冶金行業(yè)微機(jī)繼電保護(hù)經(jīng)驗(yàn)介紹

冶金行業(yè)微機(jī)繼電保護(hù)經(jīng)驗(yàn)介紹摘要：冶金行業(yè)中的供電系統(tǒng)，有其自身的特殊性，與普通電力供電系統(tǒng)相差很大。根據(jù)對(duì)冶金行業(yè)供電系統(tǒng)的分析，我們總結(jié)出來(lái)了“六多一特殊”的系統(tǒng)特性。

關(guān)鍵字：冶金行業(yè)微機(jī)繼電保護(hù)1冶金行業(yè)供電系統(tǒng)與電力系統(tǒng)的不同點(diǎn)冶金行業(yè)中的供電系統(tǒng)，有其自身的特殊性，與普通電力供電系統(tǒng)相差很大。根據(jù)對(duì)冶金行業(yè)供電系統(tǒng)的分析，我們總結(jié)出來(lái)了“六多一特殊”的系統(tǒng)特性。饋出線多。電力系統(tǒng)中一般情況下一條母線只掛近十條饋線，而冶金行業(yè)供電系統(tǒng)中則可能掛的饋線多得多，因此，母線管理相對(duì)復(fù)雜。開(kāi)閉所多。同一電壓等級(jí)下掛開(kāi)閉所多，各開(kāi)閉所規(guī)模也較電力系統(tǒng)大；諧波多。冶金行業(yè)存在很多整流設(shè)備，這些設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，都會(huì)造成豐富的諧波。智能設(shè)備多。存在微機(jī)保護(hù)、整流設(shè)備、PLC設(shè)備等，這些設(shè)備之間有接口問(wèn)題。電動(dòng)機(jī)多，并有部分同步電機(jī)。電動(dòng)機(jī)沖擊電流大且頻繁，起動(dòng)電流大，負(fù)荷波動(dòng)大。母線分段多。在同一電壓等級(jí)中，電力系統(tǒng)一般是兩到三段母線，而冶金行業(yè)中四段、五段、六段都會(huì)出現(xiàn)；備自投要求特殊。在冶金行業(yè)中帶有很多電動(dòng)機(jī)，對(duì)可靠性要求很高。再加上冶金行業(yè)供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)備自投要求很特殊；我們公司在歷年與冶金系統(tǒng)的接觸下，在繼電保護(hù)方面有一些自己的心得和經(jīng)驗(yàn)。本文總結(jié)了一些遇到的問(wèn)題，并介紹了所用的解決方法。2近幾年遇到和解決的問(wèn)題2.1中低壓超短線路的快速保護(hù)

在冶金系統(tǒng)中，經(jīng)?？梢耘龅降碗妷旱燃?jí)的短線路，這種線路長(zhǎng)度為500m-2km不等，各線路往往帶一個(gè)開(kāi)閉所，從變電站低壓側(cè)受總到最終負(fù)荷點(diǎn)需要安裝3-4級(jí)保護(hù)（一般設(shè)終端、開(kāi)閉所、變電站出線、主變后備四級(jí)），。見(jiàn)圖2.1系統(tǒng)圖所示。由于線路太短，首、末端短路時(shí)故障電流無(wú)明顯變化，一般只能靠時(shí)間上來(lái)滿足保護(hù)的選擇性。由此帶來(lái)嚴(yán)重故障無(wú)法快速切除，易引發(fā)開(kāi)關(guān)爆炸、母線扭曲，變電站停電、起火等等（即所謂的“火燒連營(yíng)”），造成事故擴(kuò)。對(duì)于重要短線路保護(hù)，在高壓電力系統(tǒng)中，往往配有高頻閉鎖方向保護(hù)、高頻距離保護(hù)或光纜構(gòu)成的分相差動(dòng)保護(hù)。高頻閉鎖方向保護(hù)是由收發(fā)信機(jī)和高頻方向保護(hù)構(gòu)成的；高頻距離保護(hù)是由收發(fā)信機(jī)與距離保護(hù)共同構(gòu)成的；分相差動(dòng)是由光端機(jī)、光纜、和分相差動(dòng)保護(hù)構(gòu)成的。這些保護(hù)設(shè)備的原理是通過(guò)對(duì)兩端電量進(jìn)行交換、比較、邏輯計(jì)算后，最終決定是否動(dòng)作。這些保護(hù)一般作為高壓短線路的主保護(hù)，動(dòng)作選擇性和靈敏度都很高，一般無(wú)需與其它級(jí)保護(hù)配合，但造價(jià)也很高。

圖2.1系統(tǒng)接線圖對(duì)于冶金供電系統(tǒng)的低壓短線路中，我們認(rèn)為，對(duì)時(shí)限的要求可以適當(dāng)放寬，但造價(jià)應(yīng)該低廉。鑒此，我們借鑒了高頻閉鎖方向保護(hù)思路，研發(fā)出一種導(dǎo)引線方向縱聯(lián)保護(hù)裝置。參見(jiàn)圖2.2的示意圖。

圖2.2導(dǎo)引線方向縱聯(lián)保護(hù)示意圖線路兩端各裝設(shè)短線路方向縱聯(lián)保護(hù)J1、J2，主保護(hù)為各側(cè)的方向保護(hù)。當(dāng)方向保護(hù)起動(dòng)后檢到本側(cè)的反向故障時(shí)，就向本側(cè)發(fā)閉鎖信號(hào)，并通過(guò)繼電器重動(dòng)后，經(jīng)導(dǎo)引線同時(shí)傳送到對(duì)側(cè)，兩側(cè)收到保護(hù)閉鎖信號(hào)后，立即閉鎖保護(hù)出口邏輯；當(dāng)兩側(cè)保護(hù)均未收到閉鎖信號(hào)時(shí)，經(jīng)短延時(shí)后確認(rèn)為區(qū)內(nèi)故障，保護(hù)動(dòng)作切除本線路。這種保護(hù)配置方式，完全不同于傳統(tǒng)需傳輸綜合電流量的導(dǎo)引線縱差保護(hù)，傳統(tǒng)導(dǎo)引線縱差保護(hù)由于需向?qū)?cè)傳輸模擬量，而模擬量的傳輸涉及到阻抗匹配、衰減系數(shù)和抗干擾等要求，對(duì)導(dǎo)引線電纜規(guī)格和施工要求均很高。而我們采用的新型導(dǎo)引線方向縱聯(lián)保護(hù)，由于僅向?qū)?cè)傳輸高壓（AC220V或DC220V）數(shù)字閉鎖信號(hào)，因而對(duì)導(dǎo)引線選擇和施工無(wú)特殊要求，只需在兩側(cè)間鋪設(shè)一條普通的四芯屏蔽電纜，并保證接觸良好即可。該系統(tǒng)在單電源或雙電源下區(qū)內(nèi)故障時(shí)，可保證0.1－0.15秒內(nèi)切除故障。而區(qū)外故障時(shí)，由于反方向元件能及時(shí)閉鎖兩側(cè)保護(hù)，使保護(hù)不會(huì)無(wú)選擇性動(dòng)作。因這種保護(hù)配置方式能及時(shí)切除短線路故障，在時(shí)間上減少一級(jí)保護(hù)的配合，使母線故障快速切除成為可能。此外，該保護(hù)裝置除了帶有作為主保護(hù)的方向縱聯(lián)保護(hù)外，還自帶了可作為后備保護(hù)的復(fù)壓閉鎖過(guò)流元件。在運(yùn)行中，也可以有選擇地投入過(guò)流元件。也就是說(shuō)，安裝了這種保護(hù)方式的線路，除了傳統(tǒng)的多時(shí)限多階梯配合方式外，增加了快速縱聯(lián)保護(hù)作為線路的主保護(hù)。2.2中低壓母線的快速保護(hù)

大型冶金供電系統(tǒng)出線多，電機(jī)起動(dòng)頻繁，另外由于環(huán)境和技術(shù)力量等原因，系統(tǒng)故障也較電力系統(tǒng)同等規(guī)模的變電站多。傳統(tǒng)使用的母線保護(hù)就是變壓器的后備保護(hù)，為保證選擇性，經(jīng)幾級(jí)時(shí)限配合后，前文已提到后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間大約是1.5秒以后。這種情況下如果確屬母線故障的話，切除時(shí)間太長(zhǎng)，易引發(fā)其它事故，對(duì)系統(tǒng)威脅很大。

圖2.3不完全母差保護(hù)原理示意圖針對(duì)以上情況，我們專門研發(fā)了適用于冶金系統(tǒng)的不完全母線差動(dòng)（也稱簡(jiǎn)易母差保護(hù)）。其保護(hù)原理參照?qǐng)D2.3，把多組電源線CT之間或電源線CT與分段CT之間構(gòu)成一個(gè)差動(dòng)電流元件，同時(shí)各出線保護(hù)過(guò)流元件起動(dòng)動(dòng)作后閉鎖差動(dòng)元件，使母線故障能有選擇地快速切除。如果是區(qū)內(nèi)故障，差動(dòng)保護(hù)可以及時(shí)快速動(dòng)作。如果是區(qū)外故障，則被饋出線過(guò)流元件閉鎖。因采用了閉鎖元件，為確保證區(qū)外故障不誤動(dòng)，保護(hù)動(dòng)作速度不應(yīng)太快。我們?cè)O(shè)計(jì)的這種原理的母差保護(hù)，其最佳動(dòng)作速度應(yīng)該是0.1－0.15秒。因而母線故障基本上可以保證快速切除故障。另外，除了差動(dòng)保護(hù)做為母線的主保護(hù)以外，還可使用復(fù)壓閉鎖過(guò)流元件作為后備保護(hù)，與傳統(tǒng)后備保護(hù)功能一致。當(dāng)然后備保護(hù)的時(shí)限仍需與饋出線保護(hù)配合，一般落后出線保護(hù)一個(gè)等級(jí)，即比出線保護(hù)延遲0.5S左右。2.3系統(tǒng)特點(diǎn)對(duì)各保護(hù)的影響及解決方法沖擊電流和非周期分量

冶金行業(yè)供電系統(tǒng)中，沖擊電流大而頻繁，并含有顯著的非周期分量和諧波分量，這些量對(duì)靈敏度較高的微機(jī)保護(hù)是一個(gè)考驗(yàn)。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于過(guò)電流等保護(hù)元件，可以通過(guò)定值來(lái)躲過(guò)沖擊電流及非周期分量，但對(duì)于差動(dòng)保護(hù)來(lái)說(shuō)，這個(gè)問(wèn)題解決起來(lái)比較困難。由于差動(dòng)電流是速動(dòng)性的，只要有差動(dòng)電流，差動(dòng)保護(hù)一般在0.1S內(nèi)就會(huì)動(dòng)作。理想情況下，外部故障或正常運(yùn)行時(shí)流入差動(dòng)元件的電流應(yīng)該為接近于零，但由于兩側(cè)CT的變比誤差、角度誤差、變壓器內(nèi)部的激磁電流和勵(lì)磁涌流、變壓器分接頭調(diào)節(jié)等等原因，造成正常運(yùn)行時(shí)就存在不平衡電流。當(dāng)然，躲避這些不平衡電流相對(duì)還是比較容易的，可以通過(guò)整定動(dòng)作特性曲線和采用二次諧波制動(dòng)等原理來(lái)防止差動(dòng)元件可能的誤動(dòng)。然而如果是由于被保護(hù)設(shè)備兩側(cè)CT暫態(tài)特性不一致，或是二次負(fù)載阻抗嚴(yán)重不一致而導(dǎo)致區(qū)外故障或負(fù)荷沖擊時(shí)產(chǎn)生的暫態(tài)不平衡電流，許多微機(jī)保護(hù)廠家往往對(duì)此估計(jì)不足。而這種暫態(tài)不平衡電流在冶金的供電系統(tǒng)內(nèi)尤為突出，究其原因，主要是由于大型電動(dòng)機(jī)等設(shè)備兩側(cè)差動(dòng)CT在空間上相距較遠(yuǎn)，有時(shí)距離長(zhǎng)達(dá)幾百米，而差動(dòng)保護(hù)往往安裝在一側(cè)CT附近，此時(shí)另一側(cè)CT二次線需經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)距離連接到保護(hù)裝置上，這樣兩側(cè)CT的二次負(fù)載不平衡是顯而易見(jiàn)的，它們的非周期分量衰減時(shí)間常數(shù)也是迥然不同的，由此造成了沖擊負(fù)荷或外部故障時(shí)存在著較嚴(yán)重的暫態(tài)不平衡分量。這種暫態(tài)不平衡分量很容易造成差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。最近馬鋼出現(xiàn)的一臺(tái)同步電機(jī)在起動(dòng)時(shí)引發(fā)某廠家生產(chǎn)的相鄰一臺(tái)同步機(jī)差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)，就是一個(gè)側(cè)證。從該保護(hù)裝置的故障錄波圖可以看出，由于相鄰的同步電機(jī)起動(dòng)時(shí)，在電網(wǎng)中注入了較大的非周期分量，因而在誤跳的電動(dòng)機(jī)一次側(cè)也引入了非周期分量，該非周期分量通過(guò)CT傳變到二次側(cè)后，由于二次側(cè)負(fù)載阻抗嚴(yán)重不一致，引發(fā)的CT二次的暫態(tài)不平衡電流，從而造成差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)。鑒此我公司特意在差動(dòng)保護(hù)中引入了非周期分量制動(dòng)方案，該方案有效地解決了因非周期分量暫態(tài)不平衡電流而造成的差動(dòng)誤動(dòng)。當(dāng)然，對(duì)已在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的其他廠家的保護(hù)，只要保證兩側(cè)CT二次引線距離基本相同，就可以避免純粹由于二次側(cè)CT導(dǎo)線阻抗不一致造成的保護(hù)誤動(dòng)。諧波分量大

冶金供電系統(tǒng)中含有豐富的諧波分量，如果保護(hù)裝置在抗干擾方面存在缺陷時(shí)，很容易造成保護(hù)元件的誤動(dòng)，或是造成保護(hù)的精度不夠。我們公司采用全波傅利葉濾波方式，能比較好地解決這個(gè)問(wèn)題。在電力系統(tǒng)中，有些保護(hù)裝置廠家采用的差分算法來(lái)濾除高次諧波分量，即當(dāng)前采樣值與1/3周期前的采樣值相減，以濾去三次諧波；當(dāng)前采樣值與1/2周期前的采樣值相減，可濾去二次諧波，以此類推，這種方法可以濾去二次、三次、五次、七次等高頻諧波分量。這種濾波方式在電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)中是比較常用的。差分濾波從數(shù)學(xué)原理上講實(shí)質(zhì)是求導(dǎo)，而在物理上表現(xiàn)為高通濾波器，一個(gè)差分就是一個(gè)高通濾波器，它對(duì)高次諧波是放大的。傅氏濾波則完全不同。它可完全濾除高次諧波，得到較為純凈的基波分量。全波傅氏濾波需要一個(gè)周波的數(shù)據(jù)窗，所以動(dòng)作速度一般在20ms以上。為提高動(dòng)作速度，有的廠家使用半波傅氏算法，這樣保護(hù)在理論上可以在10ms左右動(dòng)作。但是半波傅氏算法不能濾去偶次濾波，因而速度的提高是以犧牲精度和抗干擾能力為代價(jià)的。在電力系統(tǒng)中，由于高頻分量不多，所以差分算法與傅氏算法的效果差別不明顯。但是，由于冶金行業(yè)供電系統(tǒng)中存在著十幾次、二十幾次的諧波，這兩種方法的區(qū)別就很大了，濾波方式的不同體現(xiàn)在保護(hù)裝置上就是抗干擾能力和定值精度的不同。我認(rèn)為，在冶金行業(yè)中速度要求不是很高的前提下，全波傅氏算法應(yīng)該是比較理想的。2.4CT變比問(wèn)題

根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，冶金行業(yè)CT變比設(shè)置與系統(tǒng)短路容量相比的話，存在一定的矛盾。由于下掛饋出線多，母線負(fù)載大，所以系統(tǒng)短路容量往往很大，短路電流在3000－4000A左右。而各饋出線的額定電流往往較小，因而CT變比一般在75/5到200/5之間。各饋出線CT變比相對(duì)較小，故障時(shí)二次短路電流可能超越保護(hù)交流采樣范圍，甚至造成保護(hù)裝置內(nèi)部CT的飽和。目前微機(jī)保護(hù)的輸入量程一般都在100－150安培以內(nèi)，對(duì)于高于量程的電流，廠家往往估計(jì)不足。交流量的超量程輸入會(huì)帶來(lái)一系列后果，如燒壞裝置的CT線圈、損傷AD芯片、內(nèi)部寄存器溢出、程序走飛等等。短路電流超量程是一個(gè)很隱蔽的問(wèn)題，我們公司為此采用了特殊電流互感器和AD芯片前端鉗位的方法，雙管齊下，已成功地解決了這個(gè)問(wèn)題。但是由于成本或技術(shù)力量等原因，別的公司有可能未在裝置上采取相應(yīng)的措施，從而造成事故擴(kuò)大化。我認(rèn)為，這種問(wèn)題最好在設(shè)計(jì)時(shí)解決，如果設(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)時(shí)把CT變比放大，比如說(shuō)300/5，這樣就可以從根本解決這個(gè)問(wèn)題了。但是，CT變比放大，又會(huì)引發(fā)裝置的采樣分辨率的問(wèn)題，因而要求保護(hù)裝置具備較高的采樣精度。2.5系統(tǒng)的通訊和集成

冶金行業(yè)供電系統(tǒng)規(guī)模大，需接入的智能設(shè)備多（如過(guò)程控制裝置、整流設(shè)備等），信息量很大，系統(tǒng)集成工作量繁重，非常耽誤工程進(jìn)度。對(duì)這種情況，我公司提供智能規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊，在每個(gè)智能設(shè)備上都安裝一個(gè)智能規(guī)約轉(zhuǎn)換器，將五化八門的智能設(shè)備規(guī)約轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的IEC870－5－101規(guī)約，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)匯總接入總控設(shè)備。這樣，通訊系統(tǒng)就是一個(gè)即插即用系統(tǒng)，既省時(shí)省力，又提高了系統(tǒng)可靠性，個(gè)別系統(tǒng)的故障維護(hù)或升級(jí)都不影響其它裝置的運(yùn)行。另外，現(xiàn)在流行的思路是各保護(hù)監(jiān)控設(shè)備分散安裝以降低投資，減化接線。由于冶金行業(yè)存在眾多的電動(dòng)機(jī)饋出線等設(shè)備，設(shè)備及廠站之間有時(shí)相距很短，有時(shí)又相距近千米以上。簡(jiǎn)單的分散安裝會(huì)造成系統(tǒng)集成難度很大。同時(shí)，如果把所有的智能裝置全部組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的話，通訊線路長(zhǎng)，信息量大，接線也復(fù)雜，給施工和維護(hù)帶來(lái)許多不便。

2.4通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖我公司采用化整為零的思想，根據(jù)各設(shè)備的區(qū)域分布，將相對(duì)集中的部分設(shè)備構(gòu)成一個(gè)子網(wǎng)，并視需要配備一個(gè)超小型分散總控模塊，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將各分散總控模塊互聯(lián)，匯入統(tǒng)一的總控設(shè)備。參見(jiàn)圖示網(wǎng)絡(luò)圖。這種多級(jí)總線的網(wǎng)絡(luò)，縮短了每級(jí)的網(wǎng)絡(luò)距離，增強(qiáng)了抗干擾能力，也使個(gè)別系統(tǒng)故障時(shí)不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，提高了系統(tǒng)可靠性。2.6電動(dòng)機(jī)保護(hù)

冶金行業(yè)不但異步電動(dòng)機(jī)眾多，還常常有不少同步電機(jī)?，F(xiàn)有廠家提供的異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)往往是基于電力系統(tǒng)內(nèi)部的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)出發(fā)而研制的，沒(méi)有考慮到冶金行業(yè)電動(dòng)機(jī)的特殊之處，缺少許多功能，例如起動(dòng)控制保護(hù)（電機(jī)軟起動(dòng)、連續(xù)起動(dòng)閉鎖等）；而同步電機(jī)一般沒(méi)有專用保護(hù)，設(shè)計(jì)時(shí)常采用電力系統(tǒng)上復(fù)雜的發(fā)電機(jī)保護(hù)替代，造價(jià)高，維護(hù)難，不易管理。我們公司目前提供普通電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置，并正在研制開(kāi)發(fā)新一代冶金專用的電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置，將同步機(jī)和異步機(jī)的常規(guī)保護(hù)綜合成為一套完整的電機(jī)保護(hù)，目的是造價(jià)低，功能全。經(jīng)過(guò)調(diào)查和研討，新型電機(jī)保護(hù)的功能基本上可以滿足冶金系統(tǒng)的要求，其保護(hù)功能包括差動(dòng)保護(hù)、過(guò)流保護(hù)（三段）、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、負(fù)序過(guò)流保護(hù)（二段）、接地保護(hù)（二段）、過(guò)壓保護(hù)、低壓保護(hù)、低周保護(hù)、高周保護(hù)、失步保護(hù)、過(guò)負(fù)荷、起動(dòng)控制、逆功率等。2.7備自投要求復(fù)雜

冶金行業(yè)多是電纜饋出線，所以一般不裝設(shè)重合閘。為提高供電可靠性，往往需要裝設(shè)備用電源自投裝置。由于母線分段多，各母線供電備用容量有限，系統(tǒng)往往采用專用的備用母線或備用變壓器，由統(tǒng)一的備自投裝置來(lái)完成。冶金行業(yè)的系統(tǒng)復(fù)雜，備用電源自動(dòng)投入時(shí)要考慮各種運(yùn)行方式配合，還要與上級(jí)保護(hù)配合，有時(shí)還要聯(lián)切電容器等設(shè)備，邏輯比電力系統(tǒng)內(nèi)要復(fù)雜得多。冶金行業(yè)供電系統(tǒng)中常見(jiàn)的備自投有多母線互備或?qū)Ｓ脗溆媚妇€等幾種。多母線互備

圖2.5多母線互備系統(tǒng)接線圖母線分段多，各相鄰母線均可互備，但由于備用容量有限，不能同時(shí)提供兩組母線備用，因此對(duì)備自投提出了復(fù)雜的可備用條件和互鎖條件，目前我公司常規(guī)備自投設(shè)計(jì)時(shí)已充分考慮了備自投裝置間的配合問(wèn)題，可以解決這個(gè)難題。一母?jìng)涠嗄?/p>

有時(shí)，用戶會(huì)增加一段備用母線，這樣在設(shè)計(jì)時(shí)，可不考慮每條工作母線的熱備用容量。參見(jiàn)下圖所示的系統(tǒng)主接線圖。在這種情況下，一段備用母線/變壓器要給多段母線/變壓器備用。

目前我公司根據(jù)一母多備的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出了專用的備自投，用單臺(tái)備自投裝置來(lái)完成幾套常規(guī)備自投組合才能完成的功能。這樣，大大簡(jiǎn)化運(yùn)行維護(hù)，投資低，可靠性高。

圖2.6一母?jìng)涠嗄赶到y(tǒng)接線圖3會(huì)后回答問(wèn)題3.1目前使用某廠家的保護(hù)裝置，發(fā)現(xiàn)其開(kāi)關(guān)電源經(jīng)常故障或燒壞，這是系統(tǒng)條件引發(fā)的還是裝置的缺陷？貴公司是如何成功解決這個(gè)問(wèn)題的？

保護(hù)的開(kāi)關(guān)電源有直流開(kāi)關(guān)電源和交流開(kāi)關(guān)電源之分。交流開(kāi)關(guān)電源又稱作交直流兩用開(kāi)關(guān)電源，它既可以輸入直流電壓，也可以輸入交流電壓。它與直流開(kāi)關(guān)電源主要有以下區(qū)別：

1、輸入的交流電壓先經(jīng)過(guò)全橋整流，轉(zhuǎn)成直流電壓，再通過(guò)DC/DC變換轉(zhuǎn)成各種不同的電壓輸出。整流回路中內(nèi)含前置大容量電容，可消除諧波分量和電源尖峰毛刺。直流開(kāi)關(guān)電源則無(wú)需全橋整流，一般也不裝設(shè)前置大容量電容。2、DC/DC變換的核心是振蕩管回路，考慮到交流電壓整流后可能達(dá)到DC300V以上，振蕩管一般要選擇工作電壓700V以上的型號(hào)。而直流電壓一般是220V±20%，選用工作電壓500V的振蕩管就足夠了，所以大多數(shù)直流開(kāi)關(guān)電源選用的振蕩管比交流開(kāi)關(guān)電源的低。冶金行業(yè)的直流系統(tǒng)也含有豐富的紋波和毛刺。從以上兩點(diǎn)差別中，我們可以看出在冶金系統(tǒng)中，配用交直流兩用開(kāi)關(guān)電源要可靠得多。另外，開(kāi)關(guān)電源的電路原理比較簡(jiǎn)單，很多電子書上都有通用圖紙，因此有些廠家為降低成本，自己來(lái)設(shè)計(jì)制造開(kāi)關(guān)電源。然而，開(kāi)關(guān)電源是能量轉(zhuǎn)換回路，它的布線、熱能分布、散熱系統(tǒng)、發(fā)熱元件與電解電容的空間距離、器件的選用等方面，都比較獨(dú)特。我們認(rèn)為，在上述方面，專業(yè)電源廠家有其獨(dú)到之處，盡管原理簡(jiǎn)單，也不是所有的人都能設(shè)計(jì)出完美的開(kāi)關(guān)電源的。還有，開(kāi)關(guān)電源中所用的電解電容，時(shí)間長(zhǎng)了之后，在高溫下內(nèi)部的電解液會(huì)逐漸揮發(fā)，導(dǎo)致電容的容值變小，電源質(zhì)量下降，有時(shí)甚至不能起動(dòng)。電解電容有兩檔，民品電容最高溫度85℃、工業(yè)品電容最高溫度105℃。外觀、容值均相同的電容器，質(zhì)量好的可以使用25年以上，質(zhì)量差的只有1－2年的壽命，價(jià)格也相差很大。可以說(shuō)，電容器的選型對(duì)開(kāi)關(guān)電源的壽命也是至關(guān)重要的。我認(rèn)為，上述燒壞電源的現(xiàn)象，雖然也是冶金系統(tǒng)的直流電壓不穩(wěn)定造成的，但更重要的是開(kāi)關(guān)電源自身的質(zhì)量問(wèn)題。我們公司對(duì)裝置的開(kāi)關(guān)電源采取以下措施：

1、一律采用交直流兩用開(kāi)關(guān)電源；2、請(qǐng)專業(yè)廠家設(shè)計(jì)生產(chǎn)開(kāi)關(guān)電源，對(duì)購(gòu)入的電源部件進(jìn)行全面進(jìn)貨檢驗(yàn)；3、指定幾家國(guó)際著名品牌的工業(yè)品電解電容器。除了這幾家外，凡在開(kāi)關(guān)電源中出現(xiàn)其它廠家電解電容，一律認(rèn)為不合格，返回供應(yīng)商。以上措施雖然提高了成本，但有效地防止了電源引發(fā)的問(wèn)題。3.2安裝了某廠的保護(hù)裝置后，發(fā)現(xiàn)由通信線串入干擾，引起開(kāi)關(guān)頻繁的誤分、誤合。請(qǐng)問(wèn)如何解決這個(gè)問(wèn)題？

這個(gè)問(wèn)題可以從三個(gè)方面來(lái)分析。1、干擾的來(lái)源。通信線屏蔽層必須一點(diǎn)接地，不能兩點(diǎn)接地。如果是兩點(diǎn)接地的話，在通信線與大地間就構(gòu)成一個(gè)回路，由于兩地電位差不同，產(chǎn)生回流，從而串入了干擾信號(hào)。2、印制板布線藝術(shù)方面。對(duì)于一個(gè)有一定抗干擾能力的裝置來(lái)說(shuō)，即便從通訊線上串入了干擾，也不應(yīng)誤動(dòng)。如果因此造成誤動(dòng)，裝置的絕緣耐壓就存在問(wèn)題了。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，裝置上所有的引入引出線，都要進(jìn)行隔離。這個(gè)隔離不單單是采用必要的隔離元件，還包括印制板布線上的許多技術(shù)要點(diǎn)，最有效的隔離檢驗(yàn)就是耐壓絕緣試驗(yàn)。我們公司的產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)，均采用了AC2000V或2500V耐壓。電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置和民用微電子產(chǎn)品的絕緣耐壓要求是完全不同的。民用電子產(chǎn)品在電磁兼容、電熱分布上可能很到位，但對(duì)耐壓要求不高。電力系統(tǒng)產(chǎn)品在印制板布線時(shí)，要求做到線該細(xì)的細(xì)，該粗的粗，間距該大的大，該小的小。有些公司在布線時(shí)不知道系統(tǒng)這些特殊要求，把該粗的線（比如說(shuō)保護(hù)出口回路）布細(xì)了，就容易燒壞出口回路。線間距如果布近了，在表面上沒(méi)有任何問(wèn)題，但在使用時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)絕緣耐壓通不過(guò)或干擾誤動(dòng)等情況。象上述的這種誤動(dòng)情況，我估計(jì)該裝置的耐壓可能連AC300V都過(guò)不了。這是裝置的布線藝術(shù)上的問(wèn)題，與各公司的硬件技術(shù)水平有關(guān)。鑒于電力系統(tǒng)的專業(yè)性，既便聘請(qǐng)其它行業(yè)設(shè)計(jì)專家來(lái)布線，也未必能達(dá)到理想的要求。3、硬件原理設(shè)計(jì)方面。如果硬件原理設(shè)計(jì)得比較好的話，即便已經(jīng)串入干擾，也不應(yīng)引起誤動(dòng)作。我們公司在硬件出口部分采用了正反邏輯組合的密碼鎖方式，即常開(kāi)、常閉接點(diǎn)互相閉鎖。這樣，干擾串入的時(shí)候，邏輯處于互相閉鎖的狀況，大大地減少了誤動(dòng)的可能性。根據(jù)以上分析，我們認(rèn)為，這三個(gè)方面只要處理好一個(gè)的話，通信線干擾都不會(huì)導(dǎo)致裝置誤動(dòng)。3.3在裝置使用過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)其對(duì)時(shí)不準(zhǔn)確，SOE記錄沒(méi)有統(tǒng)一的時(shí)間，給事件追憶帶來(lái)一定困難。請(qǐng)問(wèn)如何解決這個(gè)問(wèn)題？

對(duì)時(shí)有軟件對(duì)時(shí)和硬件對(duì)時(shí)之分。軟件對(duì)時(shí)牽涉面較廣，與上位機(jī)發(fā)令時(shí)機(jī)、各裝置通訊應(yīng)答速度、裝置時(shí)間芯片、軟件對(duì)時(shí)優(yōu)先級(jí)等密切相關(guān)。如果有一個(gè)方面沒(méi)處理好，就可能導(dǎo)致對(duì)時(shí)不準(zhǔn)。舉例說(shuō)來(lái)，如果通訊廣播對(duì)時(shí)命令時(shí)，各裝置報(bào)文響應(yīng)的時(shí)間有先后，裝置的時(shí)間就會(huì)有差異，從而導(dǎo)致所得到的基準(zhǔn)不一致。這是一個(gè)比較常見(jiàn)的問(wèn)題。我們公司選用LONWORK總線通訊方式，并通過(guò)獨(dú)特的技術(shù)，較好地解決了通訊響應(yīng)造成的對(duì)時(shí)不準(zhǔn)的問(wèn)題，軟件對(duì)時(shí)一般可達(dá)到±10ms以內(nèi)的精度。硬件對(duì)時(shí)的好處是收到信號(hào)基本上沒(méi)有延遲，裝置能夠統(tǒng)一時(shí)間基準(zhǔn)。當(dāng)然，基準(zhǔn)時(shí)間對(duì)準(zhǔn)確后，對(duì)時(shí)的準(zhǔn)確率還與各家的算法有關(guān)。目前我們公司硬件秒脈沖對(duì)時(shí)精度可以達(dá)到±1ms之內(nèi)。我估計(jì)，上述對(duì)時(shí)不準(zhǔn)的現(xiàn)象，可能是出現(xiàn)在軟件對(duì)時(shí)中，保護(hù)裝置廠家沒(méi)有處理好幾方面的關(guān)系，導(dǎo)致了軟件對(duì)時(shí)不準(zhǔn)。3.4冶金系統(tǒng)的環(huán)境比較惡劣，有高溫、灰塵、震動(dòng)、酸堿等。請(qǐng)問(wèn)貴公司如何解決這些惡劣環(huán)境給裝置運(yùn)行帶來(lái)的影響？

對(duì)于惡劣的環(huán)境，我們公司在設(shè)計(jì)時(shí)便給予了充分的考慮，主要從以下幾個(gè)方面來(lái)盡量減少環(huán)境的影響。1、高溫環(huán)境?？紤]到裝置運(yùn)行時(shí)的高溫環(huán)境，我們使用全工業(yè)品芯片，在要求高的地方也使用軍品。電子元器件分為民品、工業(yè)品、軍品三個(gè)檔次，從運(yùn)行溫度上來(lái)說(shuō)，民品0－70℃，工業(yè)品－25℃－85℃，軍品－55℃－105℃。工業(yè)品價(jià)格是民品的幾倍以上。軍品價(jià)格更高，但很多芯片的軍品在市場(chǎng)上難以買到。2、灰塵、酸堿。對(duì)于灰塵和酸堿，最好的辦法是提高裝置的密封性。但提高密封性的前提是裝置功耗要低。當(dāng)然，低功耗的元器件成本也較高。其次，如果無(wú)法做到全密封，也可以在印制板、元器件的表面噴涂防護(hù)漆，以增強(qiáng)防護(hù)能力。3、震動(dòng)。我們采用直焊、表貼技術(shù)，