微機(jī)式自適應(yīng)饋線保護(hù)裝置

5　裝置的構(gòu)成
5.1　裝置的硬件
　　WXB-32型自適應(yīng)饋線保護(hù)裝置由高性能16位單片機(jī)構(gòu)成，采用C196CPU芯片，使用A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采樣。
　　本裝置采用國家電力公司南京電力自動化設(shè)備總廠統(tǒng)一外觀的19/2英寸機(jī)箱，內(nèi)部插件為插拔式，具有鎖緊機(jī)構(gòu)，各插件之間的連接采用母板印刷板連接方式。
　　裝置有以下5個(gè)插件：
　　(1)　交流插件，完成電流、電壓變換；
　　(2)　采樣保護(hù)插件，完成數(shù)據(jù)采樣，共有IA，IB，IC，UAB，UBC，UCA6路，同時(shí)保留了3I0，3U0，UL以便以后增加功能；
　　(3)　處理器插件，完成數(shù)據(jù)處理、保護(hù)控制、故障判斷和通信等功能；
　　(4)　電源插件，外接直流220 V或110 V電源，提供5 V，±15 V，24 V等直流電壓；
　　(5)　信號及出口插件，完成出口跳、合閘和發(fā)信號等功能。
　　面版上有液晶、鍵盤、指示燈來實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話。
5.2　裝置的軟件
　　在編制WXB-32型自適應(yīng)饋線保護(hù)軟件時(shí)，考慮到以下基本要求：
　　(1)　發(fā)生故障時(shí)，能保證按自適應(yīng)保護(hù)原理、算法及要求正確動作；
　　(2)　跳閘后在滿足一定條件下，能實(shí)現(xiàn)自動重合閘；
　　(3)　運(yùn)行期間出現(xiàn)TV斷線、斷路器偷跳等情況，不僅要發(fā)警告信號，還應(yīng)采取相應(yīng)措施，例如偷跳時(shí)應(yīng)能自動重合閘；
　　(4)　運(yùn)行期間若出現(xiàn)RAM，ROM檢查出錯(cuò)、定值出錯(cuò)、跳閘回路出錯(cuò)、TA斷線等，都應(yīng)發(fā)中央警告信號，并閉鎖出口跳合閘，同時(shí)置裝置為“異常狀態(tài)”，以上情況，再包括跳閘失靈等，都要將相應(yīng)的信息作入報(bào)告；
　　(5)　能實(shí)現(xiàn)與變電站自動化聯(lián)網(wǎng)和與PC機(jī)通信等功能；
　　(6)　能自動或手動打印有關(guān)數(shù)據(jù)；
　　(7)　有良好的人機(jī)界面，便于操作。
　　根據(jù)上述要求，裝置的軟件由5個(gè)PLM程序模塊及兩個(gè)小匯編程序組成。W.PLM是完成上電初始化的主程序，它含有一個(gè)每1.667 ms執(zhí)行一次的采樣中斷程序以及過負(fù)荷中斷程序和低周減載處理程序；DR.PLM是完成菜單顯示和人機(jī)交換的模塊；REPORT.PLM是完成報(bào)告的顯示和打印模塊；SUB.PLM是以上三個(gè)模塊通用的子函數(shù)模塊；GZ.PLM是故障處理模塊。匯編程序F.ASM完成傅氏變換，R.ASM完成開根號運(yùn)算。
　　主程序上電后先自檢，然后根據(jù)操作人員的選擇進(jìn)入調(diào)試菜單或運(yùn)行菜單。在運(yùn)行狀態(tài)下，液晶上的第一行顯示時(shí)間(時(shí)、分、秒)，最后一個(gè)字符若為‘H’，則表明重合閘已充好電，第二行至第四行顯示電流、電壓量。液晶正常顯示畫面如下所示：
　　16∶58∶13　　　　　　f=50.1　　　H
　　A　309 A　　　　AB　10.5 kV
　　B　310 A　　　　BC　10.4 kV
　　C　310 A　　　　CA　10.5 kV
　　發(fā)生故障時(shí)，采樣中斷程序中的啟動元件啟動，進(jìn)入故障處理程序。在故障處理程序中作完相應(yīng)的處理后，完成整組復(fù)歸。若出口起動命令發(fā)出過，則裝置上“有報(bào)告”的燈亮，報(bào)告已完成，裝置自動打印，報(bào)告格式舉例如下：
　　1997_10_08　　14∶30∶56　　

(故障發(fā)生年　月　日　時(shí)∶分∶秒)

　　Line　NO：　　0001　　　(故障線路號)
　　FAULTY　TYPE　　A B C　　(故障類型)
　　IA＝1 170 A　　　　(A相故障電流)
　　IC＝1 165 A　　　　(C相故障電流)
　　UAB＝08.35 kV　　(AB相間故障電壓)
　　UBC＝08.36 kV　　(BC相間故障電壓)
　　UCA＝08.30 kV　　(CA相間故障電壓)
　　SETSD：0620　　A　　(速斷定值)
　　SETGL：0200　　A　　(過電流定值)

　 Time　(ms) Relay　message

NO.1 00031 　START　(起動)
NO.2 00031 　SD TRIP　(速斷跳閘)
NO.3 01025 　RECLOSE　(重合閘)

6　裝置的使用
　　在使用本裝置時(shí)首先要根據(jù)自身的條件確定選用哪一種方案。
　　如果決定選用方案1，由于定值可以在線、實(shí)時(shí)自動計(jì)算整定，故不需離線整定計(jì)算。當(dāng)采用定時(shí)限特性時(shí)，仍需根據(jù)時(shí)限配合的要求，確定動作時(shí)限，并用人工方式輸入時(shí)間定值。如果決定選用方案2，應(yīng)按傳統(tǒng)的速斷和過電流的離線方式計(jì)算保護(hù)的定值和動作時(shí)限，然后用人工方式輸入所有定值。由于此方案具有對故障類型自適應(yīng)功能，因此在計(jì)算過電流保護(hù)的靈敏度時(shí)，只按最小運(yùn)行方式下發(fā)生三相短路進(jìn)行檢驗(yàn)即可。
　　如果決定選用方案3，對速斷不需進(jìn)行任何離線計(jì)算，只要輸入被保護(hù)線路的阻抗值，裝置即可自動完成速斷計(jì)算整定。對于過電流保護(hù)需要進(jìn)行與方案2相同的計(jì)算整定。
　　當(dāng)設(shè)計(jì)或運(yùn)行人員需要了解自適應(yīng)速斷的效果時(shí)，其保護(hù)范圍αA可用下式計(jì)算［1］：
αA＝［ZL-(Kk-1)ZS］／KkZL

(7)

式中　ZS為當(dāng)前的等效系統(tǒng)阻抗；ZL為被保護(hù)線路阻抗；Kk為可靠系數(shù)，本裝置用Kk=1.2。

7　結(jié)論
　　WXB-32型微機(jī)式自適應(yīng)饋線保護(hù)裝置是在突破了模擬式繼電保護(hù)傳統(tǒng)觀念的束縛，充分發(fā)揮微機(jī)的智能作用和利用當(dāng)?shù)氐墓收闲畔⒌幕A(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。裝置的先進(jìn)性體現(xiàn)在能在線、實(shí)時(shí)識別系統(tǒng)的運(yùn)行方式及故障狀態(tài)并據(jù)此自動地計(jì)算保護(hù)的定值，從而使保護(hù)性能始終處于最佳狀態(tài)。裝置提供了多種方案以適應(yīng)不同用戶的需要又充分說明了其靈活性，可以預(yù)期本裝置必將以其獨(dú)特的優(yōu)越性能以及使用維護(hù)的靈活性與方便性受到用戶的信賴和歡迎。

參考文獻(xiàn)
1　葛耀中.新型繼電保護(hù)與故障測距原理與技術(shù).西安：西安交通大學(xué)出版社，1996
2　葛耀中.自適應(yīng)繼電保護(hù)及其前景展望.電力系統(tǒng)自動化，1997，21(9)：42～46