變配電站繼電保護(hù)及綜合自動(dòng)化基本知識(shí)論文
摘要：本文主要闡述電力系統(tǒng)電壓等級與變電站種類,變電站一次回路接線方案,變配電站二次回路,變配電站繼電保護(hù)……
關(guān)鍵詞：變配電站 繼電保護(hù) 綜合自動(dòng)化
1.電力系統(tǒng)電壓等級與變電站種類
電力系統(tǒng)電壓等級有220/380V（0.4 kV），3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。隨著電機(jī)制造工藝的提高，10 kV電動(dòng)機(jī)已批量生產(chǎn)，所以3 kV、6 kV已較少使用，20 kV、66 kV也很少使用。供電系統(tǒng)以10 kV、35 kV為主。輸配電系統(tǒng)以110 kV以上為主。發(fā)電廠發(fā)電機(jī)有6 kV與10 kV兩種，現(xiàn)在以10 kV為主，用戶均為220/380V（0.4 kV）低壓系統(tǒng)。
根據(jù)《城市電力網(wǎng)規(guī)定設(shè)計(jì)規(guī)則》規(guī)定：輸電網(wǎng)為500 kV、330 kV、220 kV、110kV，高壓配電網(wǎng)為110kV、66kV，中壓配電網(wǎng)為20kV、10kV、6 kV，低壓配電網(wǎng)為0.4 kV（220V/380V）。
發(fā)電廠發(fā)出6 kV或10 kV電，除發(fā)電廠自己用（廠用電）之外，也可以用10 kV電壓送給發(fā)電廠附近用戶，10 kV供電范圍為10Km、35 kV為20~50Km、66 kV為30~100Km、110 kV為50~150Km、220 kV為100~300Km、330 kV為200~600Km、500 kV為150~850Km。
2.變配電站種類
電力系統(tǒng)各種電壓等級均通過電力變壓器來轉(zhuǎn)換，電壓升高為升壓變壓器（變電站為升壓站），電壓降低為降壓變壓器（變電站為降壓站）。一種電壓變?yōu)榱硪环N電壓的選用兩個(gè)線圈（繞組）的雙圈變壓器，一種電壓變?yōu)閮煞N電壓的選用三個(gè)線圈（繞組）的三圈變壓器。
變電站除升壓與降壓之分外，還以規(guī)模大小分為樞紐站，區(qū)域站與終端站。樞紐站電壓等級一般為三個(gè)（三圈變壓器），550kV /220kV /110kV。區(qū)域站一般也有三個(gè)電壓等級（三圈變壓器），220 kV /110kV /35kV或110kV /35kV /10kV。終端站一般直接接到用戶，大多數(shù)為兩個(gè)電壓等級（兩圈變壓器）110kV /10 kV或35 kV /10 kV。用戶本身的變電站一般只有兩個(gè)電壓等級（雙圈變壓器）110 kV /10kV、35kV /0.4kV、10kV /0.4kV，其中以10kV /0.4kV為最多。
3.變電站一次回路接線方案
1）一次接線種類
變電站一次回路接線是指輸電線路進(jìn)入變電站之后，所有電力設(shè)備（變壓器及進(jìn)出線開關(guān)等）的相互連接方式。其接線方案有：線路變壓器組，橋形接線，單母線，單母線分段，雙母線，雙母線分段，環(huán)網(wǎng)供電等。
2）線路變壓器組
變電站只有一路進(jìn)線與一臺(tái)變壓器，而且再無發(fā)展的情況下采用線路變壓器組接線。
3）橋形接線
有兩路進(jìn)線、兩臺(tái)變壓器，而且再?zèng)]有發(fā)展的情況下，采用橋形接線。針對變壓器，聯(lián)絡(luò)斷路器在兩個(gè)進(jìn)線斷路器之內(nèi)為內(nèi)橋接線，聯(lián)絡(luò)斷路器在兩個(gè)進(jìn)線斷路器之外為外橋接線。
4）單母線
變電站進(jìn)出線較多時(shí)，采用單母線，有兩路進(jìn)線時(shí)，一般一路供電、一路備用（不同時(shí)供電），二者可設(shè)備用電源互自投，多路出線均由一段母線引出。
5）單母線分段
有兩路以上進(jìn)線，多路出線時(shí)，選用單母線分段，兩路進(jìn)線分別接到兩段母線上，兩段母線用母聯(lián)開關(guān)連接起來。出線分別接到兩段母線上。
單母線分段運(yùn)行方式比較多。一般為一路主供，一路備用（不合閘），母聯(lián)合上，當(dāng)主供斷電時(shí)，備用合上，主供、備用與母聯(lián)互鎖。備用電源容量較小時(shí)，備用電源合上后，要斷開一些出線。這是比較常用的一種運(yùn)行方式。
對于特別重要的負(fù)荷，兩路進(jìn)線均為主供，母聯(lián)開關(guān)斷開，當(dāng)一路進(jìn)線斷電時(shí)，母聯(lián)合上，來電后斷開母聯(lián)再合上進(jìn)線開關(guān)。
單母線分段也有利于變電站內(nèi)部檢修，檢修時(shí)可以停掉一段母線，如果是單母線不分段，檢修時(shí)就要全站停電，利用旁路母線可以不停電，旁路母線只用于電力系統(tǒng)變電站。
6）雙母線
雙母線主要用于發(fā)電廠及大型變電站，每路線路都由一個(gè)斷路器經(jīng)過兩個(gè)隔離開關(guān)分別接到兩條母線上，這樣在母線檢修時(shí)，就可以利用隔離開關(guān)將線路倒在一條件母線上。雙母線也有分段與不分段兩種，雙母線分段再加旁路斷路器，接線方式復(fù)雜，但檢修就非常方便了，停電范圍可減少。
4.變配電站二次回路
1）二次回路種類
變配電站二次回路包括：測量、保護(hù)、控制與信號(hào)回路部分。測量回路包括：計(jì)量測量與保護(hù)測量�？刂苹芈钒ǎ壕偷厥謩�(dòng)合分閘、防跳聯(lián)鎖、試驗(yàn)、互投聯(lián)鎖、保護(hù)跳閘以及合分閘執(zhí)行部分。信號(hào)回路包括開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)、事故跳閘信號(hào)與事故預(yù)告信號(hào)。
2）測量回路
測量回路分為電流回路與電壓回路。電流回路各種設(shè)備串聯(lián)于電流互感器二次側(cè)（5A），電流互感器是將原邊負(fù)荷電流統(tǒng)一變?yōu)?A測量電流。計(jì)量與保護(hù)分別用各自的互感器（計(jì)量用互感器精度要求高），計(jì)量測量串接于電流表以及電度表，功率表與功率因數(shù)表電流端子。保護(hù)測量串接于保護(hù)繼電器的電流端子。微機(jī)保護(hù)一般將計(jì)量及保護(hù)集中于一體，分別有計(jì)量電流端子與保護(hù)電流端子。
電壓測量回路，220/380V低壓系統(tǒng)直接接220V或380V，3KV以上高壓系統(tǒng)全部經(jīng)過電壓互感器將各種等級的高電壓變?yōu)榻y(tǒng)一的100V電壓，電壓表以及電度表、功率表與功率因數(shù)表的電壓線圈經(jīng)其端子并接在100V電壓母線上。微機(jī)保護(hù)單元計(jì)量電壓與保護(hù)電壓統(tǒng)一為一種電壓端子。
3）控制回路
�。�1）合分閘回路
合分閘通過合分閘轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行操作，常規(guī)保護(hù)為提示操作人員及事故跳閘報(bào)警需要，轉(zhuǎn)換開關(guān)選用預(yù)合-合閘-合后及預(yù)分-分閘-分后的多檔轉(zhuǎn)換開關(guān)。以使利用不對應(yīng)接線進(jìn)行合分閘提示與事故跳閘報(bào)警，國家已有標(biāo)準(zhǔn)圖設(shè)計(jì)。采用微機(jī)保護(hù)以后，要進(jìn)行遠(yuǎn)分合閘操作后，還要到就地進(jìn)行轉(zhuǎn)換開關(guān)對位操作，這就失去了遠(yuǎn)分操作的意義，所以應(yīng)取消不對應(yīng)接線，選用中間自復(fù)位的只有合閘與分閘的三檔轉(zhuǎn)換開關(guān)。
�。�2）防跳回路
當(dāng)合閘回路出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行分閘，或短路事故未排除，又進(jìn)行合閘（誤操作），這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)斷路器反復(fù)合分閘，不僅容易引起或擴(kuò)大事故，還會(huì)引起設(shè)備損壞或人身事故，所以高壓開關(guān)控制回路應(yīng)設(shè)計(jì)防跳。防跳一般選用電流啟動(dòng)，電壓保持的雙線圈繼電器。電流線圈串接于分閘回路作為啟動(dòng)線圈。電壓線圈接于合閘回路，作為保持線圈，當(dāng)分閘時(shí)，電流線圈經(jīng)分閘回路起動(dòng)。如果合閘回路有故障，或處于手動(dòng)合閘位置，電壓線圈起啟動(dòng)并通過其常開接點(diǎn)自保持，其常閉接點(diǎn)馬上斷開合閘回路，保證斷路器在分閘過程中不能馬上再合閘。防跳繼電器的電流回路還可以通過其常開接點(diǎn)將電流線圈自保持，這樣可以減輕保護(hù)繼電器的出口接點(diǎn)斷開負(fù)荷，也減少了保護(hù)繼電器的保持時(shí)間要求。
有些微機(jī)保護(hù)裝置自己已具有防跳功能，這樣就可以不再設(shè)計(jì)防跳回路。斷路器操作機(jī)構(gòu)選用彈簧儲(chǔ)能時(shí)，如果選用儲(chǔ)能后可以進(jìn)行一次合閘與分閘的彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)（也有用于重合閘的儲(chǔ)能后可以進(jìn)行二次合閘與分閘的彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)），因?yàn)閮?chǔ)能一般都要求10秒左右，當(dāng)儲(chǔ)能開關(guān)經(jīng)常處于斷開位置時(shí)，儲(chǔ)一次能，合完之后，將儲(chǔ)能開關(guān)再處于斷開位置，可以跳一次閘；跳閘之后，要手動(dòng)儲(chǔ)能之后才能進(jìn)行合閘，此時(shí)，也可以不再設(shè)計(jì)防跳回路。
�。�3）試驗(yàn)與互投聯(lián)鎖與控制
對于手車開關(guān)柜，手車推出后要進(jìn)行斷路器合分閘試驗(yàn)，應(yīng)設(shè)計(jì)合分閘試驗(yàn)按鈕。進(jìn)線與母聯(lián)斷路，一般應(yīng)根據(jù)要求進(jìn)行互投聯(lián)鎖或控制。
�。�4）保護(hù)跳閘
保護(hù)跳閘出口經(jīng)過連接片接于跳閘回路，連接片用于保護(hù)調(diào)試，或運(yùn)行過程中解除某些保護(hù)功能。
（5）合分閘回路
合分閘回路為經(jīng)合分閘母線為操作機(jī)構(gòu)提供電源，以及其控制回路，一般都應(yīng)單獨(dú)畫出。
4）信號(hào)回路
�。�1）開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)由合閘與分閘指示兩個(gè)裝于開關(guān)柜上的信號(hào)燈組成：經(jīng)過操作轉(zhuǎn)換開關(guān)不對應(yīng)接線后接到正電源上。采用微機(jī)保護(hù)后，轉(zhuǎn)換開關(guān)取消了不對應(yīng)接線，所以信號(hào)燈正極可以直接接到正電源上。
�。�2）事故信號(hào)有事故跳閘與事故預(yù)告兩種信號(hào)，事故跳閘報(bào)警也要通過轉(zhuǎn)化開關(guān)不對應(yīng)后，接到事故跳閘信號(hào)母線上，再引到中央信號(hào)系統(tǒng)。事故預(yù)告信號(hào)通過信號(hào)繼電器接點(diǎn)引到中央信號(hào)系統(tǒng)。采用微機(jī)保護(hù)后，將斷路器操作機(jī)構(gòu)輔助接點(diǎn)與信號(hào)繼電器的接點(diǎn)分別接到微機(jī)保護(hù)單元的開關(guān)量輸入端子，需要有中央信號(hào)系統(tǒng)時(shí)，如果微機(jī)保護(hù)單元可以提供事故跳閘與事故預(yù)告輸出接點(diǎn)，可將其引到中央信號(hào)系統(tǒng)。否則，應(yīng)利用信號(hào)繼電器的另一對接點(diǎn)引到中央信號(hào)系統(tǒng)。
�。�3）中央信號(hào)系統(tǒng)為安裝于值班室內(nèi)的集中報(bào)警系統(tǒng)，由事故跳閘與事故預(yù)告兩套聲光報(bào)警組成，光報(bào)警用光字牌，不用信號(hào)燈，光字牌分集中與分散兩種。采用變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)后，可以不再設(shè)計(jì)中央信號(hào)系統(tǒng)，或?qū)⑵浜喕�，只設(shè)計(jì)集中報(bào)警作為計(jì)算機(jī)報(bào)警的后備報(bào)警。
5.變配電站繼電保護(hù)
1）變配電站繼電保護(hù)的作用
變配電站繼電保護(hù)能夠在變配電站運(yùn)行過程中發(fā)生故障（三相短路、兩相短路、單相接地等）和出現(xiàn)不正常現(xiàn)象時(shí)（過負(fù)荷、過電壓、低電壓、低周波、瓦斯、超溫、控制與測量回路斷線等），迅速有選擇性發(fā)出跳閘命令將故障切除或發(fā)出報(bào)警，從而減少故障造成的停電范圍和電氣設(shè)備的損壞程度，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
2）變配電站繼電保護(hù)的基本工作原理
變配電站繼電保護(hù)是根據(jù)變配電站運(yùn)行過程中發(fā)生故障時(shí)出現(xiàn)的電流增加、電壓升高或降低、頻率降低、出現(xiàn)瓦斯、溫度升高等現(xiàn)象超過繼電保護(hù)的整定值（給定值）或超限值后，在整定時(shí)間內(nèi)，有選擇的發(fā)出跳閘命令或報(bào)警信號(hào)。
根據(jù)電流值來進(jìn)行選擇性跳閘的為反時(shí)限，電流值越大，跳閘越快。根據(jù)時(shí)間來進(jìn)行選擇性跳閘的稱為定時(shí)限保護(hù)，定時(shí)限在故障電流超過整定值后，經(jīng)過時(shí)間定值給定的時(shí)間后才出現(xiàn)跳閘命令。瓦斯與溫度等為非電量保護(hù)。
可靠系數(shù)為一個(gè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算繼電器保護(hù)動(dòng)作值時(shí)，要將計(jì)算結(jié)果再乘以可靠系數(shù)，以保證繼電保護(hù)動(dòng)作的準(zhǔn)確與可靠，其范圍為1.3~1.5。
發(fā)生故障時(shí)的最小值與保護(hù)的動(dòng)作值之比為繼電保護(hù)的靈敏系數(shù)，一般為1.2~2，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要進(jìn)行選擇。
3）變配電站繼電保護(hù)按保護(hù)性質(zhì)分類
�。�1）電流速斷保護(hù)：故障電流超過保護(hù)整定值無時(shí)限（整定時(shí)間為零），立即發(fā)出跳閘命令。
�。�2）電流延時(shí)速斷保護(hù)：故障電流超過速斷保護(hù)整定值時(shí)，帶一定延時(shí)后發(fā)出跳閘命令。
�。�3）過電流保護(hù)：故障電流超過過流保護(hù)整定值，故障出現(xiàn)時(shí)間超過保護(hù)整定時(shí)間后發(fā)出跳閘命令。
�。�4）過電壓保護(hù)：故障電壓超過保護(hù)整定值時(shí)，發(fā)出跳閘命令或過電壓信號(hào)。
（5）低電壓保護(hù)：故障電壓低于保護(hù)整定值時(shí)，發(fā)出跳閘命令或低電壓信號(hào)。
�。�6）低周波減載：當(dāng)電網(wǎng)頻率低于整定值時(shí)，有選擇性跳開規(guī)定好的不重要負(fù)荷。
（7）單相接地保護(hù)：當(dāng)一相發(fā)生接地后對于接地系統(tǒng)，發(fā)出跳閘命令，對于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，發(fā)出接地報(bào)警信號(hào)。
（8）差動(dòng)保護(hù)：當(dāng)流過變壓器、中性點(diǎn)線路或電動(dòng)機(jī)繞組，線路兩端電流之差變化超過整定值時(shí)，發(fā)出跳閘命令稱為縱差動(dòng)保護(hù)，兩條并列運(yùn)行的線路或兩個(gè)繞組之間電流差變化超過整定值時(shí)，發(fā)出跳閘命令稱橫差動(dòng)保護(hù)。
�。�9）距離保護(hù)：根據(jù)故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離（阻抗）發(fā)出跳閘命令稱為距離保護(hù)。
�。�10）方向保護(hù)：根據(jù)故障電流的方向，有選擇性的發(fā)出跳閘命令稱為方向保護(hù)。
�。�11）高頻保護(hù)：利用弱電高頻信號(hào)傳遞故障信號(hào)來進(jìn)行選擇性跳閘的保護(hù)稱為高頻保護(hù)。
（12）過負(fù)荷：運(yùn)行電流超過過負(fù)荷整定值（一般按最大負(fù)荷或設(shè)備額定功率來整定）時(shí)，發(fā)出過負(fù)荷信號(hào)。
�。�13）瓦斯保護(hù)：對于油浸變壓器，當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生匝間短路出現(xiàn)電氣火花，變壓器油被擊穿出現(xiàn)瓦斯氣體沖擊安裝在油枕通道管中的瓦斯繼電器，故障嚴(yán)重，瓦斯氣體多，沖擊力大，重瓦斯動(dòng)作于跳閘，故障不嚴(yán)重，瓦斯氣體少，沖擊力小，輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)。
�。�14）溫度保護(hù)：變壓器、電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)過負(fù)荷或內(nèi)部短路故障，出現(xiàn)設(shè)備本體溫度升高，超過整定值發(fā)出跳閘命令或超溫報(bào)警信號(hào)。
�。�15）主保護(hù)：滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備安全要求，出現(xiàn)故障后能以最快速度有選擇性的切除被保護(hù)設(shè)備或線路的保護(hù)。
�。�16）后備保護(hù)：主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，用來切除除故障的保護(hù)。主保護(hù)拒動(dòng)，本電力系統(tǒng)或線路的另一套保護(hù)發(fā)出跳閘命令的為近后備保護(hù)。當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒動(dòng)由相鄰（上一級）電力設(shè)備或線路的保護(hù)來切除故障的后備保護(hù)為遠(yuǎn)后備保護(hù)。
�。�17）輔助保護(hù)：為補(bǔ)充主保護(hù)和后備保護(hù)的性能，或當(dāng)主保護(hù)和后備保護(hù)檢修退出時(shí)而增加的`簡單保護(hù)。
�。�18）互感器二次線路斷線報(bào)警：電流互感器或電壓互感器二次側(cè)斷線會(huì)引起保護(hù)誤動(dòng)作，所以在其發(fā)生斷線后應(yīng)發(fā)出斷線信號(hào)。
�。�19）跳閘回路斷線：斷路器跳閘回路斷線后，繼電保護(hù)發(fā)出跳閘命令斷路器也不能跳開，所以跳閘回路斷線時(shí)應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
（20）自動(dòng)重合閘：對于一些瞬時(shí)性故障（雷擊、架空線閃路等）故障迅速切除后，不會(huì)發(fā)生永久性故障，此時(shí)再進(jìn)行合閘，可以繼續(xù)保證供電。繼電保護(hù)發(fā)出跳閘命令斷路器跳開后馬上再發(fā)出合閘命令，稱為重合閘。
重合閘一次后不允許再重合的稱為一次重合閘，允許再重合一次的稱為二次重合閘（一般很少使用）。有了重合閘功能之后，在發(fā)生故障后，繼電保護(hù)先不考慮保護(hù)整定時(shí)間，馬上進(jìn)行跳閘，跳閘后，再進(jìn)行重合閘，重合后故障不能切除，然后再根據(jù)繼電保護(hù)整定時(shí)間進(jìn)行跳閘，此種重合閘為前加速重合閘。
發(fā)生事故后繼電保護(hù)先根據(jù)保護(hù)整定時(shí)間進(jìn)行保護(hù)跳閘，然后進(jìn)行重合閘，重合閘不成功無延時(shí)迅速發(fā)出跳閘命令，此種重合閘稱為后加速重合閘。
（21）備用電源互投：兩路或多路電源進(jìn)線供電時(shí)，當(dāng)一路斷電，其供電負(fù)荷可由其它電源供電，也就是要進(jìn)行電源切換，人工進(jìn)行切換的稱為手動(dòng)互投。自動(dòng)進(jìn)行切換的稱為自動(dòng)互投�；ネ队欣媚嘎�(lián)斷路器進(jìn)行互投的（用于多路電源進(jìn)行同時(shí)運(yùn)行）和進(jìn)線電源互投（一路電源為主供，其它路電源為熱備用）等多種形式。對于不允供電電源并列運(yùn)行的還應(yīng)加互投閉鎖。
�。�22）同期并列與解列：對于多電源供電的變電站或發(fā)電廠要聯(lián)網(wǎng)或上網(wǎng)時(shí)必須滿足同期并列條件后才能并網(wǎng)或上網(wǎng)，并網(wǎng)或上網(wǎng)有手動(dòng)與自動(dòng)兩種。
4）變電站繼電保護(hù)按被保護(hù)對象分類
�。�1）發(fā)電機(jī)保護(hù)
發(fā)電機(jī)保護(hù)有定子繞組相間短路，定子繞組接地，定子繞組匝間短路，發(fā)電機(jī)外部短路，對稱過負(fù)荷，定子繞組過電壓，勵(lì)磁回路一點(diǎn)及兩點(diǎn)接地，失磁故障等。出口方式為停機(jī)，解列，縮小故障影響范圍和發(fā)出信號(hào)。
�。�2）電力變壓器保護(hù)
電力變壓器保護(hù)有繞組及其引出線相間短路，中性點(diǎn)直接接地側(cè)單相短路，繞組匝間短路，外部短路引起的過電流，中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過電流及中性點(diǎn)過電壓、過負(fù)荷，油面降低，變壓器溫度升高，油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。
�。�3）線路保護(hù)
線路保護(hù)根據(jù)電壓等級不同，電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式不同，輸電線路以及電纜或架空線長度不同，分別有：相間短路、單相接地短路、單相接地、過負(fù)荷等。
�。�4）母線保護(hù)
發(fā)電廠和重要變電所的母線應(yīng)裝設(shè)專用母線保護(hù)。
�。�5）電力電容器保護(hù)
電力電容器有電容器內(nèi)部故障及其引出線短路，電容器組和斷路器之間連接線短路，電容器組中某一故障電容切除后引起的過電壓、電容器組過電壓，所連接的母線失壓。
（6）高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)
高壓電動(dòng)機(jī)有定子繞組相間短路、定子繞組單相接地、定子繞組過負(fù)荷、定子繞組低電壓、同步電動(dòng)機(jī)失步、同步電動(dòng)機(jī)失磁、同步電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)非同步?jīng)_擊電流。
6.微機(jī)保護(hù)裝置
1）微機(jī)保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)
�。�1）可靠性高：一種微機(jī)保護(hù)單元可以完成多種保護(hù)與監(jiān)測功能。代替了多種保護(hù)繼電器和測量儀表，簡化了開關(guān)柜與控制屏的接線，從而減少了相關(guān)設(shè)備的故障環(huán)節(jié)，提高了可靠性。微機(jī)保護(hù)單元采用高集成度的芯片，軟件有自動(dòng)檢測與自動(dòng)糾錯(cuò)功能，也有提高了保護(hù)的可靠性。
�。�2）精度高，速度快，功能多。測量部分?jǐn)?shù)字化大大提高其精度。CPU速度提高可以使各種事件以m s來計(jì)時(shí)，軟件功能的提高可以通過各種復(fù)雜的算法完成多種保護(hù)功能。
�。�3）靈活性大，通過軟件可以很方便的改變保護(hù)與控制特性，利用邏輯判斷實(shí)現(xiàn)各種互鎖，一種類型硬件利用不同軟件，可構(gòu)成不同類型的保護(hù)。
�。�4）維護(hù)調(diào)試方便，硬件種類少，線路統(tǒng)一，外部接線簡單，大大減少了維護(hù)工作量，保護(hù)調(diào)試與整定利用輸入按鍵或上方計(jì)算機(jī)下傳來進(jìn)行，調(diào)試簡單方便。
（5）經(jīng)濟(jì)性好，性能價(jià)格比高，由于微機(jī)保護(hù)的多功能性，使變配電站測量、控制與保護(hù)部分的綜合造價(jià)降低。高可靠性與高速度，可以減少停電時(shí)間，節(jié)省人力，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
2）微機(jī)保護(hù)裝置的特點(diǎn)
微機(jī)保護(hù)裝置除了具有上述微機(jī)保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)之外，與同類產(chǎn)品比較具有以下特點(diǎn)：
(1) 品種齊全：微機(jī)保護(hù)裝置，品種特別齊全，可以滿足各種類型變配電站的各種設(shè)備的各種保護(hù)要求，這就給變配電站設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)提供了很大方便。
�。�2）硬件采用最新的芯片提高了技術(shù)上的先進(jìn)性，CPU采用80C196KB，測量為14位A/D轉(zhuǎn)換，模擬量輸入回路多達(dá)24路，采到的數(shù)據(jù)用DSP信號(hào)處理芯片進(jìn)行處理，利用高速傅氏變換，得到基波到8次的諧波，特殊的軟件自動(dòng)校正，確保了測量的高精度。利用雙口RAM與CPU變換數(shù)據(jù)，就構(gòu)成一個(gè)多CPU系統(tǒng)，通信采用CAN總線。具有通信速率高（可達(dá)100MHZ，一般運(yùn)行在80或60MHZ）抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。通過鍵盤與液晶顯示單元可以方便的進(jìn)行現(xiàn)場觀察與各種保護(hù)方式與保護(hù)參數(shù)的設(shè)定。
�。�3）硬件設(shè)計(jì)在供電電源，模擬量輸入，開關(guān)量輸入與輸出，通信接口等采用了特殊的隔離與抗干擾措施，抗干擾能力強(qiáng)，除集中組屏外，可以直接安裝于開關(guān)柜上。
�。�4）軟件功能豐富，除完成各種測量與保護(hù)功能外，通過與上位處理計(jì)算機(jī)配合，可以完成故障錄波（1秒高速故障記錄與9秒故障動(dòng)態(tài)記錄），諧波分析與小電流接地選線等功能。
（5）可選用RS232和CAN通信方式，支持多種遠(yuǎn)動(dòng)傳輸規(guī)約，方便與各種計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。
�。�6）采用寬溫帶背景240×128大屏幕LCD液晶顯示器，操作方便、顯示美觀。
�。�7）集成度高、體積小、重量輕，便于集中組屏安裝和分散安裝于開關(guān)柜上。
3）微機(jī)保護(hù)裝置的使用范圍
�。�1）中小型發(fā)電廠及其升壓變電站。
�。�2）110 kV /35 kV /10 kV區(qū)域變電站。
�。�3）城市10 kV電網(wǎng)10 kV開閉所
（4）用戶110 kV /10kV或35kV /10kV總降壓站。
�。�5）用戶10kV變配電站
4）微機(jī)保護(hù)裝置的種類
�。�1）微機(jī)保護(hù)裝置共有四大類。
（2）線路保護(hù)裝置
微機(jī)線路保護(hù)裝置 微機(jī)電容保護(hù)裝置 微機(jī)方向線路保護(hù)裝置
微機(jī)零序距離線路保護(hù)裝置 微機(jī)橫差電流方向線路保護(hù)裝置
�。�3）主設(shè)備保護(hù)裝置
微機(jī)雙繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置 微機(jī)三繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置
微機(jī)變壓器后備保護(hù)裝置 微機(jī)發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)裝置 微機(jī)發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置
微機(jī)發(fā)電機(jī)后備保護(hù)裝置 微機(jī)電動(dòng)機(jī)差動(dòng)保護(hù)裝置 微機(jī)電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置
微機(jī)廠（站）用變保護(hù)裝置
（4）測控裝置
微機(jī)遙測遙控裝置 微機(jī)遙信遙控裝置 微機(jī)遙調(diào)裝置 微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置
微機(jī)備自投裝置 微機(jī)PT切換裝置 微機(jī)脈沖電度測量裝置
微機(jī)多功能變送測量裝置 微機(jī)解列裝置
�。�5）管理裝置單元
通信單元 管理單元 雙機(jī)管理單元
5）微機(jī)保護(hù)裝置功能
微機(jī)保護(hù)裝置的通用技術(shù)要求和指標(biāo)（工作環(huán)境、電源、技術(shù)參數(shù)、裝置結(jié)構(gòu)）以及主要功能（保護(hù)性能指標(biāo)、主要保護(hù)功能、保護(hù)原理、定值與參數(shù)設(shè)定，以及外部接線端子與二次圖）詳見相關(guān)產(chǎn)品說明書。
7. 220/380V低壓配電系統(tǒng)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)
1）220/380V低壓配電系統(tǒng)特點(diǎn)
�。�1）應(yīng)用范圍廣，現(xiàn)在工業(yè)與民用用電除礦井、醫(yī)療、危險(xiǎn)品庫等外，均為220/380V，所以應(yīng)用范圍非常廣泛。
�。�2）低壓配電系統(tǒng)一般均為TN—S，或TN—C—S系統(tǒng)。TN—C系統(tǒng)為三個(gè)相線（A、B、C）與一個(gè)中性線（N），N線在變壓器中性點(diǎn)接地或在建筑物進(jìn)戶處重復(fù)接地。輸電線為四根線，電纜為四芯，沒有保護(hù)地線（PE），少一根線。設(shè)備外殼，金屬導(dǎo)電部分保護(hù)接地接在中性線（N）上，稱為接零系統(tǒng)，接零系統(tǒng)安全性較差，對電子設(shè)備干擾大，設(shè)計(jì)規(guī)范已規(guī)定不再采用。
TN—S系統(tǒng)為三個(gè)相線，一個(gè)中性線（N）與一個(gè)保護(hù)地線（PE）。N線與PE線在變壓器中性點(diǎn)集中接地或在建筑物進(jìn)戶線處重復(fù)接地。輸電線為五根，電纜為五芯。中性線（N）與保護(hù)地線（PE）在接地點(diǎn)處連接在一起后，再不能有任何連接，因此中性線（N）也必須用絕緣線。中性線（N）引出后如果不用絕緣對地絕緣，或引出后又與保護(hù)地線有連接，雖然用了五根線，也為TN—C系統(tǒng)，這一點(diǎn)應(yīng)特別引起注意。TN—S或TN—C—S系統(tǒng)安全性好，對電子設(shè)備干擾小，可以共用接地線（CPE），，采用等電位連接后安全性更好，干擾更小。所以設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定除特殊場所外，均采用TN—S或TN—C—S系統(tǒng)。
�。�3）220/380V低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)現(xiàn)在仍采用低壓斷路器或熔斷器。所以220/380V只有監(jiān)控沒有保護(hù)。監(jiān)控包括電流、電壓、電度、頻率、功率、功率因數(shù)、溫度等測量（遙測），開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)，事故跳閘，報(bào)警與事故預(yù)告（過負(fù)荷、超溫等）報(bào)警（遙信）與電動(dòng)開關(guān)遠(yuǎn)方合分閘操作（遙控）等三個(gè)內(nèi)容（簡稱三遙），而沒有保護(hù)。
（4）220/380V低壓配電系統(tǒng)一次回路一般均為單母線或單母線分段，兩臺(tái)以上變壓器均為單母線分段，有幾臺(tái)變壓器就分幾段，這是因?yàn)橛脩糇冸娬咀儔浩饕话悴徊捎貌⒘羞\(yùn)行，這是為了減小短路電流，降低短路容量，否則，低壓斷路器的斷開容量就要加大。
�。�5）220/380V低壓配電系統(tǒng)進(jìn)線、母聯(lián)、大負(fù)荷出線與低壓聯(lián)絡(luò)線因容量較大，一般一路（1個(gè)斷路器）占用一個(gè)低壓柜。根據(jù)供電負(fù)荷電流大小不同，一個(gè)低壓開關(guān)柜內(nèi)有兩路出線（安裝兩個(gè)斷路器），四路出線（安裝四個(gè)斷路器），以及五、六、八與十路出線，不象高壓配電系統(tǒng)一個(gè)斷路器占用一個(gè)開關(guān)柜。因此低壓監(jiān)控單元就要有用于一路、兩路或多路之分，設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)每個(gè)低壓開關(guān)的出線回路數(shù)與低壓監(jiān)控單元的規(guī)格來進(jìn)行設(shè)計(jì)。
�。�6）低壓斷路器除手動(dòng)操作外，還可以選用電動(dòng)操作。大容量低壓斷路器一般均有手動(dòng)與電動(dòng)操作，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用帶遙控的低壓監(jiān)控單元，小容量低壓斷路器，設(shè)計(jì)時(shí)，大多數(shù)都選用只有手動(dòng)操作的斷路器，這樣低壓監(jiān)控單元的遙控出口就可以不接線，或選用不帶遙控的低壓監(jiān)控單元。
2）220/380V低壓配電系統(tǒng)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
�。�1）220/380V低壓配電系統(tǒng)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)首先根據(jù)一次系統(tǒng)及用戶要求進(jìn)行遙測、遙信及遙控設(shè)計(jì)。
�。�2）測量回路設(shè)計(jì)
A 測量部分的二次接線與高壓一樣，電流回路串聯(lián)于電壓互感器二次回路，電壓回路并聯(lián)于電壓測量回路。由于220/380V低壓配電系統(tǒng)沒有電壓互感器，電壓測量可以直接接到220/380V母線上，和電度表電壓回路一樣一般可以不加熔斷器保護(hù)，但柜內(nèi)接線應(yīng)盡量短，有條件時(shí)最好加熔斷器保護(hù)，以便于檢修。
B 電度測量可選用自帶電源有脈沖輸出的脈沖電度表，對于有計(jì)算功率與電度功能的低壓監(jiān)控單元，只作為內(nèi)部計(jì)費(fèi)時(shí)，可以不再選用脈沖電度表。
C 選用有顯示功能的低壓監(jiān)控單元，可以不再設(shè)計(jì)電流、電壓表，選用不帶顯示功能的低壓監(jiān)控單元時(shí)還應(yīng)設(shè)計(jì)電流或電壓表，不應(yīng)兩種都設(shè)計(jì)。
�。�3）信號(hào)回路設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)時(shí)，低壓斷路器要增加一對常開接點(diǎn)接到低壓監(jiān)控單元開關(guān)狀態(tài)輸入端子上。有事故跳閘報(bào)警輸出接點(diǎn)的，再將其接到低壓監(jiān)控單元事故預(yù)告端子上。
�。�4）遙控回路設(shè)計(jì)
低壓監(jiān)控系統(tǒng)的遙控設(shè)計(jì)比較簡單，電動(dòng)操作的低壓斷路器都有一對合分閘按鈕，只要將低壓監(jiān)控單元合分閘輸出端子分別并在合分閘按鈕上即可，必要時(shí)，可設(shè)計(jì)一個(gè)就地與遙控操作轉(zhuǎn)換開關(guān)，防止就地檢修開關(guān)時(shí)，遙控操作引起事故。
（5）供電電源與通信電纜設(shè)計(jì)
低壓監(jiān)控單元電源為交流220V供電，耗電量一般只有幾瓦，設(shè)計(jì)時(shí)將其電源由端子上引到一個(gè)220V/5A兩極低壓斷路器上，再引到開關(guān)柜端子上，然后統(tǒng)一用KVV—3×1.0電纜集中引到低壓柜一路小容量出線上。需要時(shí)可加一個(gè)UPS電源。
通信電纜一般距離不超過200米可選用KVV—3×1.0普通屏蔽控制電纜，超過200米時(shí)應(yīng)選用屏蔽雙絞線（最好選帶護(hù)套型）或計(jì)算機(jī)用通信電纜。
8.變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)
1）系統(tǒng)組成
高壓采用微機(jī)保護(hù)，低壓采用監(jiān)控單元，再用通信電纜將其與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)之后就可以組成一個(gè)現(xiàn)代化變配電站管理系統(tǒng)——變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。
2）變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容
A高壓微機(jī)保護(hù)單元（組屏或安裝在開關(guān)柜上）選型及二次圖設(shè)計(jì)。
B低壓微機(jī)監(jiān)控單元（安裝在開關(guān)柜上）選型及二次圖設(shè)計(jì)。
C管理計(jì)算機(jī)（放在值班室，無人值班時(shí)可放在動(dòng)力調(diào)度室）選型。
D模擬盤（放在值班室或調(diào)度室）設(shè)計(jì)。
E上位機(jī)（與工廠計(jì)算機(jī)或電力部門調(diào)度聯(lián)網(wǎng)）聯(lián)網(wǎng)方案設(shè)計(jì)。
F通信電纜設(shè)計(jì)（包括管理計(jì)算機(jī)與上位機(jī)）。
3）管理計(jì)算機(jī)
管理計(jì)算機(jī)可根據(jù)系統(tǒng)要求進(jìn)行配置。
4）模擬盤
用戶要求有模擬盤時(shí)，可以設(shè)計(jì)模擬盤，小系統(tǒng)可以用掛墻式，大系統(tǒng)用落地式，模擬盤尺寸根據(jù)供電系統(tǒng)一次圖及值班室面積來決定。模擬盤采用專用控制單元，將其通信電纜引到管理計(jì)算機(jī)處。模擬盤還需要一路交流220V電源，容量只有幾十瓦，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)與管理計(jì)算機(jī)電源一起考慮。
5）變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要功能
變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的管理計(jì)算機(jī)通過通信電纜與安裝在現(xiàn)場的所有微機(jī)保護(hù)與監(jiān)控單元進(jìn)行信息交換。管理計(jì)算機(jī)可以向下發(fā)送遙控操作命令與有關(guān)參數(shù)修改，隨時(shí)接受微機(jī)保護(hù)與監(jiān)控單元傳上來的遙測、遙信與事故信息。管理計(jì)算機(jī)就可通過對信息的處理，進(jìn)行存盤保存，通過記錄打印與畫面顯示，還可以對系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行分析，通過遙信可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理事故，減少事故停電時(shí)間，通過遙控可以合理調(diào)配負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行，從而為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理提供了必須的條件。
管理計(jì)算機(jī)軟件要標(biāo)準(zhǔn)化，操作要簡單方便，人機(jī)界面好，組態(tài)方便，用戶使用與二次開發(fā)簡單，容易掌握。
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