wmz-41a型微機保護原理及應用畢業(yè)論文

1、<p>　　?？粕厴I(yè)設計（論文）</p><p>　　題 目：WMZ-41A型微機保護原理及應用 </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　系 別： 電氣信息工程系 </p><p>　　專業(yè)年級：

2、 </p><p>　　指導教師： </p><p><b>　　年 月 日</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　微機繼電保護指的是以數(shù)字式計算機（

3、包括微型機）為基礎而構成的繼電保護。</p><p>　　母線保護是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要系統(tǒng)設備，它的安全性、可靠性、靈敏性和快速性對保證整個區(qū)域電網(wǎng)的安全具有決定性的意義。在電網(wǎng)中廣泛應用過的母聯(lián)電流比相式差動保護、電流相位比較式差動保護、比率制動式差動保護，而就適應母線運行方式、故障類型、過渡電阻等方面而言，無疑是按分相電流差動原理構成的比率制動式母差保護效果最佳。</p><p&g

4、t;　　WXH-802由綜合距離方向元件和零序方向元件構成全線速動主保護，由三段式相間距離和接地距離以及六段零序電流方向保護構成后備保護；并配有綜合重合閘。</p><p>　　[關鍵詞]：微機保護 電壓互感器 母差保護</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　What the microcomputer

5、relay protection refers to is take the digital computer (including miniature machine) as the relay protection which the foundation constitutes.</p><p>　　The bus protection is guaranteed that the electrical n

6、etwork safe steady operation the important system equipment, its security, the reliability, the sensitivity and the rapidity to guaranteed the entire region electrical network's security has the decisive significance

7、. Widely applies the mother in the electrical network to unite the current ratio type differential motion protection, the current phase comparison-like differential motion protection, the ratio brake type differential mo

8、tion prote</p><p>　　Key words: The microcomputer protection, the voltage transformer, the mother misses the protection</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　前言……………………………………………………

9、…………………………… 4</p><p>　　第一章 微機繼電保護的特點……………………………………………………… 5</p><p>　　第二章 WMZ-41A型母差保護改造………………………………………………… 6</p><p>　　2.1 WMZ-41A微機母線保護的特點……………………………………………… 6</p><p>

10、;　　2.2 WMZ-41A微機母差保護的問題及改進方法………………………………… 8</p><p>　　第三章 紅托線微機保護改造 …………………………………………………… 9</p><p>　　3.1 紅托線微機保護的特點 …………………………………………………… 9</p><p>　　3.2紅托線微機保護的問題及改進方法……………………………………

11、…… 10 </p><p>　　第四章 110kV、220KV母線電壓互感器改造……………………………………… 13</p><p>　　第五章 結束語……………………………………………………………………… 15</p><p>　　參考文獻……………………………………………………………………………… 16</p><p><b&g

12、t;　　前言</b></p><p>　　社會的發(fā)展使人們的生活與電的聯(lián)系更加緊密，電力系統(tǒng)安全可靠運行也更為重要，但電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障和不正常運行是無法避免的，繼電保護卻可以預防事故發(fā)生，自動、快速、有選擇的將故障元件從電力系統(tǒng)中切除。保證電力系統(tǒng)可靠地供電。</p><p>　　在電網(wǎng)中廣泛應用過的母聯(lián)電流比相式差動保護、電流相位比較式差動保護、比率制動式差動保護，

13、而就適應母線運行方式、故障類型、過渡電阻等方面而言，無疑是按分相電流差動原理構成的比率制動式母差保護效果最佳。</p><p>　　第一章 微機繼電保護的特點</p><p>　　微機繼電保護指的是以數(shù)字式計算機（包括微型機）為基礎而構成的繼電保護。它與傳統(tǒng)的繼電保護相比較具有以下特點：?。?）改善和提高繼電保護的動作特征和性能，動作正確率高。主要表現(xiàn)在能得到常規(guī)保護不易獲得的特性；其很

14、強的記憶力能更好地實現(xiàn)故障分量保護；可引進自動控制、新的數(shù)學理論和技術如自適應、狀態(tài)預測、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡等，其運行正確率很高也已在運行實踐中得到證明?！。?）可以方便地擴充其他輔助功能。如故障錄波、波形分析等，可以方便地附加低頻減載、自動重合閘、故障錄波、故障測距等功能。?。?）工藝結構條件優(yōu)越。體現(xiàn)在硬件比較通用，制造容易統(tǒng)一標準；裝置體積小，減少了盤位數(shù)量；功耗低?！。?）可靠性容易提高。體現(xiàn)在數(shù)字元件的特性不易受溫度

15、變化、電源波動、使用年限的影響，不易受元件更換的影響；且自檢和巡檢能力強，可用軟件方法檢測主要元件、部件的工況以及功能軟件本身。  （5）使用靈活方便，人機界面越來越友好。其維護調試也更方便，從而縮短維修時間；同時依據(jù)運行經(jīng)驗，在現(xiàn)場可通過軟件方法改變特性、結構。?。?）可以進行遠方監(jiān)控。微機保護裝置具有串行通信功能，與變電所微機監(jiān)控系統(tǒng)的通</p><p>　　繼電保護裝置投運時間久了之

16、后，隨著繼電設備的老化，現(xiàn)有保護已不能滿足裝置的發(fā)展需要。更新繼電保護裝置就很重要?；诖饲闆r，我們收集了些資料,對母差、紅托線微機保護、110kv、220Kv母線電壓互感器進行改造,希望能夠取得良好的效果。</p><p>　　第二章 WMZ-41A型母差保護改造</p><p>　　2.1 WMZ-41A型母差保護的特點</p><p>　　母線保護是保證電網(wǎng)

17、安全穩(wěn)定運行的重要系統(tǒng)設備，它的安全性、可靠性、靈敏性和快速性對保證整個區(qū)域電網(wǎng)的安全具有決定性的意義。在電網(wǎng)中廣泛應用過的母聯(lián)電流比相式差動保護、電流相位比較式差動保護、比率制動式差動保護，而就適應母線運行方式、故障類型、過渡電阻等方面而言，無疑是按分相電流差動原理構成的比率制動式母差保護效果最佳。 但是隨著電網(wǎng)微機保護技術的普及和微機型母差保護的不斷完善，以中阻抗比率差動保護為代表的傳統(tǒng)型母差保護的局限性逐漸體現(xiàn)出來。從電

18、流回路、出口選擇的抗飽和能力等多方面，傳統(tǒng)型的母差保護與微機母差保護相比已不可同日而語。下面通過對WMZ-41A微機母差保護的一些問題及改進方法。 WMZ-41A是新型微機母線保護裝置。裝置采用整面板背插式機箱結構，保持WMZ-41成熟的保護原理及算法，吸取WMZ-41多年成功的運行經(jīng)驗，提高了整體技術性能。由其構成的GZM-W41A系列微機母線保護柜可適用于500kV及以下各種電壓等級、各種接線方式的母線保護。其有如下特點:&

19、lt;/p><p>　?。?）WMZ-41A型微機母線保護裝置以32位主CPU為核心，CPU板采用6層印制板，貼裝工藝；模擬量轉換采用高精度16位模數(shù)轉換器。</p><p>　　（2）采用帶比率制動特性的完全電流差動判據(jù)，利用采樣值算法及突變量算法實現(xiàn)快速母線差動保護，采用同步識別法抗TA飽和措施，有效地消除了TA飽和對差動保護的不利影響。在母線區(qū)內故障時，保護迅速出口。而區(qū)外故障時，保護可

20、靠不誤動。</p><p>　?。?）自動跟蹤、識別雙母線運行方式，并可適應于母聯(lián)帶出線、旁路兼母聯(lián)、母線兼旁路等各種特殊運行方式。對系統(tǒng)并列、解列或出線倒閘過程中的各種運行狀態(tài)，均能確保母線安全運行。</p><p>　　（4）配置中文打印機，可打印定值報告、采樣報告、自檢報告及故障報告；其中故障報告可記錄最近8次故障，有三種打印格式如：簡明故障報告，采樣值故障報告，波形故障報告。<

21、;/p><p>　?。?）多種可選的通信接口（RS485/RS422/RS232及以太網(wǎng)口）以及GPS對時功能。多層布線印刷電路板工藝，抗干擾能力強（通過IEC 60255-22-4標準規(guī)定的Ⅳ級（4kV±10%）快速瞬變干擾試驗和IEC 60255-22-2標準規(guī)定的Ⅳ級（空間放電15kV，接觸放電8kV）靜電放電試驗）。</p><p>　　2.2 WMZ-41A微機母差保護的問

22、題及改進方法</p><p>　　現(xiàn)有WMZ-41A型母差保護中需要對母聯(lián)開關加裝I、II母隔離刀閘輔助接點。由于母聯(lián)開關隔離刀閘輔助接點已無空接點，而是用合閘位置繼電器、跳閘位置繼電器的空接點代替，在倒母線操作時，運行按常規(guī)先取下母聯(lián)開關操作保險（這樣是為了防止倒閘操作過程中，母聯(lián)開關跳閘）從而使木聯(lián)合、跳位繼電器全部返回，造成母差保護頻發(fā)“識別錯誤”光字信號。</p><p>　　針對

23、這種現(xiàn)象，在倒母線操作中，先將母差保護屏上模擬母聯(lián)位置的Ｉ、ＩＩ母手動小開關都置于手合位置，在取下母聯(lián)開關操作保險。這樣可防止“識別錯誤”信號的頻發(fā)，帶刀閘母線操作完后，在將母聯(lián)Ｉ、ＩＩ母小開關切至自動位置。</p><p>　　110kV WMZ-41A型微機母線保護投入運行后不久，裝置頻發(fā)“電壓突變”信號，“電壓突變”將開放母差保護跳閘的一個條件，這樣，只有差電流超限，差動就會動作出口；以上這種情況，很可能造

24、成母差保護的誤動，為主設備的安全運行造成嚴重隱患。</p><p>　　為了杜絕保護基于此情況的母差保護誤動，經(jīng)過查看采樣數(shù)據(jù)，利用兩點乘積法檢查發(fā)現(xiàn)，母差保護數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的計時芯片，在采集中并不是每一個周波都按20點觸發(fā)晶振脈沖，而有時按一個周波24點采樣，多采4個點，造成本周波電壓的采樣值與前一個周波電壓的對應采樣值比較中產生一個ΔU的差值，當這個ΔU累加超過電壓突變門檻值時從而造成“電壓突變”信號頻發(fā)，更

25、換計時芯片后，問題得到了解決。 </p><p>　　第三章 紅托線微機保護的改造</p><p>　　3.1紅托線微機保護的特點</p><p>　　根據(jù)220KV及以上線路保護雙重化要求及紅托線原有WXB-11、15型已運行近十年，將紅托線微機保護換型為許繼產ＷＸＨ－８０２型保護和南瑞產RCS-931B型保護，其中RCS-931B保護中光纖縱差保護為紅廠第一套

26、光纖保護。</p><p>　　WXH-802由綜合距離方向元件和零序方向元件構成全線速動主保護，由三段式相間距離和接地距離以及六段零序電流方向保護構成后備保護；并配有綜合重合閘。相對于前有保護具有以下特點：</p><p>　　采用32位DSP作為保護CPU，數(shù)據(jù)處理能力強，可靠性高， 16位A/D作為數(shù)據(jù)采集，保護測量精度高，每個CPU有獨立的A/D,A/D自動校準，不需要零漂及刻度調

27、整。</p><p>　　保護中采用自適應振蕩判據(jù)及自適應數(shù)據(jù)濾波器，增設了適用于弱電源側的保護邏輯。</p><p>　　保護動作事件可連續(xù)記錄16次，具體記錄發(fā)信、停信、收信及保護各種動作情況，每次可記錄故障前2周和故障后8周采樣數(shù)據(jù)，報告全漢化輸出，可體現(xiàn)保護動作的測量值與整定值，采樣數(shù)據(jù)可波形輸出也可采樣值輸出，采用80186芯片作為人機對話，LCD采用全漢化顯示 </p&g

28、t;<p>　　硬件存儲容量大，可存儲多達100次保護事件報告記錄。裝置的任何操作，如裝置上電、修改定值等均有記錄。具有RS-422/485或LonWorks總線網(wǎng)絡?？芍苯油C監(jiān)控或保護管理機相連</p><p>　　具有完善、靈活的后臺分析軟件，便于事故后分析，機箱結構采用6U結構。CPU采用先進的表面貼裝技術；裝置強弱電回路、開入開出回路合理布局。提高了裝置的抗干擾能力。</p>

29、<p>　　3.2紅托線微機保護的問題及改造</p><p>　　RCS-931B型保護本裝置為由微機實現(xiàn)的數(shù)字式超高壓線路成套快速保護裝置，可用作220kV及以上電壓等級輸電線路的主保護及后備保護。由三段式相間和接地距離及四個延時段零序方向過流構成全套后備保護，RCS-931D 以RCS-931A 為基礎，僅將零序Ⅲ段方向過流保護改為零序反時限方向過流保護。RCS-931A/B

30、/D 保護有分相出口，配有自動重合閘功能, 對單或雙母線接線的開關實現(xiàn)單相重合、三相重合和綜合重合閘。RCS-931XS 適用于串聯(lián)電容補償?shù)妮旊娤到y(tǒng)。具有設有分相電流差動和零序電流差動繼電器全線速跳功能。通道自動監(jiān)測，通信誤碼率在線顯示，通道故障自動閉鎖差動保護。</p><p>　　紅托線ZTZ-12 S分相操作箱中按照繼電保護二十五相反措要求配置了兩組跳閘回路，因紅托線斷路器仍

31、為單跳閘線圈，新疆電力設計院在圖紙中也按單跳回路設計的。所以在這次改造過程中，希望完善雙跳閘回路，等斷路器更換后實現(xiàn)開關的雙跳功能。</p><p>　　在保護換型過程中 ，我們依據(jù)反措要求，通過獨立分配電源的方法，將WXH-802和RES-931B保護分別由兩組獨立的直流電源保險供電，并按下圖將兩組電源保險分別接入兩套操作回路和兩套保護裝置中，利用許繼ZFS-12S分相操作箱中兩套獨立的操作回路實現(xiàn)保護雙跳功能

32、，之間完全沒有電聯(lián)系。從而防止寄生回路造成兩套保護之間的電氣干擾。</p><p>　　圖3-1將兩組電源保險分別接入兩套操作回路和兩套保護裝置中</p><p>　　在紅托線投運后，在一次倒母線操作過程中，由于紅托線隔離開關未斷開，造成Ⅰ、Ⅱ母二次電壓由紅托線電壓切換回路互聯(lián)，在運行倒閘操作中220KVⅡ母TV受到?jīng)_擊，220KVⅡ母電壓互感器B相空氣開關跳閘，造成紅托線電壓切換箱ZYQ

33、12S中兩塊電路板燒壞。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，兩塊燒壞的電路板中，均為電壓切換回路中的N相回路。</p><p>　　紅托線電壓切換回路如下圖：</p><p>　　圖3-2 紅托線電壓切換回路</p><p>　　由于紅廠母線電壓互感器 B相為保安接地，當Ⅰ母TV中B相空氣小開關斷開后，UBI電壓恢復到57.7V，UNⅠ=0，而Ⅱ母TV正常，則UBⅡ=0V，UNⅡ=57.7

34、V。由于隔離刀閘輔助接點原因，造成1YQJ、2YQJ均閉合（造成互聯(lián)），致使UNⅠ、UNⅡ之間有電勢差，而UNⅠ、UNⅡ之間回路中為死連接方式未經(jīng)空氣小開關，導致電壓切換箱燒損。</p><p>　　針對以上情況將燒損電壓切換箱更換，并經(jīng)試驗正常，投入運行。并計劃分別停運220KV箱Ⅰ、Ⅱ母PT，將其N相加裝空氣小開關。如將B相空氣小開關去除改為死連接。則不能預防TV二次反充電，同時如果TV二次繞組中性點擊穿保險

35、擊穿后，勢必造成B相短路，也會對TV一次繞組帶來嚴重影響。同時在TV的UNⅠ、UNⅡ回路上分別加裝一個空氣小開關，可有效防止電壓切換箱再次燒壞。</p><p>　　改造后電壓切換回路：</p><p>　　圖3-3改造后的電壓切換回路</p><p>　　在RCS-931B型保護調試過程中發(fā)現(xiàn)，斷路器在分閘狀態(tài)下，模擬各種短路故障時，保護均加速出口。如做距離保護I

36、段，保護加速，報告顯示阻抗Ｉ段、阻抗II、III段出口，做零序保護Ｉ段，保護加速出口。并且在做接地距離保護時，保護動作報告中顯示沒有故障測距。以上問題在<<RCS-931A(B、D)超高壓線路成套保護裝置技術說明書>>和<<RCS-900系列線路及輔助保護裝置使用和裝置說明書>>中均未明確說明。</p><p>　　在經(jīng)過多次反復實踐發(fā)現(xiàn)，在RCS－931B型保護調

37、試模擬故障過程中，因線路在停運狀態(tài)，斷路器已跳開，控制開關KK也在斷開位置。此時加入故障量，保護盤手合于線路近距離故障點上，故保護加速跳閘，因此在微機保護試驗臺進行故障模擬時，應先將線路斷路器置于合閘位，即合后KK在接通狀態(tài)，或將分相操作箱中合位繼電器（HWJ）拔出，這樣做試驗就不會出現(xiàn)保護加速的問題了。</p><p>　　第四章 110kV、220KV母線電壓互感器改造</p><p>

38、;　　某廠原有的110kV、220kV電壓互感B相接地點均在就地開關箱中，不符合繼電保護二十五項反措要求，電壓互感器的二次繞組也為保護和測量共用，并且共用一個擊穿保險。不論保護還是儀表，那個回路沖擊電壓互感器的二次繞組，都會造成二次繞組空氣小開關跳開或擊穿保險擊穿，造成保護失壓，同時關口表測量損失。</p><p>　　為解決這一問題，在更換新的大容量電磁式電壓互感中，加有兩組獨立的二次繞組，將保護和測量回路分開

39、，互不影響，可有效防止關口表失壓，同時將兩組繞組分別經(jīng)不同的擊穿保險接地，既防止了TV過壓，又防止了兩繞組之間產生干擾.</p><p>　　在執(zhí)行反措方面：將電壓互感器就地開關箱的B相接地點拆除，并用四平方截面電纜（可有效防止傳輸壓降）分別引至主控制室，經(jīng)小母線用2×4平方銅導線引至主控電纜夾層接地銅牌，保證接地點等電位（有效防止懸浮地電位的產生）。將開關場至控制室TV電纜更換為4平方電纜，減小了線損

40、,提高了電壓質量。電壓互感器的測量等級也由原來的０.５級提高到０.２級，提高了測量精度。</p><p>　　電壓互感器原接線圖：</p><p>　　圖4-1 電壓互感器原接線圖</p><p>　　現(xiàn)電壓互感器接線圖：</p><p>　　圖4-2現(xiàn)電壓互感器接線圖</p><p><b>　　第五章

41、 結束語</b></p><p>　　經(jīng)過了兩個多月的學習和工作，我終于完成了《WMZ-41A型微機母差保護原理及應用》的論文。從開始接到論文題目到到論文文章的完成，每走一步對我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，在這段時間里，我學到了很多知識也有很多感受，從對繼電保護等相關技術很不了解的狀態(tài)，我開始了獨立的學習和試驗，查看相關的資料和書籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使自己一步步完善起來，每一次改進都是我學

42、習的收獲，不過，還有很多不足之處，我相信其中的酸甜苦辣最終都會化為甜美的甘泉。 這次做論文的經(jīng)歷也會使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學習的過程和研究的過程，沒有學習就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破，那也就不叫論文了。希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學習中激勵我繼續(xù)進步。</p><p><b>　　致 謝</b></p>&

43、lt;p>　　在老師的悉心指導下，歷時兩個多月的WMZ-41A型微機母差保護原理及應用設計終于告于段落。在設計過程中，多次得到講解指導，并在老師的幫助下，及時發(fā)現(xiàn)錯誤并予以更正，老師對我此次設計給予了極大的幫助，使我在能夠順利完成本次畢業(yè)設計地在此衷心的感謝老師，并向您說聲：“老師，你辛苦了。”，作為學生的我也真誠地祝愿老師：“事業(yè)有成，身體健康，萬事如意?！?lt;/p><p><b>　　參考文獻

44、</b></p><p>　　[1]RCS-931A(B、D)超高壓線路成套保護裝置技術說明書.得益網(wǎng).2006，11</p><p>　　[2]RCS-900系列線路及輔助保護裝置使用和裝置說明書.北極星電力論壇.2007，6</p><p>　　[3]WMZ-41A微機母線保護裝置說明書.國電南自.2007.6</p><p>

45、;　　[4] 毛錦慶.電力系統(tǒng)繼電保護規(guī)定匯編.中國電力出版社.2000 </p><p>　　[5] 國家電力調度通信中心.電力系統(tǒng)繼電保護實用技術問答.中國電力出版社.2000，2 </p><p>　　[6] 李佑光，等.電力系統(tǒng)原理及新技術.科學出版社.2003，6 </p><p>　　[7] 于群.電力系統(tǒng)微機繼電保護