论文部分内容阅读
摘要：介绍RCS-915A型微机母线保护的主要功能、保护配置、工作原理，通过分析母联开关位置量在RCS-915A型保护中所起的作用、MNP-1型模拟盘原理、母线电压的切换选择。结合玉林电网的具体情况，提出了RCS-915A型微机保护在各变电站的现场应用中的有关注意事项。
关键词：微机保护；保护配置；注意事项
中图分类号：TP29文献标识码：A文章编号：1672-3198（2007）10-0244-02
随着科学技术的发展，我国电网的自动化水平不断提高，微机保护作为综合自动化的一个重要组成部分，它采用了现代计算机技术和通信技术，一方面可改变传统的二次设备模式、简化系统、信息共享、减少电缆、减少占地面积、降低造价；另一方面较好地适应无人值班站的发展，达到减人增效、提高运行可靠性的目的，采用微机保护已成为电网运行管理现代化的趋势。
1RCS-915A型微机母线保护装置介绍
1.1保护适用范围
适用于各种电压等级的单母线、双母线、双母线带旁路等各种主接线方式，母线上允许所接的线路与元件数最多为21个(包括母联)。
1.2保护配置
保护装置设有母线差动保护、母联充电保护、母联死区保护、母联失灵保护、母联过流保护、母联非全相保护、断路器失灵保护等功能。
1.3硬件配置
保护装置的核心部分采用MORTOROLA公司的32位单片微处理器MC68332，主要完成保护的出口逻辑及后台功能，保护运算采用A/D公司的高速数字信号处理（DSP）芯片，使保护装置的数据处理能力大大增强。装置采样率为每周波24点，在故障全过程对所有保护算法进行并行实时计算，使得装置具有很高的固有可靠性及安全性。
输入电流、电压首先经隔离互感器传变到二次侧，变换为弱电压信号后，分别进入CPU板和管理板。CPU板主要完成保护的逻辑及跳闸出口功能，同时完成事件记录及打印、保护部分的后台通讯及与面板CPU的通讯；管理板内设总起动元件，起动后开放出口继电器的正电源，另外管理板还具有完整的故障录波功能。
2RCS-915A型微机母线保护在现场所取母联开关位置量时应注意的问题
2.1母联开关位置量在RCS-915A型微机母线保护中所起的作用
2.1.1确定比率差动的比率制动系数的高、低两个定值
母差保护由比率差动元件构成，差动回路包括母线大差回路和各段母线的小差回路。母线大差是指除母联外所有支路电流所构成的差动回路。某段母线的小差是指该段母线上所连接的所有支路（包括母联）电流所构成的差动回路。母线大差比率差动用于判别母线区内外故障，小差比率差动用于区内故障母线的选择。
为防止在母联开关断开的情况下，弱电源侧母线发生故障时大差比率差动元件的灵敏度不够，大差比率差动元件的比率制动系数有高低两个定值。当母联开关处于合位时即TWJ=“0”时大差比率差动元件采用比率制动系数高值，当母联开关处于分位时即TWJ=“1”时大差比率差动元件自动取比率制动系数低值。
2.1.2确定充电保护的动作
当利用母联断路器对其中一段母线进行充电试验时，母线保护将对母联开关位置量进行判断，即TWJ位置开入由“1”变为“0”，或TWJ=“1”时母联由无电流变为有电流则母联充电保护开放300mS。逻辑框图如下：(母联TWJ为三相常开接点串联)
2.1.3母联死区保护逻辑判断
母联电流互感器至母联开关之间的范围为母联死区。母联开关位置量在RCS-915A母联死区保护中相当重要。若母线分列运行，母联开关在跳位时，发生死区故障，如母联开关位置量开入出错，即母线保护判断为母联合位，可能导致保护将母线全切除。
2.2现场对母联开关位置量引入问题的考虑
通过对母联开关位置量在RCS-915A型母线保护中所起作用的分析可看出，母联开关位置量开入的正确与否直接影响到母线保护的动作逻辑。在我局长望变220kV母线保护更改工程设计时，按装置要求，母联开关位置量的引入可采用取母联开关位置辅助接点或母联开关位置继电器的接点。取母联开关位置辅助接点可直接反映开关的实际位置，但此回路发生异常时，值班人员不易发现；取母联开关位置继电器的接点虽然是间接反映母联开关的位置，但优点在于回路有异常时可通过母联开关的信号回路较为直观地发现。通过以上的分析及现场接线的方便，设计人员采用了取母联开关跳闸位置继电器的常开接点作为母线保护中母联开关位置量的开入，如图三：
为使母线保护母联开关位置量开入符合现场实际，并且在母联开关检修时不造成保护的误动或拒动，我局继电保护人员在长望变、平坡变母线保护屏上增加了“母联检修投入”压板。此压板的功能在于：当其投入时强制对母线保护进行母联开关位置量的开入，即TWJ反应始终为“1”。此压板的作用主要是：母联开关检修或对其传动试验时，不会影响微机母线保护的运行。因为当母联开关检修或对其传动试验时母联开关可能进行分合，其位置反映并不代表它在运行状态，此时母线保护并未退出运行，所采集的母联开关的位置量可能会造成错误的逻辑判断，一旦发生母线故障，母线保护就有误动或拒动的可能，所以增加此压板。要求运行人员：只要母联开关在断开位置(包括母联在检修状态)，应投入此压板，母联开关恢复运行前应退出此压板。
3在操作刀闸位置模拟盘时应注意的问题
3.1母线运行方式的识别
双母线上各连接元件在系统运行中需要经常在两条母线上切换，相应的母差保护必须切换其差流回路和出口回路，使其与运行方式保持一致。为减少人工干预，母差保护装置都是通过引入刀闸辅助触点，来判别母线运行方式、切换内部回路。要保证母线保护动作的正确性，就必须保证母差保护识别母线运行方式的正确。但是，现有的刀闸辅助触点和其引入环节并非十分可靠。
RCS-915A型装置是在引入隔离刀闸辅助触点判别运行方式的同时，对刀闸辅助触点进行自检，当发现与现场不符，可通过对与母线保护装置配套的刀闸辅助触点的模拟盘的操作，来减少刀闸辅助触点的不可靠性对保护的影响。目前厂家提供有两种型号：MNP-1型、MNP-2型，玉林供电局的长望变等变电站均采用MNP-1型模拟盘。
3.2MNP-1型模拟盘的原理
MNP-1型模拟盘原理图如下：
图四中，LED指示目前的各元件刀闸位置状态，S1、S2为强制开关的辅助触点。强制开关有三种位置状态：自动、强制接通、强制断开。
（1）自动：S1打开，S2闭合，开入取决于刀闸辅助触点；
（2）强制接通：S1闭合，开入状态被强制为导通状态；
（3）强制断开：S1、S2均打开，开入状态被强制为断开状态。
母线保护装置不断地对刀闸辅助触点进行自检，当发现与实际不符（如某条支路有电流而无刀闸位置）则装置发出“刀闸位置报警”信号，通知运行人员，此时装置仍能记忆原正常运行时的刀闸位置。此时，无论哪段母线发生故障，为防止无刀闸位置的支路拒动，装置都将切除无刀闸位置的支路。假如运行人员在刀闸位置没有恢复时便对该信号进行确认，确认后装置不能记忆原正常运行时的刀闸位置，如发生母线故障，此支路将可能会被误切除。
3.3MNP-1型模拟盘的运行要求
（1）在正常运行情况下，模拟盘全部强制开关应打在“自动”位置。
（2）当装置发“刀闸位置报警”信息时，运行人员应该先认真核对报警支路的实际运行方式，再将模拟盘上对应支路的强制开关强制打到正确位置，然后按屏上“刀闸位置确认”按钮通知母线保护装置读取正确的刀闸位置（此时的刀闸位置为模拟状态），保证母线保护在此期间的正常运行。母线保护不必退出。
（3）当检修人员对刀闸位置触点的检修结束后，运行人员必须及时将强制开关恢复到“自动”位置。
4在各种运行方式下保护装置电压切换开关和投单母压板的操作
4.1母线电压切换时开入情况
当有一组PT检修或故障时，可利用保护屏上的电压切换开关1QK进行切换。开关的位置有“双母”、“Ⅰ母”、“Ⅱ母”三个位置。当1QK置在“双母”位置，引入装置的电压分别为Ⅰ母、Ⅱ母电压互感器来的电压，当置在“Ⅰ母”位置，引入装置的电压皆为Ⅰ母电压互感器来的电压，即UA2＝UA1，UB2＝UB1，UC2＝UC1；当置在“Ⅱ母”位置，引入装置的电压皆为Ⅱ母电压互感器来的电压，即UA1＝UA2，UB1＝UB2，UC1＝UC2。
4.2投单母压板介绍
保护屏上还设置有投单母压板1LP2，投入此压板后保护将不进行故障母线的选择，当母线发生故障时将所有母线同时切除。（单母线运行方式下投入此压板）。
4.3保护装置1QK和1LP2的操作因双母线的运行方式较复杂，运行人员易混淆投单母压板1LP2和电压切换开关1QK的操作，故制订出在长望变、平坡变的1LP2和1QK的具体操作如下：
（1）不论电源元件是否集中在一段母线上，只要母联开关在合闸位置，双母线并列运行时，1QK投向“双母”位置，1LP2“投单母压板”退出；
（2）双母线分开运行（即母联开关在断开位置）时，1QK投向“双母”位置，1LP2“投单母压板”退出；
（3）如果母联开关断开，双母线是用母线上任一线路或主变的线线侧刀闸硬连接成单母线运行时，1QK投向“双母”位置，1LP2“投单母压板”必须投入；
（4）当进行倒母线操作前1QK投向“双母”位置，并且必须先将1LP2“投单母压板”投入。倒母线操作结束后，如为单母运行时1LP2“投单母压板”投入（同时某一段PT检修，1QK投向运行段母线位置），如为双母线运行时1LP2“投单母压板”退出；
（5）当一段母线故障切除后，另一段母线仍在运行时，应将1QK投向相应运行母线位置，1LP2“投单母压板”必须投入；
（6）当Ⅰ母电压互感器处于检修或故障状态，使用Ⅱ母电压互感器，应将1QK投向“Ⅱ母”位置，当Ⅱ母电压互感器处于检修或故障状态，使用Ⅰ母电压互感器时，应该将1QK投向“Ⅰ母”位置，1LP2“投单母压板”应退出。
5结束语
RCS-915A型微机母线保护从保护性能（特别是抗CT饱和性能）到人机界面，以及现场调试、运行和维护等方面，都有其独到之处，在应用上有不少的优越性。但在实际应用过程中，仍须注意所引入的母联开关位置量的问题，以及运行中保护屏上刀闸位置模拟盘、单母投入压板的使用问题，对这些问题有了充分的认识，才能保证这一先进技术可靠应用于现场，发挥其优越性，并确保其动作的正确性。
经过这几年的应用，RCS-915A型微机母线保护在玉林供电局的运行比较稳定的，尤其在长望变这座设备陈旧、倒闸操作较多的变电站，曾多次出现隔离刀闸辅助触点出错的情况，通过MNP-1模拟盘的操作，使母差保护得到正常运行。我们要继续积累运行经验，要不断完善运行和管理制度，使新技术在实际应用中产生更大的效益，从而进一步提高电网的安全运行水平。
关键词：微机保护；保护配置；注意事项
中图分类号：TP29文献标识码：A文章编号：1672-3198（2007）10-0244-02
随着科学技术的发展，我国电网的自动化水平不断提高，微机保护作为综合自动化的一个重要组成部分，它采用了现代计算机技术和通信技术，一方面可改变传统的二次设备模式、简化系统、信息共享、减少电缆、减少占地面积、降低造价；另一方面较好地适应无人值班站的发展，达到减人增效、提高运行可靠性的目的，采用微机保护已成为电网运行管理现代化的趋势。
1RCS-915A型微机母线保护装置介绍
1.1保护适用范围
适用于各种电压等级的单母线、双母线、双母线带旁路等各种主接线方式，母线上允许所接的线路与元件数最多为21个(包括母联)。
1.2保护配置
保护装置设有母线差动保护、母联充电保护、母联死区保护、母联失灵保护、母联过流保护、母联非全相保护、断路器失灵保护等功能。
1.3硬件配置
保护装置的核心部分采用MORTOROLA公司的32位单片微处理器MC68332，主要完成保护的出口逻辑及后台功能，保护运算采用A/D公司的高速数字信号处理（DSP）芯片，使保护装置的数据处理能力大大增强。装置采样率为每周波24点，在故障全过程对所有保护算法进行并行实时计算，使得装置具有很高的固有可靠性及安全性。
输入电流、电压首先经隔离互感器传变到二次侧，变换为弱电压信号后，分别进入CPU板和管理板。CPU板主要完成保护的逻辑及跳闸出口功能，同时完成事件记录及打印、保护部分的后台通讯及与面板CPU的通讯；管理板内设总起动元件，起动后开放出口继电器的正电源，另外管理板还具有完整的故障录波功能。
2RCS-915A型微机母线保护在现场所取母联开关位置量时应注意的问题
2.1母联开关位置量在RCS-915A型微机母线保护中所起的作用
2.1.1确定比率差动的比率制动系数的高、低两个定值
母差保护由比率差动元件构成，差动回路包括母线大差回路和各段母线的小差回路。母线大差是指除母联外所有支路电流所构成的差动回路。某段母线的小差是指该段母线上所连接的所有支路（包括母联）电流所构成的差动回路。母线大差比率差动用于判别母线区内外故障，小差比率差动用于区内故障母线的选择。
为防止在母联开关断开的情况下，弱电源侧母线发生故障时大差比率差动元件的灵敏度不够，大差比率差动元件的比率制动系数有高低两个定值。当母联开关处于合位时即TWJ=“0”时大差比率差动元件采用比率制动系数高值，当母联开关处于分位时即TWJ=“1”时大差比率差动元件自动取比率制动系数低值。
2.1.2确定充电保护的动作
当利用母联断路器对其中一段母线进行充电试验时，母线保护将对母联开关位置量进行判断，即TWJ位置开入由“1”变为“0”，或TWJ=“1”时母联由无电流变为有电流则母联充电保护开放300mS。逻辑框图如下：(母联TWJ为三相常开接点串联)
2.1.3母联死区保护逻辑判断
母联电流互感器至母联开关之间的范围为母联死区。母联开关位置量在RCS-915A母联死区保护中相当重要。若母线分列运行，母联开关在跳位时，发生死区故障，如母联开关位置量开入出错，即母线保护判断为母联合位，可能导致保护将母线全切除。
2.2现场对母联开关位置量引入问题的考虑
通过对母联开关位置量在RCS-915A型母线保护中所起作用的分析可看出，母联开关位置量开入的正确与否直接影响到母线保护的动作逻辑。在我局长望变220kV母线保护更改工程设计时，按装置要求，母联开关位置量的引入可采用取母联开关位置辅助接点或母联开关位置继电器的接点。取母联开关位置辅助接点可直接反映开关的实际位置，但此回路发生异常时，值班人员不易发现；取母联开关位置继电器的接点虽然是间接反映母联开关的位置，但优点在于回路有异常时可通过母联开关的信号回路较为直观地发现。通过以上的分析及现场接线的方便，设计人员采用了取母联开关跳闸位置继电器的常开接点作为母线保护中母联开关位置量的开入，如图三：
为使母线保护母联开关位置量开入符合现场实际，并且在母联开关检修时不造成保护的误动或拒动，我局继电保护人员在长望变、平坡变母线保护屏上增加了“母联检修投入”压板。此压板的功能在于：当其投入时强制对母线保护进行母联开关位置量的开入，即TWJ反应始终为“1”。此压板的作用主要是：母联开关检修或对其传动试验时，不会影响微机母线保护的运行。因为当母联开关检修或对其传动试验时母联开关可能进行分合，其位置反映并不代表它在运行状态，此时母线保护并未退出运行，所采集的母联开关的位置量可能会造成错误的逻辑判断，一旦发生母线故障，母线保护就有误动或拒动的可能，所以增加此压板。要求运行人员：只要母联开关在断开位置(包括母联在检修状态)，应投入此压板，母联开关恢复运行前应退出此压板。
3在操作刀闸位置模拟盘时应注意的问题
3.1母线运行方式的识别
双母线上各连接元件在系统运行中需要经常在两条母线上切换，相应的母差保护必须切换其差流回路和出口回路，使其与运行方式保持一致。为减少人工干预，母差保护装置都是通过引入刀闸辅助触点，来判别母线运行方式、切换内部回路。要保证母线保护动作的正确性，就必须保证母差保护识别母线运行方式的正确。但是，现有的刀闸辅助触点和其引入环节并非十分可靠。
RCS-915A型装置是在引入隔离刀闸辅助触点判别运行方式的同时，对刀闸辅助触点进行自检，当发现与现场不符，可通过对与母线保护装置配套的刀闸辅助触点的模拟盘的操作，来减少刀闸辅助触点的不可靠性对保护的影响。目前厂家提供有两种型号：MNP-1型、MNP-2型，玉林供电局的长望变等变电站均采用MNP-1型模拟盘。
3.2MNP-1型模拟盘的原理
MNP-1型模拟盘原理图如下：
图四中，LED指示目前的各元件刀闸位置状态，S1、S2为强制开关的辅助触点。强制开关有三种位置状态：自动、强制接通、强制断开。
（1）自动：S1打开，S2闭合，开入取决于刀闸辅助触点；
（2）强制接通：S1闭合，开入状态被强制为导通状态；
（3）强制断开：S1、S2均打开，开入状态被强制为断开状态。
母线保护装置不断地对刀闸辅助触点进行自检，当发现与实际不符（如某条支路有电流而无刀闸位置）则装置发出“刀闸位置报警”信号，通知运行人员，此时装置仍能记忆原正常运行时的刀闸位置。此时，无论哪段母线发生故障，为防止无刀闸位置的支路拒动，装置都将切除无刀闸位置的支路。假如运行人员在刀闸位置没有恢复时便对该信号进行确认，确认后装置不能记忆原正常运行时的刀闸位置，如发生母线故障，此支路将可能会被误切除。
3.3MNP-1型模拟盘的运行要求
（1）在正常运行情况下，模拟盘全部强制开关应打在“自动”位置。
（2）当装置发“刀闸位置报警”信息时，运行人员应该先认真核对报警支路的实际运行方式，再将模拟盘上对应支路的强制开关强制打到正确位置，然后按屏上“刀闸位置确认”按钮通知母线保护装置读取正确的刀闸位置（此时的刀闸位置为模拟状态），保证母线保护在此期间的正常运行。母线保护不必退出。
（3）当检修人员对刀闸位置触点的检修结束后，运行人员必须及时将强制开关恢复到“自动”位置。
4在各种运行方式下保护装置电压切换开关和投单母压板的操作
4.1母线电压切换时开入情况
当有一组PT检修或故障时，可利用保护屏上的电压切换开关1QK进行切换。开关的位置有“双母”、“Ⅰ母”、“Ⅱ母”三个位置。当1QK置在“双母”位置，引入装置的电压分别为Ⅰ母、Ⅱ母电压互感器来的电压，当置在“Ⅰ母”位置，引入装置的电压皆为Ⅰ母电压互感器来的电压，即UA2＝UA1，UB2＝UB1，UC2＝UC1；当置在“Ⅱ母”位置，引入装置的电压皆为Ⅱ母电压互感器来的电压，即UA1＝UA2，UB1＝UB2，UC1＝UC2。
4.2投单母压板介绍
保护屏上还设置有投单母压板1LP2，投入此压板后保护将不进行故障母线的选择，当母线发生故障时将所有母线同时切除。（单母线运行方式下投入此压板）。
4.3保护装置1QK和1LP2的操作因双母线的运行方式较复杂，运行人员易混淆投单母压板1LP2和电压切换开关1QK的操作，故制订出在长望变、平坡变的1LP2和1QK的具体操作如下：
（1）不论电源元件是否集中在一段母线上，只要母联开关在合闸位置，双母线并列运行时，1QK投向“双母”位置，1LP2“投单母压板”退出；
（2）双母线分开运行（即母联开关在断开位置）时，1QK投向“双母”位置，1LP2“投单母压板”退出；
（3）如果母联开关断开，双母线是用母线上任一线路或主变的线线侧刀闸硬连接成单母线运行时，1QK投向“双母”位置，1LP2“投单母压板”必须投入；
（4）当进行倒母线操作前1QK投向“双母”位置，并且必须先将1LP2“投单母压板”投入。倒母线操作结束后，如为单母运行时1LP2“投单母压板”投入（同时某一段PT检修，1QK投向运行段母线位置），如为双母线运行时1LP2“投单母压板”退出；
（5）当一段母线故障切除后，另一段母线仍在运行时，应将1QK投向相应运行母线位置，1LP2“投单母压板”必须投入；
（6）当Ⅰ母电压互感器处于检修或故障状态，使用Ⅱ母电压互感器，应将1QK投向“Ⅱ母”位置，当Ⅱ母电压互感器处于检修或故障状态，使用Ⅰ母电压互感器时，应该将1QK投向“Ⅰ母”位置，1LP2“投单母压板”应退出。
5结束语
RCS-915A型微机母线保护从保护性能（特别是抗CT饱和性能）到人机界面，以及现场调试、运行和维护等方面，都有其独到之处，在应用上有不少的优越性。但在实际应用过程中，仍须注意所引入的母联开关位置量的问题，以及运行中保护屏上刀闸位置模拟盘、单母投入压板的使用问题，对这些问题有了充分的认识，才能保证这一先进技术可靠应用于现场，发挥其优越性，并确保其动作的正确性。
经过这几年的应用，RCS-915A型微机母线保护在玉林供电局的运行比较稳定的，尤其在长望变这座设备陈旧、倒闸操作较多的变电站，曾多次出现隔离刀闸辅助触点出错的情况，通过MNP-1模拟盘的操作，使母差保护得到正常运行。我们要继续积累运行经验，要不断完善运行和管理制度，使新技术在实际应用中产生更大的效益，从而进一步提高电网的安全运行水平。