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
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