摘要：针对某公司10KV变电站继电保护现状，提出了对其进行微机保护改造，并介绍了实施情况。
关键词：继电保护 微机保护 改造
引言：
机电式继电保护系统在某公司110kV变电站的运用已有十几年的历史了，经常发生误动作，拒动和越级跳闸的事故。严重影响该公司的安全生产。为此，该公司急需对原有保护系统进行了改造，本文就该公司采用微机装置进行改造进行了阐述。
一、继电保护的历史和发展
随着电力系统的出现，继电保护技术就相伴而生。在19世纪末已开始利用熔断器防止在发生短路时损坏设备，建立了过电流保护原理，1905～19O8年研制出电流差动保护，自1910年起开始采用方向性电流保护，于19世纪20年代初生产出距离保护，在30年代初已出现了快速动作的高频保护。由此可见，在上世纪20年代末，现在普遍应用的继电保护原理基本上都已建立。继电保护技术的发展可以概括为三个阶段、两次飞跃。三个阶段是机电式、半导体式、微机式。第一次飞跃是由机电式到半导体式，主要体现在无触点化、小型化、低功耗。第二次飞跃是由半导体式到微机式，主要在数字化和智能化。显而易见，第二次飞跃有着尤为重要的意义，它为继电保护技术的发展开辟了前所未有的广阔前景。
二、微机继电保护的特点
微机保护与传统的机电式继电保护相比较有许多优点，其主要特点如下：
a）可靠性高：微机保护单元采用高集成度的芯片，数字元件不易受温度变化、电源波动、使用年限的影响，不易受元件更换的影响；且自检和巡检能力强，软件有自动检测与自动纠错功能，能改善和提高继电保护的动作特征和性能，动作正确率高，能得到常规保护不易获得的特性。
b）灵活性大，通过软件可以很方便的改变保护与控制特性，利用逻辑判断实现各种互锁，一种类型硬件利用不同软件，可构成不同类型的保护。维护调试方便，硬件种类少，线路统一，外部接线简单，保护调试与整定利用输入按键或上方计算机下传来进行，调试简单方便。
c）经济性好，性能价格比高，由于微机保护的多功能性，使变配电站测量、控制与保护部分的综合造价降低。
d）可以进行远方监控。微机保护装置具有串行通信功能，与变电所微机监控系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性。
三、某公司变电站继电保护现状和改造方案
某公司主变电站始建于1992年,有110kV变压器两台，10kV GG1A型配电柜20口。柜内继电保护采用机电式继电保护，经多年运行，其可靠性不高。该公司是一家基础化工企业，受生产环境等各方面的影响，继电保护系统中的元件触头容易发生氧化，经常发生误动作，造成拒动和越级跳闸的事故。2008年七月气化Ⅱ回气14开关的继电保护就因为误动作造成造气系统停车事故等。同时机电式继电保护系统有着它难以克服的缺陷，主要表现在以下几个方面：
1、速度慢，一般超过0.02秒。
2、没有自诊断和自检功能，保护装置中的元件损坏不能及时发现，易造成严重后果。
3、保护的每一种方式都是靠相应的硬件和连线来实现的，所以保护功能的灵活性差。
4、对于供电系统中一些复杂的保护方式（如变压器的差动保护）参数整定繁琐，调试工作量大，且灵敏度差，容易发生保护误动和拒动的现象。
由于该公司费用紧张，不想整体改造，只要求达到基本可靠的要求。经过综合分析论证，提出采用许继电气股份有限公司生产的WTY871微机保护装置对继电保护系统进行微机保护改造。该装置可根据使用场合灵活将装置配置为线路保护、电容器保护、厂用变压器、电动机保护等多种类型。根据该微机保护装置原理图，结合GG1A柜的实际情况，制定出只更改继电保护部分，保留电磁操作机构及真空断路器的改造方案，并绘制出了微机改造二次原理图(部分)
四、短路电流的计算
要进行继电保护整定，必须要进行短路电流的计算，现以该变电站一条10kV馈线线路为例进行短路电流计算，计算参数和线路接线简图如下所示。
计算过程如下
用标么法计算。取基本容量为100MVA，不考虑各元件的电阻，则等值电抗值如下:
1#主变电抗
2#主变电抗
LGJ-240 架空线电抗
YJV－185电缆电抗
七冷变电抗
1#主变和2#主变并联运行，等效电抗值
按躲过变压器低压侧三相短路计算
总等效电抗值
短路电流标么 
基础容量下基础电流值
短路处的三相短路电流值
五、继电保护的简单整定计算
保护主要按阶段式电流保护的构成，即按照瞬时电流速断保护+限时电流速断保护+定时限过电流保护来实现。
1、瞬时电流速断保护作为本线路首端的主保护。它动作迅速、但不能保护线路全长。
2、限时电流速断保护作为本线路首段的近后备、本线路末端的主保护、相邻下一线路首端的远后备。它能保护线路全长、但不能作为相邻下一线路的完全远后备。
3、定时限过电流保护作为本线路的近后备、相邻下一线路的远后备。它保护范围大、动作灵敏、但切除故障时间长。
无时限电流速断只能保护线路的一部分，带时限电流速断只能保护本线路全长，但却不能作为下一线路的后备保护，还必须采用过电流保护作为本线路和下一线路的后备保护。由无时限电流速断、带时限电流速断与定时限过电流保护相配合可构成的一整套输电线路阶段式电流保护，叫做三段式电流保护。
根据该变电站实际情况，继电保护主保护采用无时限速断保护、后备保护采用定时限过流保护，以上述例子进行整定，其中电流互感为器变比是400/5。
1、过流保护整定，按躲过线路的过负荷电流整定
变压器额定电流
过流整定值
实际按3A整定，级差时间按0.3秒整定
2、无时限速断保护整定，按躲过线路末端短路时最大三相电流整定
实际整定按39A整定
3、变压器过负荷保护
按躲过变压器额定电流整定
实际整定按2.7A整定
六、微机继电保护项目设定及校调
根据短路电流计算值和有关标准，该公司此条线路的继电保护项目设置如下：
1、过流一段设为定时限过流保护，电流整定值3A ，整定时间 0.3S，投退控制字设为1, 出口为跳闸。
2、过流二段设为无时限速断保护，电流整定值39A ，整定时间 0S，投退控制字设为1。出口为跳闸。
3、设过负荷保护，电流整定值2.7A ，整定时间 5S，投退控制字设为1。出口为信号。
4、设零序过流保护，投退控制字设为1。出口为信号。
5、设ＴＶ断线保护，投退控制字设为1。出口为信号。
6、设控制回路断线保护，投退控制字设为1。出口为信号。
改造完成后，对相关保护项目进行单项试验和联动试验，结果表明所有试验均达到要求，保护装置能够按定值正常动作，动作指示真实反映当时状态，此次改造达到预期目标。
结束语：
微机保护虽然在某公司才投运不久，还有一段试运行和调试的过程，但微机保护具有较完整的保护功能及通讯能力，能够实现变电所的综合自动化管理，监视，测量，控制及打印记录等，是今后运行、管理和维护的发展方向，对提高该公司供配电系统安全运行意义重大。
参考文献：
1、中国航空工业规划设计研究院 《工业及民用配电设计手册》 中国电力出版社 2016年第4版
2、GB50062－2008《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》
3、《许继电气WGB系列微机继电保护使用手册》
论文作者:徐斌
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/19
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