微機式自適應饋線保護裝置

5　裝置的構成
5.1　裝置的硬件
　　WXB-32型自適應饋線保護裝置由高性能16位單片機構成，采用C196CPU芯片，使用A/D轉換器實現數據采樣。
　　本裝置采用國家電力公司南京電力自動化設備總廠統一外觀的19/2英寸機箱，內部插件為插拔式，具有鎖緊機構，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個插件：
　　(1)　交流插件，完成電流、電壓變換；
　　(2)　采樣保護插件，完成數據采樣，共有IA，IB，IC，UAB，UBC，UCA6路，同時保留了3I0，3U0，UL以便以后增加功能；
　　(3)　處理器插件，完成數據處理、保護控制、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、合閘和發信號等功能。
　　面版上有液晶、鍵盤、指示燈來實現人機對話。
5.2　裝置的軟件
　　在編制WXB-32型自適應饋線保護軟件時，考慮到以下基本要求：
　　(1)　發生故障時，能保證按自適應保護原理、算法及要求正確動作；
　　(2)　跳閘后在滿足一定條件下，能實現自動重合閘；
　　(3)　運行期間出現TV斷線、斷路器偷跳等情況，不僅要發警告信號，還應采取相應措施，例如偷跳時應能自動重合閘；
　　(4)　運行期間若出現RAM，ROM檢查出錯、定值出錯、跳閘回路出錯、TA斷線等，都應發中央警告信號，并閉鎖出口跳合閘，同時置裝置為“異常狀態”，以上情況，再包括跳閘失靈等，都要將相應的信息作入報告；
　　(5)　能實現與變電站自動化聯網和與PC機通信等功能；
　　(6)　能自動或手動打印有關數據；
　　(7)　有良好的人機界面，便于操作。
　　根據上述要求，裝置的軟件由5個PLM程序模塊及兩個小匯編程序組成。W.PLM是完成上電初始化的主程序，它含有一個每1.667 ms執行一次的采樣中斷程序以及過負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交換的模塊；REPORT.PLM是完成報告的顯示和打印模塊；SUB.PLM是以上三個模塊通用的子函數模塊；GZ.PLM是故障處理模塊。匯編程序F.ASM完成傅氏變換，R.ASM完成開根號運算。
　　主程序上電后先自檢，然后根據操作人員的選擇進入調試菜單或運行菜單。在運行狀態下，液晶上的第一行顯示時間(時、分、秒)，最后一個字符若為‘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
　　發生故障時，采樣中斷程序中的啟動元件啟動，進入故障處理程序。在故障處理程序中作完相應的處理后，完成整組復歸。若出口起動命令發出過，則裝置上“有報告”的燈亮，報告已完成，裝置自動打印，報告格式舉例如下：
　　1997_10_08　　14∶30∶56　　

(故障發生年　月　日　時∶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
　　在使用本裝置時首先要根據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、實時自動計算整定，故不需離線整定計算。當采用定時限特性時，仍需根據時限配合的要求，確定動作時限，并用人工方式輸入時間定值。如果決定選用方案2，應按傳統的速斷和過電流的離線方式計算保護的定值和動作時限，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功能，因此在計算過電流保護的靈敏度時，只按最小運行方式下發生三相短路進行檢驗即可。
　　如果決定選用方案3，對速斷不需進行任何離線計算，只要輸入被保護線路的阻抗值，裝置即可自動完成速斷計算整定。對于過電流保護需要進行與方案2相同的計算整定。
　　當設計或運行人員需要了解自適應速斷的效果時，其保護范圍αA可用下式計算［1］：
αA＝［ZL-(Kk-1)ZS］／KkZL

(7)

式中　ZS為當前的等效系統阻抗；ZL為被保護線路阻抗；Kk為可靠系數，本裝置用Kk=1.2。

7　結論
　　WXB-32型微機式自適應饋線保護裝置是在突破了模擬式繼電保護傳統觀念的束縛，充分發揮微機的智能作用和利用當地的故障信息的基礎上實現的。裝置的先進性體現在能在線、實時識別系統的運行方式及故障狀態并據此自動地計算保護的定值，從而使保護性能始終處于最佳狀態。裝置提供了多種方案以適應不同用戶的需要又充分說明了其靈活性，可以預期本裝置必將以其獨特的優越性能以及使用維護的靈活性與方便性受到用戶的信賴和歡迎。

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