一、前言：
微機繼電保護指的是以數(shù)字式計算機（包括微型機）為基礎(chǔ)而構(gòu)成的繼電保護.它與傳統(tǒng)的繼電保護相比較具有以下特點：
（1）改善和提高繼電保護的動作特征和性能，動作正確率高。主要表現(xiàn)在能得到常規(guī)保護不易獲得的特性；其很強的記憶力能更好地實現(xiàn)故障分量保護；可引進自動控制、新的數(shù)學(xué)理論和技術(shù)如自適應(yīng)、狀態(tài)預(yù)測、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，其運行正確率很高也已在運行實踐中得到證明。抗干擾介損測試儀廣泛適用于電力行業(yè)中變壓器、互感器、套管、電容器、避雷器等設(shè)備的介損測量。
（2）可以方便地擴充其他輔助功能。如故障錄波、波形分析等，可以方便地附加低頻減載、自動重合閘、故障錄波、故障測距等功能。
（3）工藝結(jié)構(gòu)條件*。體現(xiàn)在硬件比較通用，制造容易統(tǒng)一標準；裝置體積小，減少了盤位數(shù)量；功耗低。
（4）可靠性容易提高。體現(xiàn)在數(shù)字元件的特性不易受溫度變化、電源波動、使用年限的影響，不易受元件更換的影響；且自檢和巡檢能力強，可用軟件方法檢測主要元件、部件的工況以及功能軟件本身。
（5）使用靈活方便，人機界面越來越友好。其維護調(diào)試也更方便，從而縮短維修時間；同時依據(jù)運行經(jīng)驗，在現(xiàn)場可通過軟件方法改變特性、結(jié)構(gòu)。
（6）可以進行遠方監(jiān)控。微機保護裝置具有串行通信功能，與變電所微機監(jiān)控系統(tǒng)的通信聯(lián)絡(luò)使微機保護具有遠方監(jiān)控特性。繼電保護裝置投運至今已有三十余年，隨著廠內(nèi)繼電設(shè)備的老化，現(xiàn)有保護已不能滿足我廠的發(fā)展需要。更新繼電保護裝置也尤為緊迫。基于此情況，我廠對母差、紅托線微機保護、110kv、220Kv母線電壓互感器進行了改造并取得了良好的效果。
二、提出問題及解決方案：
1．WMZ-41A型母差保護改造母線保護是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要系統(tǒng)設(shè)備，它的安全性、可靠性、靈敏性和快速性對保證整個區(qū)域電網(wǎng)的安全具有決定性的意義。在電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用過的母聯(lián)電流比相式差動保護、電流相位比較式差動保護、比率制動式差動保護，而就適應(yīng)母線運行方式、故障類型、過渡電阻等方面而言，無疑是按分相電流差動原理構(gòu)成的比率制動式母差保護效果好。但是隨著電網(wǎng)微機保護技術(shù)的普及和微機型母差保護的不斷完善，以中阻抗比率差動保護為代表的傳統(tǒng)型母差保護的局限性逐漸體現(xiàn)出來。從電流回路、出口選擇的抗飽和能力等多方面，傳統(tǒng)型的母差保護與微機母差保護相比已不可同日而語。下面通過對WMZ-41A微機母差保護在我廠的應(yīng)用了解，對出現(xiàn)的問題及改進方法做一介紹。WMZ-41A是新型微機母線保護裝置。裝置采用整面板背插式機箱結(jié)構(gòu)，保持WMZ-41成熟的保護原理及算法，吸取WMZ-41多年成功的運行經(jīng)驗，提高了整體技術(shù)性能。由其構(gòu)成的GZM-W41A系列微機母線保護柜可適用于500kV及以下各種電壓等級、各種接線方式的母線保護。其有如下特點:
（1）WMZ-41A型微機母線保護裝置以32位主CPU為核心，CPU板采用6層印制板，貼裝工藝；模擬量轉(zhuǎn)換采用高精度16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
（2）采用帶比率制動特性的*電流差動判據(jù)，利用采樣值算法及突變量算法實現(xiàn)快速母線差動保護，采用同步識別法抗TA飽和措施，有效地消除了TA飽和對差動保護的不利影響。在母線區(qū)內(nèi)故障時，保護迅速出口。而區(qū)外故障時，保護可靠不誤動。
（3）自動跟蹤、識別雙母線運行方式，并可適應(yīng)于母聯(lián)帶出線、旁路兼母聯(lián)、母線兼旁路等各種特殊運行方式。對系統(tǒng)并列、解列或出線倒閘過程中的各種運行狀態(tài)，均能確保母線安全運行。
（4）配置中文打印機，可打印定值報告、采樣報告、自檢報告及故障報告；其中故障報告可記錄近8次故障，有三種打印格式如：簡明故障報告，采樣值故障報告，波形故障報告。
（5）多種可選的通信接口（RS485/RS422/RS232及以太網(wǎng)口）以及GPS對時功能。多層布線印刷電路板工藝，抗干擾能力強（通過IEC60255-22-4標準規(guī)定的Ⅳ級（4kV±10%）快速瞬變干擾試驗和IEC60255-22-2標準規(guī)定的Ⅳ級（空間放電15kV，接觸放電8kV）靜電放電試驗）。現(xiàn)有WMZ-41A型母差保護中需要對母聯(lián)開關(guān)加裝I、II母隔離刀閘輔助接點。由于母聯(lián)開關(guān)隔離刀閘輔助接點已無空接點，而是用合閘位置繼電器、跳閘位置繼電器的空接點代替，在倒母線操作時，運行按常規(guī)先取下母聯(lián)開關(guān)操作保險（這樣是為了防止倒閘操作過程中，母聯(lián)開關(guān)跳閘）從而使木聯(lián)合、跳位繼電器全部返回，造成母差保護頻發(fā)“識別錯誤”光字信號。針對這種現(xiàn)象，繼電保護班與運行人員協(xié)商，在倒母線操作中，由運行人員先將母差保護屏上模擬母聯(lián)位置的I、II母手動小開關(guān)都置于手合位置，在取下母聯(lián)開關(guān)操作保險。這樣可防止“識別錯誤”信號的頻發(fā)，帶刀閘母線操作完后，在將母聯(lián)I、II母小開關(guān)切至自動位置。110kVWMZ-41A型微機母線保護投入運行后不久，裝置頻發(fā)“電壓突變”信號，“電壓突變”將開放母差保護跳閘的一個條件，這樣，只有差電流超限，差動就會動作出口；以上這種情況，很可能造成母差保護的誤動，為主設(shè)備的安全運行造成嚴重隱患。為了杜絕保護基于此情況的母差保護誤動，經(jīng)過查看采樣數(shù)據(jù)，利用兩點乘積法檢查發(fā)現(xiàn)，母差保護數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的計時芯片，在采集中并不是每一個周波都按20點觸發(fā)晶振脈沖，而有時按一個周波24點采樣，多采4個點，造成本周波電壓的采樣值與前一個周波電壓的對應(yīng)采樣值比較中產(chǎn)生一個ΔU的差值，當這個ΔU累加超過電壓突變門檻值時從而造成“電壓突變”信號頻發(fā)，更換計時芯片后，問題得到了解決。
2．紅托線微機保護更新根據(jù)220KV及以上線路保護雙重化要求及紅托線原有WXB-11、15型已運行近十年，將紅托線微機保護換型為許繼產(chǎn)WXH-802型保護和南瑞產(chǎn)RCS-931B型保護，其中RCS-931B保護中光纖縱差保護為紅廠一套光纖保護。WXH-802由綜合距離方向元件和零序方向元件構(gòu)成全線速動主保護，由三段式相間距離和接地距離以及六段零序電流方向保護構(gòu)成后備保護；并配有綜合重合閘。相對于前有保護具有以下特點：
（1）采用32位DSP作為保護CPU，數(shù)據(jù)處理能力強，可靠性高，16位A/D作為數(shù)據(jù)采集，保護測量精度高，每個CPU有獨立的A/D,A/D自動校準，不需要零漂及刻度調(diào)整。
（2）保護中采用自適應(yīng)振蕩判據(jù)及自適應(yīng)數(shù)據(jù)濾波器，增設(shè)了適用于弱電源側(cè)的保護邏輯。
（3）保護動作事件可連續(xù)記錄16次，具體記錄發(fā)信、停信、收信及保護各種動作情況，每次可記錄故障前2周和故障后8周采樣數(shù)據(jù)，報告全漢化輸出，可體現(xiàn)保護動作的測量值與整定值，采樣數(shù)據(jù)可波形輸出也可采樣值輸出，采用80186芯片作為人機對話（MMI），LCD采用全漢化顯示。
（4）硬件存儲容量大，可存儲多達100次保護事件報告記錄。裝置的任何操作，如裝置上電、修改定值等均有記錄。具有RS-422/485或LonWorks總線網(wǎng)絡(luò)。可直接同微機監(jiān)控或保護管理機相連。
（5）具有完善、靈活的后臺分析軟件，便于事故后分析，機箱結(jié)構(gòu)采用6U結(jié)構(gòu)。CPU采用*表面貼裝技術(shù)；裝置強弱電回路、開入開出回路合理布局。提高了裝置的抗干擾能力。RCS-931B型保護本裝置為由微機實現(xiàn)的數(shù)字式超高壓線路成套快速保護裝置，可用作220kV及以上電壓等級輸電線路的主保護及后備保護。由三段式相間和接地距離及四個延時段零序方向過流構(gòu)成全套后備保護，RCS-931D以RCS-931A為基礎(chǔ)，僅將零序Ⅲ段方向過流保護改為零序反時限方向過流保護。RCS-931A/B/D保護有分相出口，配有自動重合閘功能,對單或雙母線接線的開關(guān)實現(xiàn)單相重合、三相重合和綜合重合閘。RCS-931XS適用于串聯(lián)電容補償?shù)妮旊娤到y(tǒng)。具有設(shè)有分相電流差動和零序電流差動繼電器全線速跳功能。通道自動監(jiān)測，通信誤碼率在線顯示，通道故障自動閉鎖差動保護。紅托線ZTZ-12S分相操作箱中按照繼電保護二十五相反措要求配置了兩組跳閘回路，因紅托線斷路器仍為單跳閘線圈，新疆電力設(shè)計院在圖紙中也按單跳回路設(shè)計的。所以在這次改造過程中，希望完善雙跳閘回路，等斷路器更換后實現(xiàn)開關(guān)的雙跳功能。在保護換型過程中，我們依據(jù)反措要求，通過獨立分配電源的方法，將WXH-802和RES-931B保護分別由兩組獨立的直流電源保險供電，并按下圖將兩組電源保險分別接入兩套操作回路和兩套保護裝置中，利用許繼ZFS-12S分相操作箱中兩套獨立的操作回路實現(xiàn)保護雙跳功能，之間*沒有電聯(lián)系。從而防止寄生回路造成兩套保護之間的電氣干擾。在紅托線投運后，在一次倒母線操作過程中，由于紅托線隔離開關(guān)未斷開，造成Ⅰ、Ⅱ母二次電壓由紅托線電壓切換回路互聯(lián)，在運行倒閘操作中220KVⅡ母TV受到?jīng)_擊，220KVⅡ母電壓互感器B相空氣開關(guān)跳閘，造成紅托線電壓切換箱ZYQ12S中兩塊電路板燒壞。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，兩塊燒壞的電路板中，均為電壓切換回路中的N相回路。由于紅廠母線電壓互感器B相為保安接地，當Ⅰ母TV中B相空氣小開關(guān)斷開后，UBI電壓恢復(fù)到57.7V，UNⅠ=0，而Ⅱ母TV正常，則UBⅡ=0V，UNⅡ=57.7V。由于隔離刀閘輔助接點原因，造成1YQJ、2YQJ均閉合（造成互聯(lián)），致使UNⅠ、UNⅡ之間有電勢差，而UNⅠ、UNⅡ之間回路中為死連接方式未經(jīng)空氣小開關(guān)，導(dǎo)致電壓切換箱燒損。針對以上情況將燒損電壓切換箱更換，并經(jīng)試驗正常，投入運行。并計劃分別停運220KV箱Ⅰ、Ⅱ母PT，將其N相加裝空氣小開關(guān)。如將B相空氣小開關(guān)去除改為死連接。則不能預(yù)防TV二次反充電，同時如果TV二次繞組中性點擊穿保險擊穿后，勢必造成B相短路，也會對TV一次繞組帶來嚴重影響。同時在TV的UNⅠ、UNⅡ回路上分別加裝一個空氣小開關(guān)，可有效防止電壓切換箱再次燒壞。改造后電壓切換回路：在RCS-931B型保護調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，斷路器在分閘狀態(tài)下，模擬各種短路故障時，保護均加速出口。如做距離保護I段，保護加速，報告顯示阻抗I段、阻抗II、III段出口，做零序保護I段，保護加速出口。并且在做接地距離保護時，保護動作報告中顯示*測距。以上問題在<>和<>中均未明確說明。在經(jīng)過多次反復(fù)實踐發(fā)現(xiàn)，在RCS－931B型保護調(diào)試模擬故障過程中，因線路在停運狀態(tài)，斷路器已跳開，控制開關(guān)KK也在斷開位置。此時加入故障量，保護盤手合于線路近距離故障點上，故保護加速跳閘，因此在微機保護試驗臺進行故障模擬時，應(yīng)先將線路斷路器置于合閘位，即合后KK在接通狀態(tài)，或?qū)⒎窒嗖僮飨渲泻衔焕^電器（HWJ）拔出，這樣做試驗就不會出現(xiàn)保護加速的問題了。對于模擬接地故障距離保護沒有測距的問題，我們經(jīng)過反復(fù)試驗發(fā)現(xiàn)：我們試驗所用的微機保護試驗臺在加故障量時原為我們手動切斷故障量的輸出，這對于以毫秒計算的微機保護來講誤差太大，所以將保護跳閘出口回路的空接點（如：跳A、跳B、跳C）分別引入微機保護試驗臺的開關(guān)量輸入接口，在模擬接地故障時，通過保護跳閘時輸出空接點來切斷試驗臺輸出故障量，這樣在做接地保護時就能正確動作，并在報告中顯示準確的測距了。
3．110kV、220KV母線電壓互感器改造原有的110kV、220kV電壓互感B相接地點均在就地開關(guān)箱中，不符合繼電保護二十五項反措要求，電壓互感器的二次繞組也為保護和測量共用，并且共用一個擊穿保險。不論保護還是儀表，那個回路沖擊電壓互感器的二次繞組，都會造成二次繞組空氣小開關(guān)跳開或擊穿保險擊穿，造成保護失壓，同時關(guān)口表測量損失。為解決這一問題，在更換新的大容量電磁式電壓互感中，加有兩組獨立的二次繞組，將保護和測量回路分開，互不影響，可有效防止關(guān)口表失壓，同時將兩組繞組分別經(jīng)不同的擊穿保險接地，既防止了TV過壓，又防止了兩繞組之間產(chǎn)生干擾。在執(zhí)行反措方面：將電壓互感器就地開關(guān)箱的B相接地點拆除，并用四平方截面電纜（可有效防止傳輸壓降）分別引至主控制室，經(jīng)小母線用2×4平方銅導(dǎo)線引至主控電纜夾層接地銅牌，保證接地點等電位（有效防止懸浮地電位的產(chǎn)生）。將開關(guān)場至控制室TV電纜更換為4平方電纜，減小了線損,提高了電壓質(zhì)量。電壓互感器的測量等級也由原來的0.5級提高到0.2級，提高了測量精度。
三．結(jié)束語
以上在技術(shù)改造中出現(xiàn)的問題，經(jīng)過思考解決，經(jīng)過現(xiàn)場運行中得到了驗證。對我廠電力系統(tǒng)的安全運行起到了促進作用。因水平有限、時間倉促，中間的錯誤與不足懇請各位專家批評指教。
