6

1 系统部分的传感部件

35k V变电站微机综合保护自动化系统的部件主要由电力保护部件、管理部件及数据采集部件组成。

1.1 检测模拟信号

在35k V的系统中, 通过电压值进行模拟信号的检测, 电压互感器能够将高压转化成低压的形式, 形成交流信号, 当2台主变压器同时运行时, 电压互感器就会传出2个信号;当2台主变压器单独运行时, 电压在取值的过程中只会取其中的1 个数值。在对电流值进行检测的过程中, 电流互感器作为传感部件, 电流互感器能够将高电压侧的大电流转换成低压的小电流作为采样信号送出, 其可分成计量回路电流互感器和保护回路电流互感器, 前者的输出电流会非常大, 最大值达到几十安培。

1.2 检测开关信号

开关信号的控制和检测一般是结合高压开关进行取样的, 运用了机械联动装置, 此类装置能够对继电器的接点的位置进行取样, 通过继电器的接点, 使保护装置的信号得以传递, 手动刀闸一般是不通过继电器的接点传递信号的, 在对刀闸位置的信号进行收集的过程中, 一般都是外加一个信号的装置。

2 变电站微机综合保护自动化系统的总体模块设计

变电站微机自动化系统的基本结构为集散型, 集散型系统能够对生产管理中所有的信息进行收集, 操作人员通过计算机的操作, 不仅能够实现对生产的全程管理, 而且能够借助人机交互的功能完成对生产的监控。工程师接口是通过分析现场生产的状态, 分析预置的参数值, 针对生产的状态来确定控制的方式, 对每个单元的工作状态进行调整。通用计算机接口是结合了高级语言和各种外部的设备的, 对生产的状态进行查阅, 对不同的变量进行分析, 结合设备使用的历史数据, 分析出设备运行的趋势, 现场单元能够完成各类信号的输入和输出, 实现现场生产中数据的收集, 配合计算机完成各类算法。低级人机接口能够完善人机交互功能, 对变量的状态进行分析。通信网络设备能够将物理上的不同的计算机和现场的单元设备结合起来, 在生产现场进行协调, 实现资源的共享, 对设备进行集中的控制。随着技术的发展, 新型的变电站微机综合保护自动化系统逐渐替代传统结构的变电站微机综合保护自动化系统, 新型的变电站微机综合保护自动化系统的总体结构设计见图1。

2.1 中心枢纽单元

值班员接口是实现所有设备运行的接口, 其能够为值班员提供各类的数据, 在进行数据采集的过程中, 数据也是在值班员接口进行分析的, 且数据能够被显示和储存, 值班员就可以按照这些信息对变电站的保护决策进行分析, 其也可以叫做定值计算机接口。

维护人员接口指的是按照变电站保护工作的需要, 能够建立完善的维修参数, 对数据采集的方式进行调整, 而且能够实现模块化的处理方式, 对不同的模块的工作状态进行分析的基础上, 实现不同资源的使用。

通用微机接口是在电力调度的过程中, 实现梯级化的管理的系统, 能够使资源得到更加范围的共享。

上级调度接口是微机变电站自动化系统的子系统, 这个系统能够通过运用远程技术实现数据信息的传递, 调度员能够对这些数据的结合与分析, 实现设备运行的决策。

上述设备都是在一个单元出现的, 而且其运行都离不开网络, 只有在网络环境下才能传递数据, 现在主要是借助局域网进行数据的传递。

2.2 现场单元

数据的手机与处理模块, 此模块能够将变电站中的电流和电压等数据收集起来, 通过编码的方式能够将其传递到通用设备上, 方便值班员的观察, 运用电力载波或者无线通信的通道, 能够实现将信息及时的送往调度中心, 而且, 其还能完成低级人机界面的工作。

主变压器保护模块能够将故障区分开来, 可以借助差动的保护装置, 实现一些后备的保护工作, 能够为维修人员提供一些准确的参数, 帮助维修人员及时的找出故障, 确保电网运行的顺利。

配出线保护模块能够对配出线产生的故障进行分析, 其能够分析配出线是短路还是多相接地的故障。

3 主要模块的设计

3.1 数据采集与处理模块

数据采集与处理模块的构成见图2。

现场控制单元是一个核心的单元, 是对生产现场的数据进行收集并能够按照定值执行, 直接发送到计算机的, 实现对下一级的调度, 实现自动化的收集各个系统的数据和信息。运用RS232 口进行连接, 在生产现场能够向测控单元发出信号。

遥测是通过单元的变送才完成的, 变送单元是将输入信号进行收集, 然后在一个有效值中得到定位, 对每一个周波的数据进行分析的基础上, 对10 个周波的数据取平均值, 分析出最准确的数据。

遥信指的是在变电站中的不同开关的设置, 这些开关量的采集点能够起到二次保护的效果, 一般都是设置在高压的设备周围, 在运行开关信号的过程中, 一般一个动作都是在瞬间就能完成的, 这样就可以通过对键盘进行扫描, 能够得到变电站中数据的故障问题, 实现对开关状态变化的分析。

遥控是采用无人值守的方式运行的, 运用遥控的方式能够确保变电站中很多电源跳闸, 防止多个区域出现停电问题。这种防守时是对各个操作单元实现遥控的, 能够借助直流的固态继电器进行保护, 实现直流电路的联动。

电度计量的方式是结合电度表上的数据对脉冲量进行计算, 结合了脉冲的宽度和脉冲所占的空间比例, 分成有功电度和无功的电度。

人机界面能够对各类开关的状态进行显示, 对各类设备的故障进行显示, 并结合了遥控的功能, 值班人员实现了对设备的实时监控。

3.2 主变压器保护模块

这个模块的输出量为模拟信号的变压器和低压侧向三相电流, 借助了人工的合分变压器, 能够对各类信号进行模拟。输出的开关信号能够实现继电器的控制, 运用参数计算的方式分析出各类故障, 将故障显示出来。

在对主变压器进行保护中, 主要采用的是差动保护的方式, 这种方式能够实现自动的对高压和低压的选择, 能够分析变压器电压的比值, 对差点的分析, 然后分析变电器的运行是否是正常, 当变电器出现故障时, 能够运用此类方法分析出是什么原因造成的故障, 主变压器的后备保护指的是变压器除了主保护系统之外, 还能够进行附属的保护。可以采用零序过流保护的方式, 当变压器是正常运行的状态下, 能够通过三相电流瞬间值的分析, 进行实时保护。负序过流保护指的是在变压器正常运行中, 电流的瞬间值域相瞬时值的差值, 其最大值比单向值大2 倍。

在实现对瓦斯保护的过程中, 变电站的变压器使用的电压都是不同的, 这就导致了各类故障同时发生, 所以, 应该先排除故障, 运用差动保护的方式, 减少这种不良的反应, 而且能够运用变压器中所有的故障分析, 起到瓦斯保护的效果。瓦斯继电器中有2 个结合点, 这2 个结合点要处于打开的状态, 当变压器的邮箱产生故障后, 由于电弧的原因, 会导致绝缘体材料的分裂, 产生大量的瓦斯气体。在出现局部的故障时, 产生的瓦斯气体比较少, 影响不是特别大, 当故障遍布于整个系统中, 那么瓦斯气体的形成也会比较多, 产生不安全的因素。变压器的保护能够结合开关信号, 对不同的逻辑单元进行保护, 通过信号装置进行报警处理, 检修人员会在第一时间内进行检修。

4 结语

变电站微机综合保护自动化系统设备需要实现长时间的运行, 所以在进行设计时一定要考虑提高其稳定性和可靠性。变电站微机综合保护自动化系统能够实现生产效率的提升, 在适应一些差异的基础上, 防止差异对生产效率造成影响。35k V变电站微机综合保护自动化系统能够起到对变电站各类设备的保护作用, 对其进行继电器、变压器保护的设计, 能够确保变电站各类设备的顺利运行, 提高变电站为人们提供更好的供电服务能力。

摘要：对35k V的变电站的微机综合保护自动化系统的设计进行分析, 将电网结构和主要的运行方式作为重点分析对象, 对35k V变电站微机综合保护自动化系统的模块进行总体设计。

关键词：变电站,电力保护,电网结构,系统总体设计

参考文献

[1]杨旭方, 李艳丽, 王宁宁, 等.智能变电站虚端子设计方法研究[J].电工技术, 2015 (10) .

微机综合自动化篇7

变电所综合自动化是将变电的二次设备 (包括控制、信号、测量、保护、自动装置及远动装置等) 利用计算机技术, 现在通信技术, 经过功能组合和优化设计, 对变电所执行自动监视, 测量, 控制和协调的一种综合性的自动化系统。它的出现在为变电所的小型化、智能化, 扩大监控范围及变电所的安全可靠, 优质经济运行提供了现代化手段和基础保护。它的运用将为变电所无人值班提供强有力的现在数据采集及监控支持。在其基础上可实现高水平的无人值班变电所管理。微机保护装置为现实变电所综合自动化装在开关柜上保护监控装置, 可满足10KV及以下电压等级馈出线等设备的保护和监控需要。装置可根据用户要求灵活配置, 以达到最佳性能价格比。它至少影响到下面三个

1.1 指标

(1) 变电所无人值班;

(2) 调度自动化系统实用化:

(3) 供电可靠性

1.2 实例比较

采用传统保护配电房概况:工程总用电量2*630KVA, 高压10KV一路供电, 高压系统采用6台高压柜。分别是隔离柜、进线总柜、计量柜、母线设备柜、主变柜。附主变柜二次接线图

采用微机保护配电房概况:工程总用电量2850KVA, 分成两台800KVA与一台1250KVA, 另备用一台出线开关, 高压10KV一路供电, 高压系统采用8台高压柜。分别是进线总柜、计量柜、母线设备柜、主变柜、直流屏。以上两种不同的保护方式还在我们的设计中经常采用。附主变柜二次接线图

不过随着社会的进步, 科学技术的发展, 主要已经采用后者。从二次原理图中我们不难分辨其中的区别:在二次回路中增加一个SPAJ140C的综合保护装置取代了原来用继电器保护的电流回路。SPAJ140C微机保护系统概述:1, 实用化设计具用完整的保护功能和就地监视功能, 根据用户需要, 可选配通讯功能, 以实现简单实用的综合监控功能。2, 可靠性设计, (1) 采用高性能, 高可靠性的芯片, 元件, 继电器确保了装置高, 低温环境下的可靠性。 (2) 抗干扰性能。 (3) 按继电保护可靠性要求设计监控系统, 提高系统整体可靠性, 以真正现实变电站无人值班。 (1) 开关遥信采用及位置采集, 避免了开关操作遥信热运动问题。3, 可选配的通信功能。4, 透明化的软件设计, 5, 操作回路自适应功能。附SPAJ140C原理图。

3 变电所综合自动化性能特点

变电所自动化系统主要功能及信息量

3.1 主要功能及信息量

3.1.1 继电保护

a.微机保护通信功能。

b.线路保护。在被保护线路内部故障时, 应能快速开线路断路器, 切除故障。10KV可采用两相或三相式电流速断保护和过电流保护, 以及零序过电流保护。对于可能经常出现过负荷的线路, 还应设有过负荷保护。

c.母线保护。该保护就能自动识别并跟踪系统运行方式变化, 在各种复杂故障上均能正确快速动作, 低压闭遮光锁方式可投可信停。

d.变压器保护。主保护宜采用比例制动特性的纵差保护, 具有可靠的涌流制动功能。后备保护可用用带方向或不带方向的过电流保护。

装设过负荷保护带延时动作于信号于动作于跳闸。

3.1.2 自动控制

(1) 系统接地保护。

小电流接地系统中发生单相接地时, 接地保护应能正确选出接地线路 (或母线) 及接地相, 并予报警。

对于不接地系统, 可采用零序功率方向, 零序电流大小和方向等零序分量判据;对于经消弧线圈接地系统还应考虑其化有效判据 (如五次谐波判据等) 进行综合判断。

(2) 备用电源自投。

当工作电源因故障不能供电时, 自动装置应能迅速将备用电源自动投入使用或将用户切换到备用电源上去。

3.1.3 数据采集

变电所的数据采集量有状态量, 模拟量及脉冲量, 数字量。

(1) 状态量;

a.断路器及反映运行方式的隔离开关状态;

b.主变压器系统故障信号

c.通信系统电源中断信号;

d.计算机监控系统UPS交流电源消失信号;

e.消防及保卫信号;

f.其它状态量, 如变是所直流系统绝缘监测装置的直流接地报警信号等;

(2) 模拟量及脉冲量;

a.各级各段母线电压, 小电流接地系统应测三个相电压 (对小电阻接地母线, 则只需增测一个相电压) 。

b.直流母线电压。

c.10KV线路电流

d.母联分段, 分支断路器电流

e.消弧线圈中性点位移电压及残余电流。

(3) 数字量;

a.通过监控系统与保护系统通信直接采集的各种保护信号, 如保护装置发送的测量值及定值, 故障动作信息, 自诊断信息, 跳闸报告, 波形等。

b.通过与电能计费系统通信采集的电能量。

c.其他智能设备发送的数字量信息。

3.1.4 安全与监控

(1) 控制与操作闭锁;

a.所有的控制操作均能就地和远方控制, 就地和远方切换相互闭锁, 自动和手动相互闭锁。

b.操作管理权限按分层 (级) 原则管理。

c.对断路器的分合控制。

d.无功/电压控制。

e.直流母线电压控制。

f.继电保护投入或退出, 保护定值切换等。

g.现场操作防误闭锁, 其闭锁应满足“五防”要求。

(2) 越限报警与异常状态报警:

(3) 事件顺序记录, 事故追忆和故障录波。

3.1.5 数据处理与记录

本功能应能满足各级调度 (控制) 中心, 电网规划, 变电所运行管理, 自动化及继电保护等各专业, 部门的要求。主要内容有:

a.生数据处理。

b.数据合理性校验。

c.特殊计算

d.微机五防操作闭锁系统的信息处理。

e.测量数据越死区处理。

f.事件顺序记录, 事故追忆信息, 故障录波记录和信息的分类处理。

g.根据实侧脉冲数计算电量值并累计。

h.分合断路器时, 直流母线电压电流变化记录。

i.各类报警, 分类计算表统计;

(1) 人机联系系统的技术要求和功能

a.技术要求:打印、显示、在线应用、人机联系系统的技术指标可比照调度中心对主站系统的要求执行。

b.功能。人机联系系统功能主要从显示屏幕和打印机上体现出来, 操作工具一般是键盘和鼠标器。

(2) 远动RTU功能

(3) 监控系统自诊断及自恢复

3.2“四遥“量的基本配置

为了保护调度 (控制) 中心对无人值班变电所有效而可靠地控制, 变电所自动化系统中下列“四遥”量是必不可少的。它们即适合无变电所改造为无人值班变电所, 也适合新建无人值班变电所, 但建设中可根据情况增配其他量。

3.2.1 遥测

a.各级各段母线电压, 小电流接地系统应测三个相电压。

b.直流母线电压

c.10KV线路电流

d.母联分段, 分支断路器电流;

e.主变压器湿度。

3.2.2 遥信

a.所有断路器位置信号

b.反映运行方式的隔离开关位置信号;

c.变电事故总信号

d.母线保护动作信号

e.主变压器保护动作信号

f.10KV系统接地信号

g.直流系统异常信号

h.断路器控制回路断线总信号

i.断路器操作机构故障总信号

j.继电保护及自动装置电源中断总信号

k.变压器冷却系统故障信号

l.变压器油温过高信号

m.继电保护, 故障录波装置故障总信号

n.监控系统或遥控制操作电源消失信号等

3.3 遥控

a.变电所全部断路器

b.高频自发信起动等

3.4 遥调

主变压器有载分接开关。

4 结束语

总之, 微机保护监控装置的选择应根据变电所的容量与所接电网的形式等因素, 结合各种保护方式的特点综合考虑, 既要满足电网可靠性的要求, 也要兼顾产品质量和价格。

摘要：通过两个10kv变电所的设计实例, 介绍微机保护监控装置在10kv变电所设计中的应用, 以及它与传统保护方式的区别。

关键词：二次设备,综合保护装置,继电保护

参考文献

[1]《变电所自动化技术与无人值班》四川省电力工业局四川省电力教育协会编.中国电力出版社

变电站微机控制自动化系统设计篇8

关键词：微机综合自动化,保护测控装置,硬件设计,软件设计,抗干扰

随着微电子技术、计算机技术和通讯技术的发展, 变电站的综合自动化技术也得到了迅速的发展。近几年, 变电站综合自动化得到了我国电力工业部门的高度重视, 成为我国当前电力工业推行技术进步的重点之一。

1 变电站微机自动化的继电保护

微机保护是综合自动化系统的关键环节, 它主要提供对变电站主要设备和配电线路的全套保护。以全微机化的新型二次设备代替常规的电磁式设备, 并尽可能做到硬件资源共享, 以不同的软件模块实现常规的硬件才能完成的功能, 用计算机局部通信网络代替大量的信号电缆的连接, 不仅减少了设计、维护工作量, 而且也使得改造后的变电站自动化程度及安全、运行的可靠性得到提高。

1.1 技术特点

变电站综合自动化控制系统是一种集控制、保护、测量及远动等功能于一身的微机控制系统, 接线简单, 可以很容易解决传统的变电站二次系统存在的问题, 提高了电力系统的供电可靠性, 其主要有以下几个主要特点:功能综合化:通过一定的结构形式, 用一个通讯网络连接起来;结构微机化:系统的主要元件实现微机化;操作监视屏幕化;运行管理智能化:由于微机保护控制单元具有实时在线自诊断功能, 使得工作人员可以随时掌握保护单元的运行状态, 体现了可靠性高、实时性强的特点。

1.2 微机保护优越性

微机保护装置具有如下几个优点:维护调试方便。;可靠性高;易于获得附加功能;灵活性大;保护性能得到很好的改善。

2 测控单元硬件设计

本保护测控单元主要由以下几个部分构成数据采集系统, 电能计量模块, CPU系统、开关量输入输出回路, 人机接口系统, 以及电源插件。其硬件总体结构如图1:

2.1 电源插件

电源插件把外部提供的交流电源转换为保护装置所需要电压范围。输入为交流220V, 内设电源开关, 经抗干扰滤波回路后, 进入电源变换模块。输出为+5V、±15V、+24V。三组电压均不共地, 且采用浮地方式, 同外壳不相连。+5V电压用于装置的数字回路, ±15V用于模拟量回路, +24V电压用于继电器驱动及脉冲、开入的正电源输入使用。

2.2 数据采集系统

从电力系统CT, PT来的二次测送来的电气量的值可能很大, 也可很小, 与微机保护装置输入通道允许的电平不相匹配, 所以不能直接送入装置中, 必须设计交流变换电路, 以达到使输入信号电平与微机保护装置输入通道允许的电平相匹配的目的。需要变换的电气量有A、B、C相的电压、电流, 及其零序电压和电流。交流电压一般通过隔离变压器获得所需要的电平。交流电流则先通过隔离变流器, 然后再通过阻抗变换器直接转换为合适的电压。同时交流变换电路的另外一个作用是实现装置内外的电隔离, 即使系统二次设备 (包括信号系统、继电保护和自动装置等) 与保护装置之间不存在直接的电联系, 以提高抗干扰的能力。

由于采样总是按照一定的频率工作的, 为了避免因采样频率不够高而产生频域混叠现象, 必须要满足采样定理, 因此须限制输入信号的最高频率, 也就是必须给输入信号一定的带限, 把输入信号频率限制在一定范围内。经由电压电流变换器而来的模拟信号内含有很多高次谐波, 尤其是在故障初期, 其高次谐波含量更多更复杂。因此, 需要用低通滤波器来消除输入信号中的高频部分。本系统中采用由网络与运算放大器构成的有源低通滤波器。在RC网络中引入有源器件, 能够实现传递函数在S域左半平面出现共辘极点, 得到良好的滤波特性。为了不增加装置的复杂性和时延, 阶数选取不宜过高, 本系统中选用二阶低通滤波器。

2.3 开关量回路

关量回路包括开关量输入回路和开关量输出回路。不论是开关量输入还是开关量输出, 他们所要检测和控制的设备对象都来自220V的高压环境中, 电磁干扰比较严重, 因此都需要光电隔离器件, 隔离外部干扰信号, 防止外界干扰进入CPU系统。在开关量输入中, 应用光电隔离器件有着两方面的作用, 一是可以隔离外部干扰, 二是起到电平转换的作用, 将继电器的电压转换为系统可以处理的电平范田之内。开关量输出回路时由CPU的I/O口发出的信号, 驱动继电器动作的回路。因为驱动出口部分靠近控制对象, 工作环境比较恶劣, 容易受到各种干扰因素的影响。为防止由外界干扰造成的误发信号, 因此出口命令不能只由一位来表征, 当出现电平输出和整定值不符合的情况时, 而延时时间到, CPU就要发出相应的保护动作信号, 否则任意对该位的千扰都会引发误操作, 降低了保护装置的可靠性。

3 软件设计

保护测控单元的整个系统是由保护CPU MSP430F1611、测量CPU P89C51RD2FA和显示CPUP89C51RD2FA构成。各个CPU软件由初始化程序、主程序、中断服务子程序组成。初始化程序主要完成CPU的一些工作方式的选择, 以及相关外围器件的初始值和工作方式的设置。主程序则是完成一些对实时性要求不是太高的操作。中断服务子程序主要功能是完成实时数据的采集、保护功能的实现、保护CPU与测量CPU的串口通讯、测量CPU和显示CPU的串口通讯以及测量CPU与上位机通讯。

3.1 保护设计

初始化子程序对CPU的工作方式进行了选择。保护CPU工作核心是完成保护功能和实时数据的采集上传、及事件的数据的形成。通过采用MSP430F1611的软件定时器, 通过周期性的中断完成对实时数据采集以及保护功能。因此在初始化子程序中开启软件定时器, 完成对RAM片内的清零。

3.2 软件保护中断

保护中断子程序是通过CPU MSP430F1611的软件定时器中断来实现严格满足一个周波12点的等间隔采样, 每隔1.667ms触发一次。在每次进入软件定时器中断后, 重置定时器基准时间, 和下次中断时间。保护中断子程序中主要完成开关量的处理、数据采集、模拟量幅值计算、故障录波数据的采集、保护功能的实现及故障后事件记录的记录。

保护装置是确保电力系统稳定和设备安全的装置, 在设计保护控制单元寸, 应充分考虑到保护的相对独立性。即一套硬件一套软件, 实现不同监控对象的策略。当变电站内其它设备出现故障, 退出运行时, 不会影响各个保护控制单元的正常运行。若某一微机保护控制单元出现故障或异常时, 可以只停下该单元设备, 不至于影响其它单元的正常工作。本套装置主要面对的对象为10KV变电站中的电源、母联、馈线、电容等, 提供的保护种类包括电流速断 (一段保护) 、限时电流速断 (二段保护) 、定时限过电流 (三段保护) 、低压保护、过压保护、单相接地保护、馈线重合闸、母联自投等及故障录波记录等功能。

3.3 低压保护

采用相电压判别。在PT处于正确位置时, 当三相电压中的任一相电压小于整定值时, 同时延时时间到, 保护动作出口, 并发相应的保护动作信号。

PT短线的判别方法是采用电压求和检查和三相失压相结合的方法。利用三相电压求和大于8V, 且起动元件未动作, 则表示有PT一相或者两相断线。三相失压检查时根据每相电压均小于8V, 且有一相电流值大于有流判定值, 则认为是三相PT断线。

结论。本文在对现有保护测控单元功能的分析比较后, 参与设计的保护测控装置的软件中心问题在于保护模块、通讯模块的实现, 达到了设计的预期目标。硬件上协同工作满足了电力系统故障保护的实时性要求。变电站综合自动化系统以其简单可靠、可扩展性强、兼容性好等特点逐步在一些变电站监控项目中获得成功的应用。自动化系统对于实现电网调度自动化和现场运行管理现代化, 提高电网的安全和经济运行水平起到了很大的促进作用, 大大加强了电网一次、二次系统的效能和可靠性, 对保证电网安全稳定运行具有重大的意义。

参考文献

[1]杨丽涉, 包毅, 郝玉东等.电力系统微机保护算法的研究[M].郑州工业大学学报, 1998

[2]罗士萍.微机保护实现原理和装置[M].中国电力出版社, 2001

自动化变电站微机保护若干问题探讨篇9

1 微机保护作用及优势

1.1 作用

(1) 为电力系统安全性能提供保障, 具体进行工作时, 若发生元器件损坏或者是出现运行方面的故障时, 保护故障原件的装置将发出及时的指示并将元器件相关的开关断开, 将其和整个电力系统分离。这样可以在减少故障原件对于电力系统破坏的同时降低一些损失, 从而使电力系统的安全性能得到一定的提高。

(2) 若电力系统工作发生异常的情况, 则继电保护装置会发出提示。由于电气设备处于正常运行的状态, 一旦其工作出现异常的情况就证明某一个原件或者是系统在运行的方面出现了一定的问题。而继电保护装置在这时会及时发出信号, 给相关工作人员做出提示, 从而使工作人员可以及时的处理该问题。由于变电站自动化的实现, 使其机电保护设备能够自动调整并控制其产生的故障问题。

(3) 电力系统在运行过程中必须进行有利的监控, 人们普遍认为继电保护系统主要的作用就是保护电力系统的运行并提示, 这是对继电保护错误的认识。实际上, 微机保护装置同样能够监控电力运行系统, 一旦出现故障等问题或者是运行异常的情况, 微机保护的装置同样可以及时的做出相应的提示。

1.2 优势与特点

(1) 由于继电保护具有较强的记忆力, 不仅可以保护并处理普通的故障, 并且还可以利用先进的技术与手段, 其中数学技术和控制理论属于十分常见的处理方式, 具有较高的准确性以及高效性。

(2) 微机保护可以使其他相关辅助功能得到一定的提高, 例如, 故障录波还有对波型的分析等。在提高自身功能的同时为相关设备的运行提供一定的方便。

(3) 由于其具有特殊的工艺结构, 使其具有较高的优越性。例如, 可以应用各种型号的设备。另外, 其制造具有统一的标准, 并且具有较轻的体积容量, 不仅可以节约能耗, 同时对于设备维护以及保护的工作相对简单。

(4) 灵活性较强, 通过进行简单协调就可以使自身可靠性得以实现。周围温度的变化不会影响到其数字原件, 并且在使用年限和电源波动的情况方面的要求较低。对于故障检修以及监控过程都发挥出其独特的优势。利用简单的原件完成检测的过程, 并且可以对较大范围进行监控与调整, 从而降低故障发生率。

(5) 减少维修设备的时间, 可以通过分析与研究故障的现象, 现场进行保护以及维修的工作。减少设备调试以及维护的工作量, 根据现场经验可以直接改进其结构与性质。基于以上特点和优势, 使人们对微机保护装置给予了高度的重视, 进而将其应用到自动化变电站维护以及检测电力系统的工作中。

2 探讨运行维护中存在的若干问题

2.1 探讨定期检验的问题

定期检验周期和项目还套用原来晶体管型和电磁型保护的这种模式对微机保护。实施危机保护具有自身的优势及特点:首先, 是通过统一的数据进行采样回路而实现电量的大小。其次, 程序利用CPU实现各电量以及逻辑关系。最后, 是通过统一出口插件来实现出口的回路。基于这些特点, 使微机保护具有运行可靠以及维护简单的优点。如果继续使用原来的定检模式将对微机保护运行的优势造成一定的影响。

2.2 综合各个专业的协调和管理

我国电力系统的管理模式来看, 变电所的自动化系统的保护和通信以及远动等分别由专业的部门负责。一般通信与远动专业的联系相对紧密, 虽然二者和保护专业之间也存在着较多的联系, 但是具有十分明确的界面分工。由于变电站设计的无需人工值班这一模式, 是原来分工就十分明确的专业界面的管理与维护的局面更加沉头, 并且联系越来越密切。因此, 在出遥控误动以及要信状态错误和频繁误发这些故障时, 导致调度中心不能判断出故障来自于保护系统还是通信系统, 或者是远动系统, 通常需要多个专业人员到现场才能处理解决该问题。同时, 因为这几个专业来自于不同的部门, 导致工作安排以及协调程序都十分复杂繁琐, 进而延误处理故障的时间。这也就使新技术推广和应用对于传统管理体制以及模式提出了较为严峻的挑战。

2.3 管理日常维护备品备件存在的问题

由于微机保护不断的取代原来晶体管型以及电磁型的保护, 以及自身的特点, 使其原有备件管理的模式对微机保护工作顺利的进行造成一定的制约。微机保护属于新兴的技术, 技术的更新换代十分快速, 导致一个供电企业中存在多种微机保护的现象。由于地级尤其是县级的供电企业, 不能采购所有保护插件的备件。这样不仅不经济同时也无法提高设备运行的安全性能。并且, 保护装置逐渐复杂, 在现场的条件下几乎无法查找插件内部的故障, 并且关键的部件通常都是专用的配件, 这样就需要在现场时通过器件的层次来对装置的异常进行处理, 但是这样不仅耗费较长的时间, 并且对于保护装置的投运率较低。想要使这一问题得到有效的解决, 应该在省一级设立维护服务的中心, 主要负责各种危机保护备件以及备品的采购与管理工作, 维修更换的插件, 对基层单位运行维护的工作进行指导。

3 结束语

由于科技发展的不断加快, 我国电力装置采取了微机保护的这一形式对其进行保护, 微机型这一保护装置和其他常规保护存在着一定的差别, 但是因为电力系统在运行过程当中存在着较多不稳定的因素, 所以十分容易发生电力故障的问题。从而给电力系统在运行方面带来了较大的不便, 因此, 必须采取有效的措施对电力运行的系统进行保护。

摘要：本文主要对自动化变电采取微机保护这种方式存在的一些问题进行了详细的分析与探讨。

关键词：微机保护,自动化变电站,运行维护

参考文献

[1]张亚东, 赵斌.变电站中微机保护的应用及其抗干扰措施研究[J].中国新技术新产品, 2012 (20) .

[2]王宗山.一体化保护定值远程整定系统的研究[J].科技传播, 2013 (22) .

微机综合自动化篇10

【关键词】同期变电站电压

【中图分类号】 TM411+.4【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0448-01

0 引言

在正常生产期间，为配合上级电站检修或自身设备检修，为满足天然气净化装置生产连续性的要求，采用微机自动准同期装置进行两回进线电源相互之间的切换，能实现不间断供电，保证了供电的连续性和可靠性。

1 问题的提出

天然气净化厂在生产过程中是不容许停电的，在实际运行中，许多分厂的变电所都是一个电源主供，另一个电源备用（热备用）。主供电源一般是选择电源点离厂近电源又可靠的上级电站。在生产过程中，由于配合上级电站检修或自身设备的检修，难免要进行电源的倒换，即由主供电源倒至备用电源运行或由备用电源倒回主供电源运行。这种预先知道或有计划的倒闸操作，应当是不停电的操作，这与事故性停电后的操作不一样。

由于双电源供电，系统是不允许我们电站进行电源并列的操作，主要是怕不同期造成事故。所以设计时对电源侧的三个开关正常情况下只允许合上二个，这是有闭锁的，如下图：

要合第三个开关时，必须先停下已合上的二个开关中之一，才能合上第三个开关。就造成倒闸操中短时失电，这样会影响净化厂的连续生产。我们应当是合上第三个开关后再停下另一个开关，即电源并列后再停一个电源（当然，这是要经过电力调度同意后才能进行的操作）。在正常运行时，必须处于“三合二”的状态，闭锁起作用。只有需要倒电操作时，经过电力调度同意后，才关闭闭锁，进行操作。一旦操作结束应立即恢复闭锁。

2 变电站实现同期的原理

2.1 两个系统并列的条件

两个独立的交流电源系统，欲使它们通过断路器并列起来，在电力系统中称之为同期操作。

以万州分厂为例，双化线来至于双河口发电厂，而相化线来至于相思110KV电站，它们两个在某些时候就是两个独立的电源系统。（即相互间没有电的联系）

要将两个独立的电源系统连在一起受到的冲击最小，理论上应满足三个条件：

1、电压差为零：即△U=︱Ug-Us︱=0

2、频率差为零：即△f=︱fg-fs︱=0

3、相角差为零：即△Φ=Φg-ΦS=0（见图1）

上述三个条件称为同期的三要素。在实际应用中，电压差、频率差两个要素与相位差要素相比。对于系统和设备的影响要小得多。同时，电压，频率差较容易满足要求。（在有发电机的地点，通过调整发电机的有功即可改变频率，调整无功可改变电压）因而，可以简单地认为同期过程实际上就是捕捉△Φ=0的过程。而压差，频率差仅为同期的限定条件。

微机自动准同期装置控制原理图如上，对象1-3为同期操作对象，分别为断路器DL1-DL3，若此时运行方式为DL1和DL3在合位，DL2为分位，要将电源从相化线倒至双化线运行，操作对象选择DL2（选择需合的断路器），同期装置检测DL2断路器两侧（系统侧和待并侧）的电压，若满足： △U设定±5%的范围，△f设定±0.2HZ，△Φ设定20°的要求，即满足同期合闸三要素，微机自动准同期装置发出合闸命令，DL2断路器合闸。

2.2变电站自动准同期装置的改造

根据万州分厂供电系统的实际情况，对该该厂35kV变电站进行同期并列装置改造。改造后的控制原理图如图2：

需要倒电操作时，经过电力调度同意后，将选择开关SA1切至“倒电”，关闭闭锁，进行操作。将对象选择开关切至DL2，倒电跳闸选择开关SA2切至“跳DL1”，启动自动准同期装置，满足同期合闸跳闸时，发出合闸命令，DL2合闸，同时DL2的常开触点闭合，接通DL1的跳闸回路，DL1跳闸，将电源从DL1倒至DL1，操作结束应立即将选择开关SA1切至“运行”，恢复闭锁。DL2先合，DL1后分，保证了供电的连续性，同时满足同期合闸的要求，保证了供电的可靠性。

2.3准同期并网装置有两种操作方式

准同期并网装置有两种操作方式：

“自动准同期”：凡待并断路器（即要合闸的断路器）两侧均有电压，这时合断路器必须选择“自准”。该装置可以捕捉△Φ满足整定条件下的时机，发出“合闸”命令。

“无压合闸”：凡待并断路器一侧或两侧没有电压，同期装置亦可完成断路器合闸操作，这时必须选择“无压”。

装置在运行过程中，无法实现同期合闸或出现故障，都会在LCD显示屏上显示出相应的中文信息，复归后，可以再次启动同期装置。

在倒电操作时，同期装置应同无停电倒闸操作配合起来使用。

3、该系统应用特点

（1）实现所有同期输入/输出信号的手动切换

（2）可支持16个同期对象，每个对象的2个PT信号可独立输入，并经可靠隔离

（3）控制输出为无源空接点

（4）有完善的闭锁功能

4 结束语