摘要：35kV变电站继电保护的作用是在电力系统发生故障时，通过继电保护自动消除故障或是发出警告，以便电力工作人员及时处理故障，从而达到保证35kV变电站正常运行的目的。微机继电保护是一种新型的继电保护结构，相较于传统继电保护结构，具有较多优点，在35kV变电站中应用微机继电保护，具有十分重要的意义。基于此，本文主要对35kV变电站微机继电保护设计进行分析探讨。
关键词：35kV变电站；微机继电保护；设计分析
前言
随着计算机技术与微型计算机的迅猛发展，传统的电磁型与感应型继电器组成继电保护装置逐步被微机继电保护所代替。如今，变电站数量逐渐增多，其中３５ｋＶ变电站不占少数，自动化控制愈加受到关注。通过对３５ｋＶ变电站进行微机继电保护与监控设计，能够实现其更加高效率、高质量的运行，促进整个社会电网建设工程的发展。
1、微机继电保护装置优势特征
（1）动作正确率高
微机保护够能得到常规保护不易获得的特性，其具备的记忆力可以实现故障分量保护，自适应、状态预测、模糊控制及人工神经网络的自动控制技术以及数学理论在微机保护中的应用，大大提升了其动作正确率。
（2）性能稳定，可靠性高
微机保护的功能以算法与判据为基础，同类型的保护装置具备相同的程序，性能稳定，其数字元件的特性受温度变化、电源波动、使用年限影响很小，可靠性高。
（3）易于获得附加功能
可以通过配置的打印机、显示屏、网络等手段获得故障录波、波形分析等电力系统故障后的多种信息，有助于运行部门对事故的分析和处理。
（4）灵活性大
微机保护能够实现人机界面，维护调试方便，处理故障时间短，可以根据运行经验，在现场可通过软件方法改变特性、结构。同时具有串行通信功能，与变电所微机监控系统的通信联络实现远方监控。
2、微机保护装置基本构成
微机保护装置主要分为数据采集系统、CPU主系统、开关量输入/输出回路、电源回路等四个部分，开关量输入/输出系统由外部触点输入回路、跳合闸回路、信号回路、通信回路组成，其结构如图1所示。
图1 微机保护装置的构成图
数据采集系统的功能是采集由被保护设备的电流互感器和电压互感器输入的模拟信号后进行合理预处理，然后转换成数字量供CPU主系统选择。CPU主系统有中央微处理器CUP、存储器、晶振电路、复位电路、定时器、I/Q接口等部分组成，其功能是对数据采集系统输入到数据存储器的原始数据进行分析处理，实现测量、逻辑以及控制功能。开关输入的主要功能是识别系统的运行方式与运行条件，为控制程序的流程提供条件。开关量输出主要有保护的跳闸出口、合闸出口、本地和中央信号、打印输出接口等，其主要功能是执行与记录。
3、微机继电保护与自动装置组成设计
3.1微机保护系统概况
3.1.1系统组成
利用散状形式的微机保护装置与微机监控体系实现对３５ｋＶ变电站中一次设备的保护。整个系统是由主要控制层面、通信交流层与现场调度层构成的，三者全部为集中组屏安装。变电站中全部保护与控制器械各自构成ＣＡＮＢＵＳ网络，利用转换设备（ＣＡＮＢＵＳ／ＲＳ）各自与智能信息交流控制设备相连，保证和控制层实现信息共享。
3.1.2功能要求
微机保护系统与监控体系有高度的防止电磁与谐波打扰性能，可以阻止雷电冲击，避免整个变电站过电压。回路（输入／输出）设置相关隔离设备（光电隔离等）且还有避免接点晃动的装置。此系统有保护、监督、信息交流、控制的能力，相对独立。
3.2主要设备功能（如表1）
表1 ３５ｋＶ 变电站微机继电保护主要设备功能
１）变压器差动保护设备。ＷＣＤ１２
（变压器差动保护设备）可用在不大于１１０ｋＶ的变电站中。主要有差动速断、比率差动、差流越限等保护能力，是一种双全变压器差动保护设备。
２）变压器后备保护设备。ＷＢＨ－５５（变压器后备保护设备）可用在不大于１１０ｋＶ的变电站中。功能较多（如三段符合电压闭锁过流保护、接地零序保护、过负荷发信号、闭锁有载调压等），是一种后备保护测控设备。测控层面功能如设备遥信变位、断路设备遥控分合控制、记载遥控情况、遥测采集量（Ｐ、ＵＯ、Ｉ、Ｑ等）等等。
３）全面测控设备。ＷＣＫ－１（全面测控设备）一般监督控制现场开关，同样具备多种功能，如搜集与整理模拟量Ｉ（电流）、Ｕ（电压）、Ｐ（功率）、Ｐ因数（功率因数）等，又如遥信变位开关量（十二路）、输出（六路）有载调压、允许ＣＡＮ信息交流等。其中遥测量（ＵＣ、ＵＢ、ＵＡ、ＩＣ、ＩＢ、ＩＡ）和遥信量（十二路开关量，分辨率＜１ｍｓ），同样可以被搜集和计算出。
４）３５ｋＶ进线保护设备。ＷＸＨ－５５Ｃ（３５ｋＶ进线保护设备）可用在不大于１１０ｋＶ的非直接接地后者电阻值低的系统中。能够设置在开关柜位置，主要性能为：控制方向过流保护（３段形式能够通过低电压）；零序过流保护；３相１次重合闸（检压、时间是否一致、不检）；１段定值独立合闸后保护；低周减载保护；测控能力后备保护。
3.3功能与特征
线路保护主要功能有定时限过流、单相接地、自动重合闸等，主要功能类型为控制与安全监测。
3.3.1控制功能
对具有负荷调压变压设备的相关开关以及电容器，全面自动控制是变压设备分头控制，无功补偿并非单独运行，是在电压正常基础上依照网损标准减少，全面制定调整措施，进而实现全面自动化控制。
3.3.2安全监测功能
安全监测功能主要为多次检查３５ｋＶ变电站保护装置，掌握工作参数，利用显示屏将参数和接线状况展现出来，或者在固定位置制定相应文件表格，能够不受限制地进行监测与打印、发出警报、记载故障情况等，并且可以选择线路控制断路设备，控制音响、边光等信息。通常可采用微机保护监控装置，实现对３５ｋＶ变电站所有信息的自动化处理，使得人机界面和远距离监督控制，可以形成一个较为全面且具有开放性的监督控制平台。微机保护监控装置有很多优点：硬件可靠，运行效率高，高处理性能；软件体系工作安全，有功能扩展特点；通讯能力比较完整全面，支持ＣＡＮ现场总线联络（也支持ＲＳ２３２／４２２／４８５模式串行通讯、ＴＣＰ／ＩＰ以太网通讯等）；有ＳＣＡＤＡ功能，可以通过图表等代替信号屏；与３５ｋＶ变电站工作规定一致，符合无人值班的需要。
4、结语
继电保护装置在电力系统中承担着重要的保护任务，通过以上对微机继电保护装置优势特征与微机保护装置基本构成的阐述以及某变电站的微机继电保护的应用方案分析，可以看出分析与研究微机继电保护的保护功能，开发研制新型继电保护装置对提高电力系统继电保护的选择性、速动性、灵敏性以及可靠性至关重要，对促进电网安全经济稳定运行具有重要意义。
参考文献：
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[3] 郝文新.35kV变电站微机继电保护设计[J].山西建筑，2008（11）：18-20
论文作者:车顺吉
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/17
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