微機式自適應饋線(xiàn)保護裝置

5　裝置的構成
5.1　裝置的硬件
　　WXB-32型自適應饋線(xiàn)保護裝置由高性能16位單片機構成，采用C196CPU芯片，使用A/D轉換器實(shí)現數據采樣。
　　本裝置采用國家電力公司南京電力自動(dòng)化設備總廠(chǎng)統一外觀(guān)的19/2英寸機箱，內部插件為插拔式，具有鎖緊機構，各插件之間的連接采用母板印刷板連接方式。
　　裝置有以下5個(gè)插件：
　　(1)　交流插件，完成電流、電壓變換；
　　(2)　采樣保護插件，完成數據采樣，共有IA，IB，IC，UAB，UBC，UCA6路，同時(shí)保留了3I0，3U0，UL以便以后增加功能；
　　(3)　處理器插件，完成數據處理、保護控制、故障判斷和通信等功能；
　　(4)　電源插件，外接直流220 V或110 V電源，提供5 V，±15 V，24 V等直流電壓；
　　(5)　信號及出口插件，完成出口跳、合閘和發(fā)信號等功能。
　　面版上有液晶、鍵盤(pán)、指示燈來(lái)實(shí)現人機對話(huà)。
5.2　裝置的軟件
　　在編制WXB-32型自適應饋線(xiàn)保護軟件時(shí)，考慮到以下基本要求：
　　(1)　發(fā)生故障時(shí)，能保證按自適應保護原理、算法及要求正確動(dòng)作；
　　(2)　跳閘后在滿(mǎn)足一定條件下，能實(shí)現自動(dòng)重合閘；
　　(3)　運行期間出現TV斷線(xiàn)、斷路器偷跳等情況，不僅要發(fā)警告信號，還應采取相應措施，例如偷跳時(shí)應能自動(dòng)重合閘；
　　(4)　運行期間若出現RAM，ROM檢查出錯、定值出錯、跳閘回路出錯、TA斷線(xiàn)等，都應發(fā)中央警告信號，并閉鎖出口跳合閘，同時(shí)置裝置為“異常狀態(tài)”，以上情況，再包括跳閘失靈等，都要將相應的信息作入報告；
　　(5)　能實(shí)現與變電站自動(dòng)化聯(lián)網(wǎng)和與PC機通信等功能；
　　(6)　能自動(dòng)或手動(dòng)打印有關(guān)數據；
　　(7)　有良好的人機界面，便于操作。
　　根據上述要求，裝置的軟件由5個(gè)PLM程序模塊及兩個(gè)小匯編程序組成。W.PLM是完成上電初始化的主程序，它含有一個(gè)每1.667 ms執行一次的采樣中斷程序以及過(guò)負荷中斷程序和低周減載處理程序；DR.PLM是完成菜單顯示和人機交換的模塊；REPORT.PLM是完成報告的顯示和打印模塊；SUB.PLM是以上三個(gè)模塊通用的子函數模塊；GZ.PLM是故障處理模塊。匯編程序F.ASM完成傅氏變換，R.ASM完成開(kāi)根號運算。
　　主程序上電后先自檢，然后根據操作人員的選擇進(jìn)入調試菜單或運行菜單。在運行狀態(tài)下，液晶上的第一行顯示時(shí)間(時(shí)、分、秒)，最后一個(gè)字符若為‘H’，則表明重合閘已充好電，第二行至第四行顯示電流、電壓量。液晶正常顯示畫(huà)面如下所示：
　　16∶58∶13　　　　　　f=50.1　　　H
　　A　309 A　　　　AB　10.5 kV
　　B　310 A　　　　BC　10.4 kV
　　C　310 A　　　　CA　10.5 kV
　　發(fā)生故障時(shí)，采樣中斷程序中的啟動(dòng)元件啟動(dòng)，進(jìn)入故障處理程序。在故障處理程序中作完相應的處理后，完成整組復歸。若出口起動(dòng)命令發(fā)出過(guò)，則裝置上“有報告”的燈亮，報告已完成，裝置自動(dòng)打印，報告格式舉例如下：
　　1997_10_08　　14∶30∶56　　

(故障發(fā)生年　月　日　時(shí)∶分∶秒)

　　Line　NO：　　0001　　　(故障線(xiàn)路號)
　　FAULTY　TYPE　　A B C　　(故障類(lèi)型)
　　IA＝1 170 A　　　　(A相故障電流)
　　IC＝1 165 A　　　　(C相故障電流)
　　UAB＝08.35 kV　　(AB相間故障電壓)
　　UBC＝08.36 kV　　(BC相間故障電壓)
　　UCA＝08.30 kV　　(CA相間故障電壓)
　　SETSD：0620　　A　　(速斷定值)
　　SETGL：0200　　A　　(過(guò)電流定值)

　 Time　(ms) Relay　message

NO.1 00031 　START　(起動(dòng))
NO.2 00031 　SD TRIP　(速斷跳閘)
NO.3 01025 　RECLOSE　(重合閘)

6　裝置的使用
　　在使用本裝置時(shí)首先要根據自身的條件確定選用哪一種方案。
　　如果決定選用方案1，由于定值可以在線(xiàn)、實(shí)時(shí)自動(dòng)計算整定，故不需離線(xiàn)整定計算。當采用定時(shí)限特性時(shí)，仍需根據時(shí)限配合的要求，確定動(dòng)作時(shí)限，并用人工方式輸入時(shí)間定值。如果決定選用方案2，應按傳統的速斷和過(guò)電流的離線(xiàn)方式計算保護的定值和動(dòng)作時(shí)限，然后用人工方式輸入所有定值。由于此方案具有對故障類(lèi)型自適應功能，因此在計算過(guò)電流保護的靈敏度時(shí)，只按最小運行方式下發(fā)生三相短路進(jìn)行檢驗即可。
　　如果決定選用方案3，對速斷不需進(jìn)行任何離線(xiàn)計算，只要輸入被保護線(xiàn)路的阻抗值，裝置即可自動(dòng)完成速斷計算整定。對于過(guò)電流保護需要進(jìn)行與方案2相同的計算整定。
　　當設計或運行人員需要了解自適應速斷的效果時(shí)，其保護范圍αA可用下式計算［1］：
αA＝［ZL-(Kk-1)ZS］／KkZL

(7)

式中　ZS為當前的等效系統阻抗；ZL為被保護線(xiàn)路阻抗；Kk為可靠系數，本裝置用Kk=1.2。

7　結論
　　WXB-32型微機式自適應饋線(xiàn)保護裝置是在突破了模擬式繼電保護傳統觀(guān)念的束縛，充分發(fā)揮微機的智能作用和利用當地的故障信息的基礎上實(shí)現的。裝置的先進(jìn)性體現在能在線(xiàn)、實(shí)時(shí)識別系統的運行方式及故障狀態(tài)并據此自動(dòng)地計算保護的定值，從而使保護性能始終處于最佳狀態(tài)。裝置提供了多種方案以適應不同用戶(hù)的需要又充分說(shuō)明了其靈活性，可以預期本裝置必將以其獨特的優(yōu)越性能以及使用維護的靈活性與方便性受到用戶(hù)的信賴(lài)和歡迎。

參考文獻
1　葛耀中.新型繼電保護與故障測距原理與技術(shù).西安：西安交通大學(xué)出版社，1996
2　葛耀中.自適應繼電保護及其前景展望.電力系統自動(dòng)化，1997，21(9)：42～46