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摘 要:電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置,歷經(jīng)了電磁型、晶體管型、集成電路型、微機(jī)型的發(fā)展過(guò)程。今天,微機(jī)型繼電保護(hù)裝置由于其性能的優(yōu)越運(yùn)行可靠,越來(lái)越得到用戶的認(rèn)可。同時(shí),由于用戶不斷提高的要求和制造廠家的努力,微機(jī)保護(hù)在電力系統(tǒng)中得到很大的發(fā)展,因此提高微機(jī)保護(hù)裝置的可靠性就更為重要。電流互感器現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試儀解決了現(xiàn)場(chǎng)檢定電流互感器、電壓互感器工作強(qiáng)度大、操作繁瑣問(wèn)題,同時(shí)該產(chǎn)品性能可靠、功能強(qiáng)大。
1.微機(jī)型繼電保護(hù)擴(kuò)展成綜合測(cè)控裝置
----由于微機(jī)繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)推廣成功,其優(yōu)良的性能、方便的操作和簡(jiǎn)單的維護(hù)在電力系統(tǒng)中深得人心,而近年來(lái)微電子技術(shù)的高速發(fā)展,高性能、低價(jià)值的CPU及外圍器件的出現(xiàn),加之成熟的制造工藝,因而性能優(yōu)越而價(jià)格適宜的微機(jī)型繼電保護(hù)產(chǎn)品,在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛。同時(shí),CPU強(qiáng)大的記算能力在完成繼電保護(hù)功能之外,還有較多的能力去處理傳統(tǒng)上由另外一些裝置完成的功能或者去實(shí)現(xiàn)過(guò)去沒(méi)有實(shí)現(xiàn)的功能。因此,首先把RTU中的遙信及遙測(cè)加入、再后來(lái)加入遙控等功能.再把低周減載等功能加入,形成了一個(gè)融合保護(hù)、測(cè)量、控制、通訊等功能在一起的綜合裝置。有了這樣的綜合裝置,我們完全有理由要求就地安裝以節(jié)省電纜,簡(jiǎn)化控制室,甚至實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班、遠(yuǎn)方操作等要求.以終達(dá)到節(jié)約場(chǎng)地,節(jié)約資金.節(jié)約人力的目的。這種要求反過(guò)來(lái)也對(duì)裝置的制造提出了很高的要求。例如,裝置要適應(yīng)較寬的溫度范圍,耐受較強(qiáng)的電磁幅射和干擾水平,要求裝置有更強(qiáng)的自檢和互檢能力。
2.提高微機(jī)保護(hù)裝置的的可靠性
可靠性是對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求之一,它包括兩個(gè)方面——不誤動(dòng)和不拒動(dòng)??煽啃院秃芏嘁蛩赜嘘P(guān),例如保護(hù)的原理、工藝和運(yùn)行維護(hù)水平等。本文將著重分析由于應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)而帶來(lái)的兩個(gè)問(wèn)題:一是微機(jī)保護(hù)的抗干擾問(wèn)題,二是裝置內(nèi)部元件出現(xiàn)損壞的對(duì)策。就元件損壞來(lái)說(shuō),微機(jī)保護(hù)有明顯的優(yōu)點(diǎn),因?yàn)槭褂梦C(jī)后,元件數(shù)量大大減少,而且大規(guī)模集成電路芯片在各領(lǐng)域大量使用的實(shí)踐已證明損壞率是很低的。特別是微機(jī)保護(hù)可以實(shí)現(xiàn)高級(jí)的在線自動(dòng)檢測(cè),在絕大多數(shù)情況下,元件損壞都能被自動(dòng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)并且發(fā)出警報(bào),不會(huì)引起保護(hù)誤動(dòng)作。
繼電保護(hù)裝置工作環(huán)境中的干擾是很?chē)?yán)重的,這些干擾的特點(diǎn)是頻率高、幅度大,因而可以順利通過(guò)各種分布電容的耦合,另一方面這些干擾持續(xù)時(shí)間短,模擬式靜態(tài)保護(hù)裝置可以用延時(shí)來(lái)躲過(guò)這些干擾而微機(jī)保護(hù)由于計(jì)算機(jī)的工作是在時(shí)鐘節(jié)拍的嚴(yán)格控制下以較高速度同步進(jìn)行的,不能簡(jiǎn)單的設(shè)置延時(shí)電路,這就增加了干擾問(wèn)題的嚴(yán)重性。所以提高微機(jī)保護(hù)裝置可靠性的重點(diǎn)在抗干擾上。
2.1干擾來(lái)源和竄入微機(jī)弱電系統(tǒng)的途徑
對(duì)靜態(tài)繼電器的干擾來(lái)源作了大量的調(diào)查后我們發(fā)現(xiàn),干擾源主要是通過(guò)保護(hù)裝置的端子從外界引入的浪涌。一般認(rèn)為,干擾形式有兩種,即差模干擾和共模干擾是引起信號(hào)回路對(duì)地電位變化的干擾。差模干擾的原因可以歸結(jié)為長(zhǎng)線傳輸?shù)幕ジ?、分布電容的相互干擾以及由于信號(hào)回路對(duì)干擾源相對(duì)位置不對(duì)稱(chēng)引起的工頻干擾等。差模干擾的傳輸途徑與有用信號(hào)相同,因此對(duì)微機(jī)保護(hù)的威脅一般不大,因?yàn)槲C(jī)保護(hù)各模擬量輸入回路都首先要經(jīng)過(guò)一個(gè)防止頻率混疊的模擬低通濾波器,它能很好地吸收差模浪涌。就抗干擾而言,這種低通濾波器好用無(wú)源的,因?yàn)榘ㄟ\(yùn)算放大器的有源濾波器容易在浪涌過(guò)電壓下?lián)p壞。為了減小作用在裝置對(duì)外引線端子和機(jī)殼之間的共模干擾,在硬件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使微機(jī)保護(hù)各外接端子同微機(jī)弱電系統(tǒng)之間都沒(méi)有電的聯(lián)系??梢圆捎玫姆椒ㄓ?
①交流輸入端子——電壓形成回路中用小變壓器隔離一次和二次,線圈間加屏蔽層;
②開(kāi)關(guān)量輸入端子——用光電隔離;
③開(kāi)關(guān)量輸出端子——用光電隔離和繼電器線圈與接點(diǎn)之間隔離;
④直流電源端子——用逆變電源中的高頻變壓器隔離,線圈間加屏蔽層
采用上述四種方法后,共模干擾應(yīng)該不會(huì)侵入微機(jī)的弱電系統(tǒng)了,但實(shí)際上由于共模浪涌頻率高,前沿陡的特點(diǎn),使它仍可以順利通過(guò)電路的各種分布電容而竄入弱電系統(tǒng)而浪涌的幅度可能很大,微弱的耦合也可能足以造成微機(jī)工作出錯(cuò)。因此除了以上四種隔離措施之外,在保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)布局方面必須十分謹(jǐn)慎。例如應(yīng)當(dāng)將弱電系統(tǒng)的插件遠(yuǎn)離同外接端子有直接聯(lián)系的各種插件。(電壓形成回路,開(kāi)關(guān)量輸入和輸出回路等),并且裝置后底板的配線也應(yīng)當(dāng)使強(qiáng)電和弱電嚴(yán)格分開(kāi)。這樣安排后,外接端子所引入的共模干擾浪涌基本上不會(huì)通過(guò)分布電容影響微機(jī)弱電系統(tǒng)的工作。除此之外還有一條不可避免的耦合的途徑即微機(jī)保護(hù)的弱電電源線。因?yàn)槿蹼婋娫淳€和干擾源之間總有一定的耦合,而它又直接連到微機(jī)的各個(gè)部分,所以它是一個(gè)傳遞干擾的主要途徑。由于弱電電源線(一般是5V)及其零線之間都接有一定容量的電容器,同時(shí)每個(gè)插件入口和每個(gè)芯片的電源線“+”、“-”之間通常也都接有電容器,所以電源線“+”、“-”之間對(duì)高頻浪涌干擾可以認(rèn)為是短路的,通過(guò)電源線傳遞的不是作用在兩個(gè)電源線“+”、“-”之間的干擾,而是作用在電源線和機(jī)殼之間的共模干擾。對(duì)此干擾也應(yīng)加以注意。