10KV變電所繼電保護(hù)微機(jī)保護(hù)分析研究

摘要本次設(shè)計(jì)根據(jù)相關(guān)資料及參考書(shū)籍，作出了110KV降壓變電所繼電保護(hù)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容大致共分為五章，包括設(shè)計(jì)資料分析、參數(shù)計(jì)算、保護(hù)裝置選擇、各保護(hù)的整定計(jì)算、微機(jī)保護(hù)等。本設(shè)計(jì)以實(shí)際負(fù)荷為依據(jù)，變電所的最佳運(yùn)行為基礎(chǔ)，按照有關(guān)規(guī)定，完成了滿足要求的110KV降壓變電所繼電保護(hù)設(shè)計(jì)。變電所擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，經(jīng)過(guò)變壓，然后配電的任務(wù)。它也是電力系統(tǒng)中對(duì)電能的電壓和電流進(jìn)行變換、集中和分配的場(chǎng)所。為保證電能的質(zhì)量以及設(shè)備的安全，在變電所中還需進(jìn)行電壓調(diào)整、潮流控制以及輸配電線路和主要電工設(shè)備的保護(hù)。繼電保護(hù)的發(fā)展是伴隨電力系統(tǒng)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。從它的構(gòu)成原理方面來(lái)看，一直是隨著電力系統(tǒng)發(fā)展而不斷提出相應(yīng)的新原理保護(hù)，新原理保護(hù)又在電力系統(tǒng)運(yùn)行中不斷完善，不斷趨向成熟。目前微機(jī)保護(hù)已經(jīng)普遍應(yīng)用，它與以往的各種類(lèi)型的繼電保護(hù)相比，是采用數(shù)字計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)的各種保護(hù)功能。它具有靈活性大、可靠性高、易于獲得附加功能和維護(hù)調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)，因此必將越來(lái)越多的應(yīng)用，有著很好的發(fā)展前途。[關(guān)鍵詞]110KV變電所繼電保護(hù)微機(jī)保護(hù)AbstractThisdesignaccordingtotherelevantmaterialsandreferencebooks,madea110kvstep-downsubstationrelayprotectiondesign.Thisdesigncontentisdividedintofivechapters,includingthedesignofdataanalysis,parametercalculationandprotectivedeviceselection,theprotectionsettingcalculationandmicrocomputerprotection,etc.Thisdesignwasbasedontheactualload,basedontheoptimaloperationofsubstation,shall,inaccordancewiththerelevantregulationsandspecification,andfinishedthemeettherequirementsof110kvstep-downsubstationrelayprotectiondesign.Substationforthepassbytheelectricpowersystem,transformer,thenthedistributionoftasks.Itisalsointhepowersystemvoltageandcurrentofelectricalenergytransformation,concentrationanddistributionofplaces.Inordertoensurethesafetyofelectricenergyqualityandequipmentinthesubstationandvoltageregulation,currentcontrolandpowertransmissionanddistributionlinesandtheprotectionofthemainelectricalequipment.Thedevelopmentofrelayprotectionisalongwiththeelectricpowersystem,thedevelopmentofelectronictechnology,computertechnology,communicationtechnologyanddevelopment.Initsconstitutionprincipleways,hasbeenwiththedevelopmentofpowersystemprotectionandcontinuouslyputforwardnewprinciples,newprinciplesandprotectioninpowersystemintheoperationoftheconstantlyimprove,constantlytomature.Microcomputerprotectionhasbeenwidelyusedatpresent,itiscomparedwiththepreviousallkindsofrelayprotection,istousedigitalcomputingtechnologytoachievevariousprotectionfunctions.Ithasgreatflexibility,highreliability,easytogetadditionalfeaturesandmaintenanceconvenientdebugging,sowillbemoreandmoreapplications,hasaverygooddevelopmentfuture.[Keywords]110KVSubstationrelayprotectionmicrocomputerprotection目錄摘要 IAbstract II目錄 III1引言 12設(shè)計(jì)分析 22.1設(shè)計(jì)原始資料 22.2繼電保護(hù)簡(jiǎn)介 22.2.1繼電保護(hù)任務(wù) 22.2.2繼電保護(hù)裝置的組成 23參數(shù)計(jì)算 43..1系統(tǒng)中短路電流計(jì)算 44保護(hù)裝置選擇 65各保護(hù)的整定計(jì)算 75.1縱差保護(hù)的整定計(jì)算 75.2110KV側(cè)復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)流保護(hù)的整定計(jì)算 95.338.5KV側(cè)方向電流保護(hù) 105.4110KV側(cè)零序過(guò)電流保護(hù) 115.5變壓器瓦斯保護(hù)的整定 115.6變壓器保護(hù)接線全圖 116微機(jī)保護(hù) 126.1微機(jī)保護(hù)裝置的特點(diǎn) 126.2微機(jī)保護(hù)裝置的硬件構(gòu)成框圖 126.3微機(jī)保護(hù)軟件的系統(tǒng)配置 137電力變壓器微機(jī)保護(hù) 157.1電力變壓器微機(jī)保護(hù)的配置 157.1.1中、低壓變電所主變壓器的保護(hù)配置 157.1.2高壓變電所主變壓器的保護(hù)配置 157.2微機(jī)主變保護(hù)電流互感器接線原則 157.3比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù) 167.3.1變壓器比率差動(dòng)保護(hù) 177.3.2距離保護(hù) 177.4WBZ196B型微機(jī)變壓器綜合保護(hù)裝置 197.4.1保護(hù)配置及工作原理 197.4.2高壓側(cè)過(guò)負(fù)荷保護(hù) 197.4.3高壓側(cè)零序電流保護(hù) 197.4.4高壓側(cè)不平衡電流保護(hù) 207.4.5高壓側(cè)零序電流保護(hù) 207.4.6低壓側(cè)定時(shí)限零序電流保護(hù) 217.4.7保護(hù)定值表及說(shuō)明 218論文總結(jié) 239致謝 2410參考文獻(xiàn) 2511附圖 261引言本次設(shè)計(jì)的目的是對(duì)110KV降壓變電所進(jìn)行繼電保護(hù)設(shè)計(jì)，由于110KV屬于高電壓，可能因?yàn)樽匀灰蛩鼗騽?dòng)物、人為因素造成一些故障，所以要進(jìn)行必要的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)主要采用參數(shù)計(jì)算、整定計(jì)算和微機(jī)保護(hù)等方法進(jìn)行各種短路電流計(jì)算，把涉及的每個(gè)元件參數(shù)的計(jì)算出來(lái)，然后選擇適當(dāng)?shù)钠骷罱K完成降壓變電所繼電保護(hù)設(shè)計(jì)。通過(guò)這次的設(shè)計(jì)，對(duì)于一些常見(jiàn)的故障，能夠較好地完成對(duì)故障的切除，從而保證了供電的可靠性和電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。2設(shè)計(jì)分析2.1設(shè)計(jì)原始資料某變電所的電氣主接線如附圖所示。兩臺(tái)變壓器均為三繞組、油浸、強(qiáng)迫風(fēng)冷、分級(jí)絕緣結(jié)構(gòu)。參數(shù)均為：S=31.5MVA電壓：110±4*2.5%/2*2.5%/11KV接線：YN,Y0，d11短路電壓：Uq*z=10.5%Uq*d=10.5%Uz*d=10.5%兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行110KV側(cè)的中性點(diǎn)一臺(tái)接地，若只一臺(tái)運(yùn)行，則運(yùn)行的這臺(tái)變壓器中性點(diǎn)必須接地。其余參數(shù)見(jiàn)附圖所示。2.2繼電保護(hù)簡(jiǎn)介2.2.1繼電保護(hù)任務(wù)（1）當(dāng)電力系統(tǒng)中某電氣元件發(fā)生故障時(shí)，能自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，避免故障元件繼續(xù)遭到破壞，使非故障元件迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。（2）當(dāng)電力系統(tǒng)中電氣元件出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，能及時(shí)反應(yīng)并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件發(fā)出信號(hào)或跳閘。2.2.2繼電保護(hù)裝置的組成繼電保護(hù)裝置一般由測(cè)量元件、邏輯元件、和執(zhí)行元件三部分組成，如圖1所示。圖1繼電保護(hù)裝置基本組成框圖測(cè)量元件測(cè)量元件的作用是，測(cè)量從被保護(hù)對(duì)象輸入的有關(guān)物理量，并與已給定的整定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果給出“是”、“非”、“大于”、“不大于”等邏輯信號(hào)，從而判斷保護(hù)是否應(yīng)該啟動(dòng)。邏輯元件邏輯元件的作用是，根據(jù)測(cè)量部分輸出量的大小、性質(zhì)、輸出的邏輯狀態(tài)，出現(xiàn)的邏輯順序或它們的組合，使保護(hù)裝置按一定邏輯關(guān)系工作，最后確定是否應(yīng)跳閘或發(fā)信號(hào)，并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行元件。執(zhí)行元件執(zhí)行元件的作用是，根據(jù)邏輯元件傳送的信號(hào)，最后完成保護(hù)裝置所擔(dān)負(fù)的任務(wù)。如：故障時(shí)跳閘，不正常運(yùn)行時(shí)發(fā)信號(hào)，正常運(yùn)行時(shí)不動(dòng)作等。3參數(shù)計(jì)算3..1系統(tǒng)中短路電流計(jì)算（取基準(zhǔn)容量為Si=100MVA）根據(jù)已知條件和電氣主接線圖可得：=1/2(0.105+0.105-0.105)=0.0525=1/2×(0.105+0.105-0.105)=0.0525=1/2×(0.105+0.105-0.105)=0.0525電抗參數(shù)計(jì)算;變壓器B1的電抗：XB1。q=0.0525×100/31.5=0.17XB1。z=0.0525×100/31.5=0.17XB1。d=0.0525×100/31.5=0.17線路的電抗：XL1=0.4×15×100/1152=0.045XL3=0.4×35×100/1152=0.106圖2等效電抗(a)正序等效電抗（b）負(fù)序等效電抗由主接線分析可知，變壓器的主保護(hù)為：一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行為保護(hù)的計(jì)算方式；變壓器后備保護(hù)作線路的遠(yuǎn)后備時(shí)，要檢驗(yàn)d3和d4兩點(diǎn)的靈敏度。因此，除需要計(jì)算出d1和d2兩點(diǎn)的最大、最小短路電流外，還需要計(jì)算出d3和d4兩點(diǎn)的最小短路電流。分別計(jì)算如下：取基準(zhǔn)電壓為=115KV則：基準(zhǔn)電流為=502（A）（1）d1的短路電流=502×1/(0.11+0.17+0.17)=1115.6（A）=0.866×502/(0.2+0.17+0.17)=805.1（A）(2)d2的短路電流=502/(0.11+0.17+0.17)=1115.6（A）=0.866×502/(0.2+0.17+0.17)=805.1（A）(3)d3的短路電流=502×0.866/(0.2+0.17+0.17+0.106)=673（A）(4)d4的短路電流=502×0.866/(0.2+0.17+0.17+0.045)=743（A）4保護(hù)裝置選擇表1變壓器保護(hù)裝置選擇序號(hào)保護(hù)名稱(chēng)型號(hào)1縱差保護(hù)BCH-12110KV側(cè)復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)DY-4，DL-11，DY-25335KV側(cè)方向電流保護(hù)LG-11，DL-114110KV側(cè)零序過(guò)電流保護(hù)DL-135瓦斯保護(hù)QJ-80變壓器的縱差保護(hù)是比較被保護(hù)設(shè)備各側(cè)電流的相位和數(shù)值的大小，由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不相同，再加上變壓器各側(cè)電流的相位往往不相等。因此，為了保證差動(dòng)保護(hù)的正確工作，需適當(dāng)選擇各側(cè)電流互感器的變比，及各側(cè)電流相位的補(bǔ)償，使得正常運(yùn)行和外短路故障時(shí)，兩次二次電流相等。復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)易用于升壓變壓器、系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器和過(guò)電流保護(hù)不滿足靈敏度要求的降壓變壓器。零序過(guò)電流保護(hù)是對(duì)于變電所采用一部分變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行的方式，以保證在各種運(yùn)行方式下，變壓器中性點(diǎn)接地的數(shù)目和位置盡量維持不變，從而保證有穩(wěn)定的保護(hù)范圍和足夠的靈敏度。瓦斯保護(hù)是為了保證變壓器內(nèi)部不被損壞，避免影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。5各保護(hù)的整定計(jì)算5.1縱差保護(hù)的整定計(jì)算BCH-1型差動(dòng)繼電器：BCH-1型差動(dòng)繼電器是在速度和變流器的基礎(chǔ)上，增加了一組制動(dòng)線圈，利用外部短路時(shí)的短路電流來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，使繼電器的啟動(dòng)電流隨制動(dòng)電流的增加而增加。它能夠可靠躲過(guò)外部短路故障時(shí)的不平衡電流，并提高內(nèi)部故障的靈敏性。BCH-1型差動(dòng)繼電器的組成部分它由速飽和變流器和執(zhí)行元件（DL-11/0.2型電流繼電器）組成。其中速飽和變流器上有以下線圈：差動(dòng)線圈Ld和兩個(gè)平衡線圈Lbal1、Lbal2，它們同向繞于中間柱上。制動(dòng)線圈Lbrk：它分為匝數(shù)相等的兩部分，分別繞于兩邊柱上且反向串聯(lián)。二次線圈L2:它分為匝數(shù)相等的兩部分，分別繞于兩邊柱上且正向串聯(lián)，并與執(zhí)行元件相連接。BCH-1型差動(dòng)繼電器的工作原理該原理包括兩部分：即一般的速飽和變流器的原理+制動(dòng)線圈的制動(dòng)作用原理。制動(dòng)線圈制動(dòng)原理也可表述為：當(dāng)制動(dòng)線圈通入很大電流時(shí)（如區(qū)外短路電流），其中的周期分量將差動(dòng)線圈Ld磁路的工作點(diǎn)推向?qū)Т畔禂?shù)較低的區(qū)段工作，因而二次線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小。額定參數(shù)的計(jì)算（見(jiàn)表2）。由以上計(jì)算結(jié)果可知，110KV側(cè)差動(dòng)臂中的電流為最大，故選110KV側(cè)為計(jì)算的基本側(cè)。表2變壓器各側(cè)一、二次電流名稱(chēng)變壓器各側(cè)數(shù)據(jù)額定電壓（KV）11038.511額定電流（A）1654731650電流互感器接線方式△△Y電流互感器變比300/51000/52000/5差動(dòng)臂中的電流（A）4.754.14.12確定制動(dòng)線圈的接入方式。制動(dòng)線圈接入38.5KV側(cè)。這是因?yàn)槿绻搨?cè)的外部發(fā)生故障時(shí)，穿越變壓器的短路電流最大。計(jì)算差動(dòng)保護(hù)的一次動(dòng)作電流。①按躲過(guò)11KV側(cè)外部故障時(shí)的最大不平衡電流整定（因?yàn)?8.5KV側(cè)接有制動(dòng)線圈，故不必考慮相應(yīng)不平衡電流），故動(dòng)作電流的計(jì)算值為：=1.3×(1×0.1+0.1+0.05)×1115.6=362.6(A)②按躲過(guò)變壓器勵(lì)磁涌流計(jì)算：==1.5×165=248(A)③按躲過(guò)LH二次回路斷線計(jì)算：==1.3×165=214.5(A)選取計(jì)算電流=250.9(A)差動(dòng)繼電器動(dòng)作電流和差動(dòng)線圈匝數(shù)計(jì)算：=(×362.6)/60=10.467(A)=60/10.467=5.73(匝)選取=6匝則：繼電器的實(shí)際動(dòng)作電流：=60/6=10(A)其它各側(cè)工作線圈和平衡線圈的匝數(shù)計(jì)算：===0.92(匝)===0.95(匝)選?。?=1(匝)則：==6+1=7(匝)整定匝數(shù)與計(jì)算匝數(shù)不等引起的相對(duì)誤差：==(0.92—1)/(0.92+6)=-0.012<0.05；==（0.95-1）/（0.95+6）=-0.007<0.05即實(shí)際誤差均小于估算誤差，滿足要求。制動(dòng)系數(shù)和制動(dòng)線圈匝數(shù)的計(jì)算。由于系單側(cè)電源，所以制動(dòng)系數(shù)計(jì)算為：=1.3×（1×0.1+0.1+0.05-0.007）=0.316制動(dòng)線圈的匝數(shù)計(jì)算值為：（匝）選取=2（匝）。校驗(yàn)靈敏度。對(duì)11KV側(cè)，工作安匝為：（安匝）對(duì)38.5KV側(cè)制動(dòng)安匝為：(安匝)由繼電器特性曲線差得當(dāng)安匝，安匝時(shí)動(dòng)作安匝為：安匝則：，滿足要求。5.2110KV側(cè)復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)流保護(hù)的整定計(jì)算（1）電流元件的動(dòng)作電流：（A）（A）（2）電壓元件的動(dòng)作電流：(3)負(fù)序電壓元件的動(dòng)作電壓：(4)檢驗(yàn)靈敏度。電流元件：，作11KV線路后備：滿足要求；電壓要求：電壓元件裝在11KV側(cè)，故僅需校驗(yàn)作為線路的后備即可：滿足要求；在此需要指出：若110KV側(cè)僅采用單純過(guò)流保護(hù)，則則：滿足要求。5.338.5KV側(cè)方向電流保護(hù)功率方向元件的動(dòng)作方向，為自變壓器指向35KV母線方向。其電流元件的動(dòng)作電流為：滿足要求。5.4110KV側(cè)零序過(guò)電流保護(hù)由主接線圖可知，該變電所為終端變電所，接地保護(hù)不需要與下級(jí)配合，故零序過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作值按躲過(guò)最大不平衡電流計(jì)算。電壓元件的動(dòng)作電壓為：滿足要求。動(dòng)作時(shí)限的整定：以0.5S跳中性點(diǎn)不接地運(yùn)行的變壓器；以1S跳中性點(diǎn)接地的變壓器。5.5變壓器瓦斯保護(hù)的整定輕瓦斯按氣體容量整定重瓦斯按汽油流的流速整定（對(duì)導(dǎo)油管直徑為）。5.6變壓器保護(hù)接線全圖變壓器保護(hù)接線全圖見(jiàn)附圖。6微機(jī)保護(hù)6.1微機(jī)保護(hù)裝置的特點(diǎn)微機(jī)保護(hù)與常規(guī)保護(hù)相比具有以下特點(diǎn)：常規(guī)保護(hù)是布線邏輯的，保護(hù)的功能完全依賴于硬件，而微機(jī)保護(hù)裝置則除硬件外，還必須具備相應(yīng)的軟件，因此微機(jī)保護(hù)可以實(shí)現(xiàn)智能化。常規(guī)保護(hù)的完好性是依賴于定期檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)的，在正常運(yùn)行時(shí)保護(hù)裝置的隱患不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，將產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，而微機(jī)保護(hù)裝置可利用程序?qū)ζ溆布M(jìn)行在線檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，可立即報(bào)警。對(duì)于軟件的異常及干擾的影響，可自動(dòng)識(shí)別并排除。因而，與常規(guī)保護(hù)相比，微機(jī)保護(hù)裝置的可靠性大大提高了。常規(guī)保護(hù)裝置的功能單一，僅僅是保護(hù)功能，而微機(jī)保護(hù)裝置除了能夠做到與常規(guī)保護(hù)完全相同的功能外，還可以提供一些附加功能，例如距離保護(hù)的故障類(lèi)型判別，故障測(cè)距，故障錄波，事件記錄，零序電流方向保護(hù)的開(kāi)口三角電壓的極性判斷，電壓互感器的二次是否發(fā)生斷線等信息。與常規(guī)保護(hù)相比，微機(jī)保護(hù)具有調(diào)試維護(hù)方便的特點(diǎn)。微機(jī)保護(hù)具有完善的網(wǎng)絡(luò)通信功能，可適應(yīng)無(wú)人值守或少人值守的自動(dòng)化變電站。利用微機(jī)的智能特點(diǎn)，可以采用一些新原理，解決一些常規(guī)保護(hù)難以解決的問(wèn)題。例如，采用模糊識(shí)別原理或波形對(duì)稱(chēng)原理識(shí)別判斷勵(lì)磁涌流，利用模糊識(shí)別原理判斷振蕩過(guò)程中的短路故障，采用自適應(yīng)原理改善保護(hù)的性能等。對(duì)于同一類(lèi)型的保護(hù)對(duì)象，微機(jī)保護(hù)裝置可采用相同的硬件結(jié)構(gòu)。6.2微機(jī)保護(hù)裝置的硬件構(gòu)成框圖微機(jī)保護(hù)裝置的基本硬件構(gòu)成如圖3所示。包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)DAS，保護(hù)微機(jī)系統(tǒng)和管理微機(jī)系統(tǒng)，輸入輸出部分，逆變穩(wěn)壓電源等。DASDAS保護(hù)微機(jī)系統(tǒng)（1~n個(gè)）開(kāi)入開(kāi)出開(kāi)入電源繼電器按鍵GPS管理微機(jī)系統(tǒng)LCD打印機(jī)逆變穩(wěn)壓電源至通信網(wǎng)圖3微機(jī)保護(hù)裝置的硬件構(gòu)成框圖數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完成把電壓互感器和電流互感器二次的電壓、電流信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)，供微機(jī)系統(tǒng)使用。保護(hù)微機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)具體的繼電保護(hù)功能，由不同的軟件實(shí)現(xiàn)不同的繼電保護(hù)功能。管理微機(jī)系統(tǒng)主要作為人機(jī)對(duì)話的手段。對(duì)保護(hù)微機(jī)系統(tǒng)除模擬信號(hào)的輸入外，還有開(kāi)關(guān)量信號(hào)的輸入，這些信號(hào)通常為外部繼電器的接點(diǎn)、保護(hù)屏上的投退壓板、操作把手的接點(diǎn)等，一般是經(jīng)光電隔離后輸入微機(jī)系統(tǒng)。保護(hù)系統(tǒng)通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)電路使繼電器動(dòng)作。這些繼電器包括跳閘出口繼電器、信號(hào)繼電器、硬件故障的報(bào)警繼電器等。管理微機(jī)系統(tǒng)通常采用簡(jiǎn)易的觸摸按鍵作為輸入手段，在面板上設(shè)有LCD液晶顯示模塊。此外，管理微機(jī)系統(tǒng)還設(shè)有打印機(jī)的接口，可為用戶提供信息的硬拷貝輸出。6.3微機(jī)保護(hù)軟件的系統(tǒng)配置軟件分為接口軟件和保護(hù)軟件兩大部分。接口軟件是人機(jī)接口部分的軟件，其程序分為監(jiān)控程序和運(yùn)行程序。監(jiān)控程序主要就是鍵盤(pán)命令處理程序，是為接口插件（或電路）及各CPU保護(hù)插件進(jìn)行調(diào)節(jié)和整定而設(shè)置的程序。運(yùn)行程序主要由主程序和定時(shí)中斷服務(wù)程序構(gòu)成。主程序主要完成巡檢、鍵盤(pán)掃描和處理及故障信息的排列和打印。定時(shí)中斷服務(wù)程序包括軟件時(shí)鐘程序，以硬件時(shí)鐘控制并同步各CPU插件的軟時(shí)鐘、檢測(cè)各CPU插件啟動(dòng)元件是否動(dòng)作的檢測(cè)啟動(dòng)程序。保護(hù)軟件的配置各保護(hù)CPU插件的保護(hù)軟件配置為主程序和兩個(gè)中斷服務(wù)程序。保護(hù)軟件有三種工作狀態(tài)：運(yùn)行、調(diào)試和不對(duì)應(yīng)狀態(tài)。不同狀態(tài)時(shí)程序流程也就不相同。采樣中斷程序采樣中斷程序保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)第一通道轉(zhuǎn)換命令數(shù)據(jù)處理程序從中斷返回A/D轉(zhuǎn)換完成中斷程序A/D中斷請(qǐng)求狀態(tài)復(fù)位讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果并存入循環(huán)存儲(chǔ)區(qū)地址更新通道加1返回發(fā)轉(zhuǎn)換命令最后通道？清零YN圖4中斷方式程序框圖7電力變壓器微機(jī)保護(hù)7.1電力變壓器微機(jī)保護(hù)的配置7.1.1中、低壓變電所主變壓器的保護(hù)配置主保護(hù)配置比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)。差動(dòng)速斷保護(hù)。瓦斯保護(hù)。后備保護(hù)配置（中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)）三段復(fù)合電壓閉鎖方向過(guò)電流保護(hù)。三段過(guò)負(fù)荷保護(hù)。冷控失電，主變壓器過(guò)溫報(bào)警。7.1.2高壓變電所主變壓器的保護(hù)配置主保護(hù)配置比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)。工頻變化量比率差動(dòng)保護(hù)。差動(dòng)速斷保護(hù)。瓦斯保護(hù)。后備保護(hù)配置（中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)）相間阻抗保護(hù)。兩段零序方向過(guò)流保護(hù)。反時(shí)限過(guò)激磁保護(hù)。過(guò)負(fù)荷報(bào)警。7.2微機(jī)主變保護(hù)電流互感器接線原則常規(guī)變壓器的差動(dòng)保護(hù)，由于雙繞組變壓器采用Y，d11接線，高低兩側(cè)電流相位差30o,從而在變壓器差動(dòng)回路中產(chǎn)生較大的不平衡電流。為此要求兩側(cè)電流互感器二次側(cè)采用相位補(bǔ)償接線。由于微機(jī)保護(hù)計(jì)算的靈活性，允許變壓器各側(cè)的電流互感器二次側(cè)都按Y型接線，也可以按常規(guī)保護(hù)的接線方式。當(dāng)兩側(cè)都采用Y型接線時(shí)，在進(jìn)行差動(dòng)計(jì)算時(shí)由軟件對(duì)變壓器Y側(cè)電流進(jìn)行相位補(bǔ)償及電流數(shù)值補(bǔ)償。如變壓器Y側(cè)二次三相電流采樣值為、、，則按下式可求得用作差動(dòng)計(jì)算的三相電流、、。Y側(cè)高壓電流相量Y側(cè)高壓電流相量低壓側(cè)三相電流相量圖5軟件計(jì)算的Y，d轉(zhuǎn)換的相量7.3比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作區(qū)動(dòng)作區(qū)321制動(dòng)區(qū)圖6差動(dòng)繼電器的制動(dòng)特性比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流是隨外部短路電流按比率增大，電磁型差動(dòng)繼電器實(shí)質(zhì)上就是一種具有比率制動(dòng)的差動(dòng)繼電器，它可以通過(guò)調(diào)節(jié)制動(dòng)繞組匝數(shù)，使其動(dòng)作電流始終大于區(qū)外故障時(shí)流過(guò)制動(dòng)繞組的制動(dòng)電流隨短路電流增大，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流也隨之按比率增大，其比率稱(chēng)為制動(dòng)的比率系數(shù)。7.3.1變壓器比率差動(dòng)保護(hù)變壓器比率差動(dòng)保護(hù)程序邏輯框圖如圖7所示。﹠﹠﹠﹠≥1≥1≥1≥1差動(dòng)速斷跳閘出口比率差動(dòng)跳閘信號(hào)TA斷線Id>D4Id>D1K1>D2K2<DTA斷線TA斷線投入Y1Y2Y3H2H1H3H4相BC圖7變壓器差動(dòng)保護(hù)邏輯框圖在程序邏輯框圖中、為比率制動(dòng)系數(shù)整定值，為二次諧波制動(dòng)系數(shù)整定值?？梢?jiàn)比率差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的三個(gè)判據(jù)是與的關(guān)系，必須同時(shí)滿足才能動(dòng)作與跳閘。而差動(dòng)速斷保護(hù)是作為比率差動(dòng)保護(hù)的輔助保護(hù)。在比率差動(dòng)保護(hù)不能快速反應(yīng)嚴(yán)重區(qū)內(nèi)故障時(shí)，差動(dòng)速斷保護(hù)應(yīng)無(wú)時(shí)延地快速出口跳閘。因此這兩種保護(hù)是或的邏輯關(guān)系。比率差動(dòng)保護(hù)在TA二次回路斷線時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的差動(dòng)電流而誤動(dòng)作，所以必須經(jīng)TA斷線閉鎖的否門(mén)再經(jīng)與門(mén)Y3才能出口動(dòng)作。當(dāng)TA斷線時(shí)與門(mén)Y3被閉鎖住，不能出口動(dòng)作。7.3.2距離保護(hù)距離保護(hù)階梯形時(shí)限特性如圖8所示。AAMNPⅠⅡⅢPD1圖8距離保護(hù)的階梯型時(shí)限特性Ⅰ段瞬時(shí)動(dòng)作，為保證選擇性，保護(hù)區(qū)不能伸出本線路，即測(cè)量阻抗小于本線路Ⅰ段動(dòng)作阻抗時(shí)動(dòng)作。如圖8所示，引入可靠系數(shù)，保護(hù)PD1的Ⅰ段動(dòng)作阻抗為Ⅱ段延時(shí)動(dòng)作，為保證選擇性，保護(hù)區(qū)不能伸出相鄰線路Ⅰ段保護(hù)區(qū)，即測(cè)量阻抗小于本線路阻抗與相鄰線路Ⅰ段動(dòng)作阻抗之和時(shí)動(dòng)作。引入可靠系數(shù)（一般取0.8），保護(hù)PD1的段動(dòng)作阻抗為Ⅲ段除了作為本線路的近后備保護(hù)外，還要作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)。距離保護(hù)如圖9所示，由啟動(dòng)元件、測(cè)量元件與邏輯回路三部分組成。啟動(dòng)元件啟動(dòng)元件1KR2KR3KR﹠﹠﹠測(cè)量元件t10t20t30≥1邏輯回路跳閘圖9三段式距離保護(hù)單相原理框圖7.4WBZ196B型微機(jī)變壓器綜合保護(hù)裝置7.4.1保護(hù)配置及工作原理當(dāng)A、C相電流中任何一相電流的幅值大于任一段電流保護(hù)的整定值并達(dá)到整定延時(shí)后保護(hù)即動(dòng)作。三段都可以獨(dú)立地用控制字選擇投入或退出，Ⅲ段還可通過(guò)控制字選擇投跳閘或告警。過(guò)流Ⅰ過(guò)流Ⅰ段投入KZ1.0=1MAX(Ia，Ic)≥I1過(guò)流Ⅱ段投入KZ1.1=1MAX(Ia，Ic)≥I2&T1&&過(guò)流Ⅲ段投跳閘KZ1.3=1過(guò)流Ⅲ段投入KZ1.2=1過(guò)流Ⅲ段投告警KZ1.3=0MAX(Ia，Ic)≥I3T2T3≥1&&跳閘信號(hào)跳閘出口信息顯示及遠(yuǎn)傳告警信號(hào)信息顯示及遠(yuǎn)傳圖10高壓側(cè)三段定時(shí)限過(guò)流保護(hù)邏輯框圖7.4.2高壓側(cè)過(guò)負(fù)荷保護(hù) 本保護(hù)為平方曲線的反時(shí)限保護(hù)，裝置嚴(yán)格按照公式計(jì)算進(jìn)行積分，當(dāng)積分值達(dá)到動(dòng)作值后保護(hù)出口?？梢杂每刂谱诌x擇投入或退出，還可通過(guò)控制字選擇投跳閘或告警。7.4.3高壓側(cè)零序電流保護(hù) 高壓側(cè)采用專(zhuān)用零序CT，可準(zhǔn)確檢測(cè)零序電流，當(dāng)零序電流大于整定值并達(dá)到整定延時(shí)后保護(hù)動(dòng)作。可以通過(guò)控制字選擇投跳閘或僅發(fā)信號(hào)，裝置配有單獨(dú)的零序接地信號(hào)。高壓零序保護(hù)投跳閘KZ2高壓零序保護(hù)投跳閘KZ2.1=1高壓零序保護(hù)投入KZ2.0=1高壓零序電流≥I0h高壓零序保護(hù)投告警KZ2.1=0T0h&&&跳閘出口信息顯示及遠(yuǎn)傳接地信號(hào)信息顯示及遠(yuǎn)傳圖11高壓側(cè)零序電流保護(hù)邏輯框圖7.4.4高壓側(cè)不平衡電流保護(hù) 裝置通過(guò)計(jì)算變壓器高壓側(cè)實(shí)際運(yùn)行電流的負(fù)序分量構(gòu)成不平衡電流保護(hù)。對(duì)于變壓器的各種不平衡故障，如不平衡運(yùn)行、斷相、反相等，可投入不平衡電流保護(hù)。不平衡保護(hù)投跳閘KZ1.7=1不平衡保護(hù)投入不平衡保護(hù)投跳閘KZ1.7=1不平衡保護(hù)投入KZ1.6=1不平衡(負(fù)序)電流≥Ip不平衡保護(hù)投告警KZ1.7=0Tp&&&跳閘出口信息顯示及遠(yuǎn)傳告警信號(hào)信息顯示及遠(yuǎn)傳圖12高壓側(cè)不平衡電流保護(hù)邏輯框圖7.4.5高壓側(cè)零序電流保護(hù) 高壓側(cè)采用專(zhuān)用零序CT，可準(zhǔn)確檢測(cè)零序電流，當(dāng)零序電流大于整定值并達(dá)到整定延時(shí)后保護(hù)動(dòng)作?？梢酝ㄟ^(guò)控制字選擇投跳閘或僅發(fā)信號(hào)，裝置配有單獨(dú)的零序接地信號(hào)。高壓零序保護(hù)投跳閘KZ2高壓零序保護(hù)投跳閘KZ2.1=1高壓零序保護(hù)投入KZ2.0=1高壓零序電流≥I0h高壓零序保護(hù)投告警KZ2.1=0T0h&&&跳閘出口信息顯示及遠(yuǎn)傳接地信號(hào)信息顯示及遠(yuǎn)傳圖13高壓側(cè)零序電流保護(hù)邏輯框圖7.4.6低壓側(cè)定時(shí)限零序電流保護(hù)本裝置可單獨(dú)采集低壓側(cè)零序電流，用于保護(hù)低壓側(cè)的接地故障。因配電變壓器低壓側(cè)為直接接地系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)故障電流較大，所以本保護(hù)的整定范圍也較大。低壓零序保護(hù)投跳閘KZ2低壓零序保護(hù)投跳閘KZ2.3=1低壓零序保護(hù)投入KZ2.2=1低壓零序電流≥I0l低壓零序保護(hù)投告警KZ2.3=0&&&T0l跳閘出口信息顯示及遠(yuǎn)傳告警信號(hào)信息顯示及遠(yuǎn)傳圖14定時(shí)限低壓側(cè)零序電流保護(hù)邏輯框圖7.4.7保護(hù)定值表及說(shuō)明表3序號(hào)定值類(lèi)型標(biāo)號(hào)含義整定范圍及步長(zhǎng)1控制字KZ1見(jiàn)下表2控制字KZ2見(jiàn)下表3控制字KZ3見(jiàn)下表4過(guò)流Ⅰ段I1過(guò)流Ⅰ段電流定值(0~99)A，級(jí)差0.01A5T1過(guò)流Ⅰ段時(shí)間定值(0~30)S，級(jí)差0.01S6過(guò)流Ⅱ段I2過(guò)流Ⅱ段電流定值(0~99)A，級(jí)差0.01A7T2過(guò)流Ⅱ段時(shí)間定值(0~30)S，級(jí)差0.01S8過(guò)流Ⅲ段I3過(guò)流Ⅲ段電流定值(0~99)A，級(jí)差0.01A9T3過(guò)流Ⅲ段時(shí)間定值(0~30)S，級(jí)差0.01S10過(guò)負(fù)荷保護(hù)Ig過(guò)負(fù)荷保護(hù)啟動(dòng)電流(0.5~20)A，級(jí)差0.01A11Tg過(guò)負(fù)荷保護(hù)時(shí)間常數(shù)(0~99)S，級(jí)差0.01S12不平衡電流保護(hù)Ip不平衡電流保護(hù)電流定值(0~10)A，級(jí)差0.01A13Tp不平衡電流保護(hù)時(shí)間定值(0~30)S，級(jí)差0.01S14高壓零序保護(hù)I0h高壓零序保護(hù)電流定值(0~3.2)A，級(jí)差0.01A15T0h高壓零序保護(hù)時(shí)間定值(0~30)S，級(jí)差0.01S16定時(shí)限低壓零序保護(hù)I0低壓零序保護(hù)電流定值(0~99)A，級(jí)差0.01A17T0l低壓零序保護(hù)時(shí)間定值(0~30)S，級(jí)差0.01S18反時(shí)限低壓零序保護(hù)Igl低壓零序啟動(dòng)電流(0.5~20)A，級(jí)差0.01A19Tgl低壓零序反時(shí)限時(shí)間常數(shù)(0~99)S，級(jí)差0.01S20通訊Addr通訊地址1~99，級(jí)差121Baud通訊波特率(1200~9600)bpsKZ1(控制字1)各位定義如下：(1-投入；0-退出)D7D6D5D4D3D2D1D0表4D0高壓側(cè)過(guò)流Ⅰ段投退D4高壓側(cè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)投退D1高壓側(cè)過(guò)流Ⅱ段投退D5高壓側(cè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)跳閘投退D2高壓側(cè)過(guò)流Ⅲ段投退D6高壓側(cè)不平衡電流保護(hù)投退D3高壓側(cè)過(guò)流Ⅲ段跳