分散式微机保护监控装置在电力系统的应用
随着科学技术的发展，国内外已研制生产出专为发电厂、变电站及高压送电线路进行保护监控的成套微机产品。这些系列产品具有面向用户的开放式软硬件系统、分布式安装等特点，解决了微机保护监控装置在恶劣环境下长期可靠运行和常规控制测量与信号兼容性、发电厂变电站综合自动化通讯网络的可靠性快速性和多种规约的兼容性、发电厂变电站设计调试运行的快速化简单化智能化和习惯性的问题，为电力系统实现综合自动化提供了必要的条件。
一、主要特点
1．分散式系统。按每个功能单元(间隔)对应一小机箱设计，装置安装在一次设备附近，同主机之间由CAN总线通讯电缆联络，把监控、保护分散到就地完成；仅由普通双绞线和主机联络，主机只作日常管理工作，避免将所有测量、控制、保护、信号线都接入主控室，极大简化了二次接线；节省了投资，提高了系统可靠性，减少了事故隐患。
2．硬件标准化。机箱只有少数几块小插件组成，电路简单，易于掌握；插硬件通用，不需任何调节就可以互换至相同系列不同用途的机箱中，更换后测量精度不受影响，便于系统快速修复。
3．微机保护监控既统一又不失独立性。在同一机箱内各功能分散到保护CPU、监控CPU和通讯CPU中并进行处理，保护CPU一个插件、监控CPU和通讯CPU一个插件，各个插件独立工作，由串行通信联络，保护插件和监控插件分别由各自独立电源供给，可单独跳合闸出口继电器。
4．绝缘性能符合国际IEC标准。
5．先进高速的通讯网络。采用高可靠CAN总线工业控制现场网络，网上任意设备间均可直接进行数据交换，接口芯片自动完成网络协议和校验，监控主站数量任意增减，彻底克服了主从式网络结构的瓶颈现象。
6．高可靠性。所有元件均采用CMOS工业级芯片，抗干扰能力强，故障率极低，独特的布线设计、电磁屏蔽、软硬件冗余、瞬态抑制，使装置具有高抗干扰能力，任一元件损坏均能保证自动及时进行有效的处理，任何情况下不影响正常工作。
7．全密封结构防震机箱。由于是低功耗，无须考虑散热，机箱采用全密封结构后，使灰尘、潮湿、有害气体的影响大大降低，再加上宽温带工作范围，使装置适合于安装在控制现场，改变了过去微机监控装置必须安装在主控室、要求加空调和室内密封的传统做法。超低功率设计，开关使用+220伏电压输入，既简化了接线又消除信号误报现象。
8．各保护信号单独出口。所有保护功能均为独立继电器接点输出，独立压板投退，独立自保持信号接点输出。任一回路故障不影响其他回路运行，便于运行人员对各功能投入退出，符合常规运行习惯。事故指示清晰明确，接口部分和常规设备完全兼容，新站建设、老站改造均可适用。
9．各保护功能均可实现远方投切，保护信号可远方复归，保护定值可远方修改。
10．完整的电气防跳回路。装置具有开关的防跳继电器和常规控制回路接口。
11．开放式系统设计思想，可和其他制造厂家的微机设备联网。
12．装置故障报警。当装置自检发现有不可恢复的错误时发出报警信号。
13．控制回路断线报警。当采用断路器控制时，控制电源保险熔断或跳闸回路或合闸回路断线时均发出断线报警。
14．遥控输出。独立遥控跳合闸空接点输出，由外部连接片投退。
15．遥信量、遥调量。各保护信号，故障参数，开关量事件记录，保护定值，保护试验。
16．网络通讯。总线式，普通屏蔽双绞线，直接同PC机连接。
二、主要功能
现就发电机、主变压器、高压送电线路的微机保护监控装置的功能作简要介绍。
1．微机发电机保护监控。
微机差动保护监控装置。具有差动速断、差动保护功能，配置故障报警、控置回路断线报警、PT、CT断线报警及每种保护动作的独立信号接点输出。
微机发电机后备保护监控装置。两段式复合电压闭锁过流保护、零序过流保护、过负荷报警、完全的电气防跳及控制回路。
微机发电机失磁及转子一点接地保护监控装置。
2．微机主变压器保护监控。
微机主变差动保护装置。具有微机自动调压输出接口及主变分接位置BCD编码输入接口。
主变差动速断保护、差动保护、分接头遥控升降控制。
断路器(遥控、就地)控制。
微机主变后备保护监控装置。三段式复合电压闭锁过流保护、三段式复合电压闭锁方向过流保护、零序电压闭锁零序过流保护、间隙零序过流保护、零序无流闭锁及零序过电压保护、过负荷报警、过负荷调压闭锁、风冷故障、重瓦斯、轻瓦斯、过温保护。
3．微机线路保护监控。
用于6千伏～66千伏线路保护监控装置。对于不接地系统、小电流接地系统或经中值阻抗接地系统的线路保护有：两相(或三相)低电压闭锁方向电流速断、限时速断、过流保护；三相一次重合闸、报护动作或断路器位置不对应启动；低周减载；断路器(遥控、就地)控制功能；小电流接地选线；具有测量、遥信和脉冲电度功能。
110千伏线路保护监控装置。微机110千伏线路保护监控装置的功能有：三段式距离保护、四段零序保护、三段式接地距离保护、三相重合闸保护，三相三段式电流保护、两段式零序电流保护；断路器(遥控、就地)控制功能，具有遥信、测量和脉冲功能。
三、微机保护监控装置的应用
鉴于微机保护监控装置有以上特点及功能，易于构成综合自动化系统。对于发电厂、变电站及高压送电线路，只要配置相应的微机保护监控装置，且与调度监控系统相连，就可构成综合自动化系统，可实现四遥(遥控、遥测、遥信、遥调)，可以完成系统的运行工况的数据采集与处理，动态实时控制、报警及事故记录、报表制作、汉字显示打印、计算统计。
四、结语
目前，国内已有上百家集团能生产出符合国际IEC标准及国家部颁标准的微机保护监控系列装置，在通讯软件开发上也可满足电力系统综合自动化的要求。因此，在电力系统中应用技术先进、可靠安全的微机保护监控系列装置具有广阔前景。
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2005-1-14 17:15:42