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        淺談微機保護在大型泵站中應(yīng)用、管理與維護

        2013-08-15 00:49:39趙慶華
        江蘇水利 2013年5期
        關(guān)鍵詞:微機插件合閘

        趙慶華

        (江蘇省秦淮河水利工程管理處,江蘇南京 210001)

        0 引言

        微機保護是指利用計算機技術(shù),將電力系統(tǒng)中的各種故障用數(shù)學模型來表示,通過計算機軟件和硬件相結(jié)合的方法,實現(xiàn)繼電保護功能的繼電保護技術(shù)。微機保護裝置具有許多常規(guī)繼電保護裝置所不具備的性能特點,特別是軟件概念的引入,對繼電保護裝置性能的改進、調(diào)試的簡化、靈活性的增加起到巨大作用,尤其是其附加的一些功能,如:裝置的自檢、故障參數(shù)顯示、打印故障報告以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)?,使微機保護在自動化系統(tǒng)中起到極為重要的作用。

        1 微機保護在泵站自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

        1.1 自動化設(shè)計對繼電保護的要求

        繼電保護是大型泵站自動化系統(tǒng)中的一個重要組成部分,除了要求能夠及時可靠的切斷故障外,還要求能夠滿足以下幾個方面:

        (1)繼電保護定值和各種電量參數(shù)能夠存儲。

        (2)定值和參數(shù)的整定以及保護功能的投入和退出均可隨時進行,操作方便。

        (3)繼電保護裝置要能顯示各種電量、非電量及其它信息,且精度較高。

        (4)能夠自成單元的獨立運行。

        (5)具有電磁兼容設(shè)計和抗干擾能力。

        (6)能夠方便的編程,進行程序式工作。

        (7)具有通訊傳輸功能等。

        1.2 電磁型繼電保護裝置存在的問題

        作為傳統(tǒng)的保護手段,電磁型保護在早期泵站中發(fā)揮了重要作用,至今許多地方還能看見它的身影,但隨著泵站自動化程度的提高,電磁型保護的弊端逐步顯露出來,主要表現(xiàn)在以下幾方面:

        (1)保護回路設(shè)計復(fù)雜。設(shè)計一臺電機的保護回路,需要設(shè)計電流保護回路、電壓保護回路、零序保護回路、保護出口回路、音響信號回路等,故一臺電機需配置許多電磁型繼電器。

        (2)配備保護屏較多。每臺機組需配備一臺繼電器保護屏。

        (3)控制保護電纜多、接線復(fù)雜。

        每臺機組保護都要配置電流回路電纜、電壓回路電纜、信號回路電纜、直流回路電纜等,由于繼電器使用較多,接線也相對復(fù)雜很多。

        (4)電磁型繼電器本身存在的問題。主要表現(xiàn)在:可動部分易磨損,功率損耗大,接點怕振動、易燒毛、易出現(xiàn)接觸不良情況,靈敏度低等。

        (5)維護工作量大。每年都要花費大量的人力、物力進行測試、維護、更換等等。

        1.3 微機保護裝置的組成

        微機保護裝置盡管型號各異,但組成基本相同,主要有以下6個部分:

        (1)模擬量輸入系統(tǒng)。

        (2)CPU 主系統(tǒng)。

        (3)開關(guān)量輸入/ 輸出系統(tǒng)。

        (4)人機接口回路。

        (5)通訊回路。

        (6)電源回路。

        1.4 微機保護的特點

        (1)選擇性和靈敏性大大提高。

        (2)動作更為迅速。

        (3)有較高的可靠性。

        (4)保護配置更加合理、靈活。

        (5)可進行實時參數(shù)顯示、定值修改、故障儲存。

        (6)調(diào)試便捷。

        (7)具有數(shù)據(jù)通信傳輸功能。

        2 微機保護的管理與維護

        2.1 微機保護裝置的運行環(huán)境

        微機保護裝置的運行環(huán)境要求很高,裝置的房間應(yīng)設(shè)置空調(diào),溫度要保持在一定范圍內(nèi)。這一點影響很大,江都四站改造前是在現(xiàn)場組屏,裝在主機層,夏天溫度很高,保護裝置電源板損壞較多;改造后采用集中組屏,有專門房間,并配置空調(diào),運行幾年來電源板至今未壞。另外,由于微機保護在數(shù)據(jù)處理及通信方面易受干擾,裝置本身在制造中除考慮屏蔽作用外,在現(xiàn)場應(yīng)用中也要采取一些措施,如使用屏蔽電纜、正確屏蔽接地設(shè)計及工藝等,同時,繼電器室應(yīng)限制使用對講機等無線電設(shè)備。有的微機保護裝置直接安裝在開關(guān)柜上,距離一次設(shè)備較近,易受到較強磁場及機構(gòu)操作引起的震動的影響,因此,對產(chǎn)品制造、設(shè)計及運行管理方面提出較高要求。

        2.2 微機保護裝置的調(diào)試

        微機保護與常規(guī)保護相比,改善了保護性能,提高了保護的可靠性。但是,由于微機保護裝置中使用了大量集成芯片,以及軟硬件的不斷升級,增加了用戶掌握其原理的難度。微機保護現(xiàn)場檢驗應(yīng)做以下幾項內(nèi)容:

        (1)測量絕緣。

        (2)檢驗?zāi)孀冸娫矗ɡ现绷麟娫矗绷麟娫淳徛仙?、緩慢下降時逆變電源和微機繼電保護裝置應(yīng)能正常工作)。

        (3)檢驗固化的程序是否正確。

        (4)檢驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的精度和平衡度。

        (5)檢驗開關(guān)量輸入和輸出回路。

        (6)檢驗定值及動作特性。

        (7)整組聯(lián)動檢驗。

        (8)用一次電流及工作電壓檢驗。

        以前電磁型保護現(xiàn)場試驗時注重定值檢驗,而通過幾年來對微機保護現(xiàn)場調(diào)試發(fā)現(xiàn),真正裝置存在軟硬件問題的情況很少,所以,可淡化裝置的功能特性試驗,把重點轉(zhuǎn)移到外回路接線正確性的驗證上。對裝置來說,絕緣檢查、逆變電源檢查、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的精度和平衡度檢查應(yīng)是重點,在確定這些環(huán)節(jié)無問題后著重檢查整定值輸入的正確性。

        2.3 微機保護裝置運行中的異常情況分析

        盡管微機保護很先進,但由于生產(chǎn)廠家較多,在軟件設(shè)計、元件篩選、制造工藝等方面存在較大差異,造成保護裝置在運行中發(fā)生一些異常情況,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

        (1)CPU 插件故障。與MONI 板通信中斷、插件與背板接觸不良。

        (2)逆變電源插件故障。逆變電源輸出錯誤,裝置被閉鎖或黑屏。

        (3)人機對話插件故障。主要包括顯示異常、打印出錯、定值固化錯誤等。

        (4)采樣插件故障。裝置采樣回路發(fā)生錯誤,這種故障往往是致命的,尤其對差動保護,很容易導(dǎo)致保護誤動。

        3 對微機保護的幾點建議

        (1)微機保護是綜合自動化中的一個重要環(huán)節(jié),泵站管理人員、維護人員要加強對微機保護相關(guān)技術(shù)的培訓(xùn),以便熟悉掌握,適應(yīng)現(xiàn)場要求。

        (2)在定期試驗中,出現(xiàn)因拉動插件而導(dǎo)致連接線松動和人手接觸插件芯片的現(xiàn)象不可避免,由此將造成連接線接觸不良的安全隱患。該隱患一般不會立即顯現(xiàn),而是在裝置充電發(fā)熱并經(jīng)過一段時間的運行后,才會暴露。因此,繼電保護工作人員必須以嚴格、細致、認真的工作態(tài)度,按照要求進行微機保護裝置的調(diào)試。

        (3)微機保護裝置與高壓斷路器的配合問題。有的微機保護裝置(如南瑞繼電保護的RCS 系列)配有合閘保持繼電器,遇到裝配CD10 系列電磁操作機構(gòu)的真空斷路器時,如果由于電氣或機械原因造成機構(gòu)合閘失敗時,很容易燒壞合閘線圈。此時應(yīng)該注意對控制回路進行少許改動,可加裝一個時間繼電器,將其線圈與合閘線圈并聯(lián),而將其常閉延時斷開接點串聯(lián)在合閘回路中,這樣,一旦發(fā)生合閘失敗可及時斷開合閘回路,避免燒毀合閘線圈?;蛘?,在給真空斷路器選配操作機構(gòu)時盡量避免選用電磁式操作機構(gòu),而選用彈簧儲能式操作機構(gòu),如:CT 系列的操作機構(gòu)。

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