电力系统微机继电保护研究 邢西龙

电力系统微机继电保护研究邢西龙

摘要：在我国科学经济快速发展的今天，人们对电力的需求量也随之逐年的增加。与此同时，人们对电力方面的保护意识也相对的重视起来。本文就微机继电

保护在电力系统中的应用进行了一系列的分析及研究。

关键词：电力系统；微机；继电保护研究

前言

微机保护是运用数字处理技术，使传统的继电保护设备经硬件连接从而完成

了复杂计算与逻辑判断等功能。传统的继电保护庞大且复杂，硬件设备可用大规

模集成电路来代替，各种测控与保护功能都可以用程序软件来完成。微机保护的

数字化、网络化、智能化以及数字通讯能力提高了继电保护在选择性、灵敏性、

迅速性及可靠性等方面的性能，促进了电力系统管理与维护的信息化及远程化，

提高了电力系统经济安全运行的水平。

1 电力系统微机继电保护的特点

微机保护充分运用了计算机技术的两个优势：高速运算能力与完备存贮记忆

能力，以及成熟的数据采集与采取大规模集成电路，数字滤波、A/D 模数变换、

抗干扰措施等先进技术，改善了可靠性、速动性等方面的功能并且显示出强大的

生命力。相比于传统继电保护，微机保护有以下优点：

1.1改善并提高了继电保护动作特征及性能，正确动作率提高。表现在以下几方面：得到了常规保护不易得到的特性；较强的记忆力更好地实现了故障的分量

保护；可以引进自动控制、新的数学理论与技术，例如状态预测、模糊控制、自

适应以及人工神经网络等。

1.2可方便扩充其他的辅助功能（如故障录波与波形分析），也可很方便地附加自动重合闸、故障录波、故障测距、低频减载等功能。

1.3工艺结构优越。体现在硬件较通用，制造容易且标准统一，装置体积小，功耗低。

1.4可靠性易提高。由于数字元件的特性使其不易受电源波动、温度变化及使用年限的影响，并且自检与巡检能力加强，可用软件检测出主要部件的工作状况

和自身软件功能。

1.5使用方便灵活，界面非常人性化。其维护调试变得更方便，使维修时间缩短，同时根据运行的经验，在现场可以用软件方法改变其特性和结构。

1.6可进行远程监控。微机保护装置的串行通信功能以及变电所的微机监控系统通信联络，实现了微机保护的远程监控。

2 电力系统中微机继电保护装置的应用

我国电力系统中继电保护装置的应用比较广泛，本文以电力系统中微机继电

保护装置为例谈下它在某地区线路中的设计应用。

2.1电力系统中微机继电保护装置介绍

实际上，我们所说的微机继电保护装置一般是以微处理器为基础，采用数字

处理的方法用不同的模块化软件来实现各种功能。但是随着我国微电子技术的发展，各种功能强大的微处理器及其他相关大规模集成电路器件的广泛应用，使得

微机继电保护装置得到了飞速的发展，它的应用范围越来越大，功能也越来越大。特别是在电力系统中的保护功能上，采用不同的装置可以有效地实现线路、变压器、等电力设备的保护功能。不仅如此，利用微处理器强大的数据处理能力，还

能实现以往难以实现的很多保护功能。

以往旧有的电磁和电磁感应原理的保护存在动作速度慢、灵敏度低等缺点，

晶体管继电保护装置也有抗干扰能力差、判据不准确，装置本身的质量不是很稳

定等明显的缺点。但是随着数字计算机技术的发展，大规模集成电路技术的飞速

发展，微处理器和微型计算机进入实用化的阶段，微机继电保护装置开始逐渐趋

于实用。

2.2电力系统中微机继电保护装置应用

2.2.1 应用地区情况

某座城市的城区共设有110 kV 变电站66 座，日常的运行维护工作分属其下

属的供电分公司变电一、二部所管理，其中变电一部管辖110 kV 变电站34 座，

主要位于城区西面，主变压器容量共3142MVA；变电二部管辖110kV 变电站32 座，主要位于城区北面，主变压器容量共2666MVA。全部变电站已实现三遥无人值班。另外，110kV 变电站采用的保护装置类型达50 余种，数量共有2071 套，

其中微机继电型保护装置1764 套，集成型保护装置72套，电磁型保护装置235 套。

从有关数据统计来看，后一年的微机继电保护正确动作率高于前一年的，而

且在继电保护设备数量不断增加的情况下，保护正确动作率一直处于较高的水平。但是也有不正确的动作情况。从具体的数据分析得知，得出如下的结论：

2.2.2 元器件有故障

在我国的电力系统中，据笔者所知元器件故障引起保护装置动作不正确所占

比例较大。这主要原因是厂家设备制造工艺不良和部分元器件质量不佳。解决这

种问题除了要求厂家在质量上严格把关外，还应对保护装置缺陷进行长期跟踪，

应尽快将运行时间较长、经常出现不正确动作的保护装置列入改造计划并督促实施；此外，我们还应加强设备的选型工作，以期将设备质量问题从源头就开始消除。

2.2.3 设备的设计原理存在缺陷

现在的保护装置设计原理缺陷大致可以分为以下两类：第一类是抗干扰能力差，比如说某个变电站发生事故，由于本体保护非电量保护启动及出口回路仅由

6 只2 kΩ电阻和3 只24V继电器串联组成，并没有任何的抗干扰措施，事故时受

雷电干扰导致了本体重瓦斯保护误动作；第二类是保护程序设计错误，一变电站

发生自投装置TV 断线后重新上电时，程序逻辑出错导致了502A 开关误动作。对

于保护设计错误引起的不正确动作，文中建议除了在事故后及时制定相应的反措外，在设备投运前还应对图纸设计加强审核。另外，对于新型号装置，在正式选

用前，二次专业人员也应与厂方设计人员加强技术交流，以保障新设备的可靠性

和适用性。

2.2.4 施工维护也存在一定的问题

如果对变电站开关零序保护动作，站内1 号Z 形变压器保护同时出口切开变

压器低压侧开关。事故原因是变电站管理移交时图纸和试验数据不完备，导致Z

形变压器存在2 套零序保护，像类似这样的事故表明我们的试验记录和图纸资料

管理制度仍有待完善。2.电力系统中微机继电保护装置的维护根据上面案例的分

析和比较，文中也总结了一些维护微机继电保护装置的方法，行文如下：电力系统的有关值班人员要定期定时对微机继电保护装置进行巡视和检查，

并做好各仪表的运行记录。在它运行过程中，如果发现异常现象时，应加强监视

并向主管部门报告，并建立岗位责任制，做到每个盘柜有值班人员负责。同时，

我们还要做好继电保护装置的清扫工作。但要注意，在这建议清扫工作最好由两