微機(jī)母線保護(hù)裝置的使用功能分析

摘要：隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，母線故障對電氣設(shè)備的損害及對電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的危害也日益嚴(yán)重，因而對母線保護(hù)的要求也越來越高。設(shè)計一種快速、靈敏、可靠的微機(jī)母線保護(hù)不但可以創(chuàng)造很大經(jīng)濟(jì)效益，而且對促進(jìn)微機(jī)母線保護(hù)的發(fā)展具有重要意義。文章介紹了微機(jī)母線保護(hù)裝置的使用功能及規(guī)范操作的必要性，避免由于不正規(guī)操作而造成不必要的損失。

關(guān)鍵詞：微機(jī)母線；保護(hù)裝置；模擬一次系統(tǒng)圖；抗電磁干擾功能

中圖分類號：TM773 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）10-0070-02

1 裝置的構(gòu)成

1.1 概述

WMZ-41B 型微機(jī)母線保護(hù)裝置采用多 CPU 系統(tǒng)，由三層保護(hù)機(jī)箱組成。 機(jī)箱采用“整面板，背插模件式結(jié)構(gòu)”。 第 I 層裝置為“出口跳閘”，實現(xiàn)“各單元出口跳閘、運(yùn)行方式輸入識別顯示”等功能。 第 II 層裝置為“AD 轉(zhuǎn)換、CPU、開關(guān)量 IO 及人機(jī)界面”， 管理 CPU 實現(xiàn)“電壓閉鎖及人機(jī)對話、通訊管理”等功能，保護(hù) CPU 實現(xiàn)“A、B、C 各相電流差動保護(hù)及斷路器失靈保護(hù)”等功能。 第Ⅲ層裝置為“交流模件”，將各單元三相電流、母線電壓等模擬量變換成弱電電壓量輸入到 AD 模件。

1.2 關(guān)于模擬一次系統(tǒng)圖

雙母線保護(hù)在第 I 層裝置面板上繪制有“模擬一次系統(tǒng)接線圖”，對應(yīng)于每個單元均安裝有兩個綠色發(fā)光管及一個紅色發(fā)光管。其中綠色發(fā)光管指示其運(yùn)行方式，紅色發(fā)光管指示其跳閘出口狀態(tài)。每單元配置兩個“手動小開關(guān)”，模擬各單元在母線兩側(cè)的隔離開關(guān)。每個小開關(guān)有“上（強(qiáng)制閉合）、中（自動）、下（強(qiáng)制斷開）”三檔位置。保護(hù)裝置正常運(yùn)行時，應(yīng)將每個小開關(guān)撥在“自動”位置，由輸入的隔離刀閘輔助接點結(jié)合電流情況確定雙母線運(yùn)行方式；在運(yùn)行過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某單元隔離開關(guān)輔助接點指示的運(yùn)行狀態(tài)與一次系統(tǒng)不符合時，可將對應(yīng)單元的小開關(guān)撥在“強(qiáng)制閉合”位或“強(qiáng)制斷開”位置，手動強(qiáng)制使母差保護(hù)的運(yùn)行方式與一次系統(tǒng)實際運(yùn)行方式相符。手動小開關(guān)的設(shè)置還大大方便了母差保護(hù)調(diào)試過程中頻繁的單元切換。手動小開關(guān)設(shè)置與否由用戶在訂貨時提出，如無說明，雙母線保護(hù)柜設(shè)計時均配置手動小開關(guān)。

1.3 性能特點

第一，裝置核心部件采用32位CPU，16位AD轉(zhuǎn)換，同步采樣精度高，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)。

第二，帶比率制動特性的完全電流差動保護(hù)判據(jù)，動作速度快，成熟可靠。

第三，同步識別法抗TA飽和判據(jù)，確保在系統(tǒng)發(fā)生故障、TA飽和或故障轉(zhuǎn)換、發(fā)展時，保護(hù)裝置始終正確并快速反應(yīng)。

第四，復(fù)合電壓判別由獨(dú)立的CPU模件完成，出口閉鎖方式符合規(guī)程要求，安全可靠。

第五，保護(hù)裝置根據(jù)各單元隔離開關(guān)接點狀態(tài)及其電流的平衡計算，自動判別跟蹤雙母線一次系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài)，外部接點出錯時，自動糾錯，確保電流差動保護(hù)正確判別、出口跳閘正確選擇。

第六，對母線聯(lián)接單元的各主TA特性無特殊要求，可適用于主TA變比不一致場合。采用裝置整定方法即可方便解決電流調(diào)平衡，各主TA變比差異允許非整數(shù)倍。

2 微機(jī)母線保護(hù)裝置的使用功能

微機(jī)母線保護(hù)裝置的使用功能主要包括保護(hù)功能、輔助功能、絕緣功能以及抗電磁干擾功能等，具體內(nèi)容為：

2.1 保護(hù)功能

第一，分相式電流差動保護(hù)。

第二，包括低電壓、負(fù)序電壓、零序電壓判據(jù)的復(fù)合電壓閉鎖出口。

第三，線路斷路器失靈保護(hù)（需要時）。

第四，主變或發(fā)變單元失靈解除電壓閉鎖。

第五，母聯(lián)斷路器失靈保護(hù)及母聯(lián)死區(qū)保護(hù)（需要時）。

第六，母聯(lián)充電保護(hù)（過流保護(hù)）（需要時）。

第七，母聯(lián)非全相保護(hù)（需要時）。

第八，TA斷線告警、閉鎖。

第九，TV 斷線告警。

2.2 輔助功能

第一，采用大屏幕彩色液晶顯示器，信息顯示清楚分明、信息量大。可實時檢查母線的差電流情況，查看母線所有聯(lián)接單元的電流幅值和相位。

第二，針對雙母線保護(hù)，保護(hù)柜配置模擬系統(tǒng)主接線圖，運(yùn)行狀態(tài)清楚明了；設(shè)置微動開關(guān)可強(qiáng)制保護(hù)裝置中的雙母線運(yùn)行方式字。

第三，對裝置中CPU、AD、IO等核心部件、定值區(qū)、保護(hù)軟件設(shè)置有完善的自動檢測功能，自檢出錯時告警并閉鎖差動保護(hù)出口，有效防止裝置誤出口。

第四，可打印“整定值、采樣值、裝置自檢及故障記錄”等各種報告。故障報告可記錄當(dāng)前最近的8次故障信息，提供“故障簡明事件、故障電流采樣值，故障電流波形”等三種報告格式便于用戶選擇打印、分析。

第五，提供RS485/RS422/RS232標(biāo)準(zhǔn)串口或以太網(wǎng)口，可與后臺監(jiān)控及故障信息管理系統(tǒng)通訊，支持IEC60870-5-103通訊規(guī)約。

第六，采用整面板、背插式機(jī)箱結(jié)構(gòu)型式，強(qiáng)弱電完全分開，裝置抗電磁干擾能力強(qiáng)。

2.3 絕緣功能

第一，絕緣電阻。在正常試驗標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下，裝置的外引帶電回路部分和外露非帶電金屬部分及外殼之間以及電氣上無聯(lián)系的各回路之間，用500V的兆歐表測量其絕緣電阻值不小于20 MΩ。

第二，介質(zhì)強(qiáng)度。在正常試驗標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下，裝置承受頻率為50Hz、電壓2000V的1min耐壓試驗無擊穿閃絡(luò)及元器件損壞現(xiàn)象（試驗過程中，任一被試回路加電壓時，其余回路應(yīng)互連并接地）。

第三，沖擊電壓。在正常試驗標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下，裝置的電源輸入回路、交流輸入回路、輸出觸點回路對地以及各回路之間，能承受1.2/50μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波的短時沖擊電壓試驗，開路試驗電壓5kV，裝置無絕緣損壞。

2.4 抗電磁干擾功能

第一，輻射電磁場干擾。裝置能夠承受GB/T14598.9-2002中規(guī)定的嚴(yán)酷等級Ⅲ級的輻射電磁場干擾試驗，試驗期間及試驗后，裝置性能符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

第二，快速瞬變干擾。裝置能承受GB/T14598.10-1996中規(guī)定的嚴(yán)酷等級Ⅳ級的快速瞬變干擾試驗，試驗期間及試驗后，裝置性能符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

第三，脈沖群干擾。裝置能承受GB/T14598.13-1998中規(guī)定的嚴(yán)酷等級為Ⅲ級、頻率為1MHz及100kHz的脈沖群干擾試驗，試驗期間及試驗后，裝置性能符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

第四，靜電放電干擾。裝置能承受GB/T14598.14-1998中規(guī)定的嚴(yán)酷等級為Ⅳ級的靜電放電干擾試驗電壓為6kV、空氣放電試驗電壓為8kV的靜電放電干擾試驗。

3 結(jié)語

綜上所述，微機(jī)母線保護(hù)裝置的構(gòu)成是非常復(fù)雜的，要想保證其各項功能有效使用，就要詳細(xì)了解各項功能的使用規(guī)范，避免由于不正規(guī)操作而造成的不必要損失。

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作者簡介：李學(xué)璐，男，新疆霍城人，新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局助理工程師，研究方向：水電廠運(yùn)行管理。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）