微機綜合保護裝置怎么選擇？在高壓柜中起什么作用？

      隨著計算機技術的飛速發展，近年來，在中、高壓配電系統工程中應用微機綜合保護裝置的項目越來越多。微機綜合保護裝置使用方便，克服了傳統繼電器保護接線復雜、可靠性低、整定調試麻煩等問題。

微機綜合保護裝置具有完善的自檢功能，檢測及調試十分方便，一旦發現異常，中央處理器CPU就會指揮信號發生器發出相應的聲、光警報信號；同時在保護中很容易實現各種附加功能，如保護動作后打印故障信息、記錄保護動作時間等。

生產保護裝置的廠家又很多，各廠家生產的產品在功能及硬件配置方面不盡相同，這使得我們在選擇綜合保護裝置時感到較難取舍。國電南自微機綜合保護裝置的市場占有率相對比較高。

一、微機綜合保護裝置的選用

為了使微機綜合保護裝置能正確無誤地完成繼電保護的任務，在設計選型時我們應從裝置的可靠性、響應時間、維護調試、附加功能等幾個方面綜合考慮選擇。

1.1 微機綜合保護裝置可靠性的選擇

微機綜合保護裝置的信號輸入與傳統的繼電器保護相同，從電壓互感器和電流互感器引入電壓和電流信號，經變送器轉換為符合保護裝置所要求的標準信號，并由濾波器去掉低次和高次諧波及其它干擾信號，經 A/D轉換器將模擬量轉換為數字信號，CPU對輸入的數字信號進行運算并與整定值比較作出判別,然后決定是否報警或跳閘。

為滿足裝置可靠性要求，裝置的測量與保護輸入信號在裝置內采用不關聯的處理單元進行處理和輸出，這樣裝置既可以保證測量精度又可在最嚴重故障時有充分的裕度，故障信號電流是正常值的20倍時不發生A/D溢出和飽即可滿足一般工程可靠性要求。

1.2 微機綜合保護裝置響應時間的選擇
  保護裝置的軟件工作流程大致如下圖所示：
  由圖可知保護裝置的響應時間與裝置所使用的軟件及電氣量計算方法密切相關，一般情況下用戶是不知道的。

我們在設計選型時只能從其計算精度、響應時間和運算量三個指標來判別保護裝置的優劣。裝置的計算精度、計算量及響應時間是互相矛盾的，計算精度差、計算量小，其響應時間就快，反之響應時間就慢。一般來說電網的末端用戶，確定裝置的計算量應大于3次，其計算精度高于0.2%，其最長響應時間應小于30ms即可滿足一般工程對響應時間的要求。

1.3 微機綜合保護裝置其他功能的選擇

綜合保護裝置內有大量的集成芯片，對保護裝置進行維護需要較高的專業技術知識。我們在選型時應盡量選用具有模塊化、通用化硬件的保護裝置，通過更換模塊即可排除保護裝置的硬件故障，提高工作效率。另外保護裝置應自帶EPROM模塊，保護裝置的整定值都可以以數字形式存于EPROM中，現場工作人員可隨時調用其整定值對設備進行調試而不需重新寫入數據。

  為配合整個工程自動化監控系統，保護裝置應具有通信功能，能通過數據總線方便地組成網絡，在保護裝置動作后能將其信息傳送至上一級自動化監控系統。

二、綜合保護裝置與全廠自動化控制系統的關系

根據工廠自動化控制系統的配置及通信要求，一般情況下微機綜合保護裝置的自動化系統可分為三層，即開關柜層、變電所層和中心控制室。

2.1 開關柜層
  開關柜層由各種類型的微機綜合保護裝置組成，保護裝置直接安裝在開關柜上，每臺保護裝置直接處理本柜的測量、保護信號和控制功能。各裝置的具體功能如下：

(1).進線柜

保護功能：瞬時電流速斷、帶時限電流速斷；

測量功能：三相電流、三相電壓、有功、無功功率、有功、無功電度；

監測功能：斷路器分/合閘位置；

控制功能：手動分/合閘（柜上）、遠控分/合閘；

報警功能：事故跳閘、預告信號、分/合閘、裝置故障、故障錄波等。

(2).變壓器柜

保護功能：瞬時電流速斷、帶時限電流速斷、反時限過負荷、單相接地故障、重瓦斯跳閘； 測量功能、監測功能、控制功能：同進線柜；

報警功能：事故跳閘、輕瓦斯、溫度報警、預告信號、分/合閘、裝置故障、故障錄波等。

(3).母線柜

保護功能、監測功能、控制功能:同進線柜；

報警功能：事故跳閘、裝置故障、故障錄波等。

(4).電動機柜

保護功能：瞬時電流速斷、帶時限電流速斷、過負荷、單相接地、低電壓、過熱；

測量功能：三相電流、三相電壓、有功、無功功率、有功、無功電度；

監測功能：斷路器分/合閘位置；

控制功能：手動分/合閘（柜上）、遠控分/合閘；

報警功能：事故跳閘、預告信號、分/合閘、裝置故障、故障錄波等。

保護裝置在各自開關柜內將數據采集后，通過總線傳輸到變電站層的監控計算機上。采用此系統后控制電纜大大減少，縮短現場調試時間，提高工作效率。

2.2 變電所層

變電所中的許多信號需要通過廠區的工業以太網向中心控制室傳輸，并接收中心控制室的信號向保護裝置發出控制指令。變電所層一般由工業控制計算機、打印機、顯示器等硬件組成，其主要功能為對開關柜綜合保護裝置進行組態管理、監控系統運行，建立和管理變電所數據庫，并與中心控制室進行通訊等等。

由于各綜合保護裝置的生產廠家對其保護裝置的軟件及電氣數值的計算方法保密，變電所層還要負擔通信制式的轉換工作以方便中心控制室與保護裝置之間的信號傳輸與接收。

2.3 通訊網

開關柜與變電所之間可采用MODbus總線網絡通信，最多可聯64個從站，通信網與裝置之間采用光電隔離措施防止外界干擾。變電所與中心控制室之間采用光纖介質的工業以太網方式通信。其通信速率大于1Mpbs。

2.4 軟件

系統軟件可采用國際標準結構的主流軟件平臺Windows NT 等。軟件模塊應包括：主控軟件、圖形軟件、數據庫管理軟件、報表生成軟件、通訊軟件等。

在選擇軟件時，主控軟件要求其模塊化程度越高越好，軟件模塊化程度高了后，現場工作人員可隨時根據現場情況調用軟件而不需另外編程，可極大地減輕調度人員及維護人員的操作及維護工作量，提高工作效率。

三、其它

另外，微機綜合保護裝置硬件選型還應注意以下問題：

1). 采用封閉、加強型機箱，抗強振動、強干擾，安裝尺寸較小，適合于惡劣環境及柜體安裝。

2). 采用工業級雙CPU結構，每個裝置內包含一個主CPU及一個通訊CPU，兩CPU之間采用互檢方式工作，提高裝置的響應時間及精度，避免保護裝置誤動作或拒動作，提高穩定性和可靠性。

3). 全范圍溫度自動補償，裝置可長期工作在-20~+60C環境中。

4). 測量和保護信號在裝置內分開處理，既可滿足精度要求又可滿足保護范圍及可靠性的要求。

5). 采用專門的頻率采樣電路，使得采樣頻率可精確地跟蹤電網頻率，使電氣量計算更精確。

6). 開關量輸入、輸出采用光電隔離措施，柜內接線電纜采用屏蔽電纜，有效地防范外界干擾信號，提高裝置的抗干擾能力。

7). 采用大屏幕液晶顯示器及軟鍵盤，使得裝置數值顯示更清晰，操作更容易。

8). 對裝置的各種保護方式的整定值經調試運行后以數字量的形式存于EPROM中，在調試或回路故障修復后可及時調用。

9). 有功能齊全的斷路器操作回路，適用于各種類型的斷路器控制，便于變電所改造。

10). 具有完善的事故分析能力，包括保護動作事件記錄、電量信號越限記錄、故障錄波記錄等。

四、微機綜合保護裝置在高壓柜的作用

微機保護裝置對電路中的不正常情況起到保護作用，微機保護裝置在高壓電柜中的作用：微機保護裝置具有極強的數據處理，邏輯運算和信息存儲能力，具有先進內核結構.擁有常規繼電保護完整的保護功能，微機保護裝置可以通過接入的電流互感器，電壓互感器等測量元件的信號對回路的狀態進行監視，控制以及保護。比如短路保護，過載保護，單相接地保護等等。

在不用保護裝置的時候，高壓柜用繼電器實現這些保護功能?，F在用微機保護，功能就更多一些，比如可以方便接受遠程控制，向上級系統進行通訊，傳遞回路的電流電壓，功率電量信號?？梢苑奖愕恼{整保護設定值等。