微机继电保护交流操作的改进方法分析|华意电力

  华意电力是一家专业研发生产微机继电保护测试仪的厂家，本公司生产的微机继电保护测试仪设备在行业内都广受好评，以打造最具权威的“微机继电保护测试仪“高压设备供应商而努力。

1 微机继电保护的意义

  继电保护是保证电力系统安全的卫士，在电力系统中是不可缺少的部分，能保证系统的运行安全，保证系统电能的质量，防止系统的故障扩大以及事故发生，发挥着举足轻重的作用。继电保护的设备其本身要有非常可靠的电源才会保障其工作中正常的功能。

2 传统的继电保护

  传统的继电保护采用的都是交流操作，继电保护的开关机构的操作均采用电流电压相配合的方式进行工作。站用变压器或者PT二次输出交流的电压作为电源来供继电保护的操作、保护、控制和信号使用。通常的情况，要将开关跳闸的线圈在控制的回路里进行连接，跳闸线圈根据电压的动作进行调整，一般情况下，电压的动作范围是额定的电压65%～110%。当进线或者高压母线发生了两相或者三相短路，交流的操作电压就会迅速地下降，所提供能量的范围已经没法满足跳闸保护时的需要，这时配合过流脱扣器可操作其开关的跳闸，脱扣器的电源可直接从电流互感器的回路获取，并利用其短路电能来使其跳闸，能快速地切断故障的回路。

  当继电保护设备运行正常时，电流互感器只是承担着反时限过流继电器的负载，电流脱扣器是由继电器中的常闭触点进行短接。被保护的回路出现故障时，发生满足了电流继电器所有动作的条件时，其常闭触点打开，脱扣器被接入到电流互感器的二次回路，即时动作在开关处跳闸。这种方法较常用，易操作，只是保护的功能较单一，使完成其重合闸然后加速等较复杂功能得不到保护。

3 现阶段微机继电保护的现状

  我国大部分的电力设施，如非常重要的变电站和发电站都配置了直流屏和站用变压器，还有的引入了独立的外部电源，继电保护的设备发生交流电源的故障时可用直流的电源为其供电，使之仍可以持续地供电，最大程度上保障继电保护的设备运行正常。而一些相对规模较小的开关站、变电站，因其开关的柜数量少，线路的结构也简单，考虑其投资和维护成本，没有从外界来引入相应的电源，也没有增设直流屏专门供电。通常情况是直接用站用变压器来供继电保护设备工作，或者直接从PT的二次所提供的交流电源来供电给继电保护设备。所以，针对这种情况，有很多的微机继电保护的厂家也生产了相应交流操作的保护产品，能对中低压系统和继电保护交流操作实施简单、其投资较少、其维护和运行都方便。只是这些方法从目前来看，都存在着问题。

4 微机继电保护交流操作的改进及分析

  微机继电保护系统靠交流供电来工作时，进线或高压母线出现两相或者三相都短路的时候，交流操作的电压会很快下降至开关跳闸线圈的最低动作的电压时，微机保护装置即使还没有发出跳闸的命令，断路器也没足够能量来完成跳闸的任务，从而扩大了事故的范围。根据应用交流操作的继电保护经验，提出了以下改进方案。

4.1 电容器储能的方案及分析

  短路性故障发生时，交流操作的电压会降低，因此要用电容器储能所储备的能量来应对跳闸等动作。

4.1.1 改进方案。跳闸时需要能量，加一组储能电容器在每个开关柜中，运行正常时，经过整流二极管和限流电阻的电流会给电容器进行充电储能。短路发生时，继电器保护跳闸会闭合，把电容器接入到跳闸的回路中，因电容器放电提供能量完成跳闸。发生零序跳闸的故障时，继电器保护也会跳闸。按下电容检测开关，切断电容器的充电回路，并且接通电容器放电电阻的回路，根据指示灯亮灯的长短来判断电容器和充电回路的完好情况。

4.1.2 方案分析。成本很低，但需控制其电容和充电的电流，无法同时为所有电容进行充电，可能会引起交流电源的过载，每一组电容须设手动的放电回路，电容在检修时可放电。这种方式的缺点是电容寿命短，电容易损坏，电容储存能量小，仅能完成跳闸，没有足够使设备二次运行的能量。

4.2 永磁操作机构的方案及分析

永磁操作机构属于开关操作机构的一部分。

4.2.1 改进方案。永磁操作机构是依靠电磁力来完成合闸和跳闸，永磁控制器配套使用时能提供大量的储能。电容放电时能完成其跳合闸的操作。永磁控制器还可完成控制内部电容充电和放电，监测电容的能量，检测开关的位置，遥控开关的跳合闸等。应用在继电保护交流操作的系统，即使交流电源不能工作，其内部电容所储存的能量也能满足跳合闸的需要。

4.2.2 方案分析。永磁操作机构的体积小，机械部件少，本身有防跳的回路，可靠性高，永磁机构跳合闸控制仅需一个外部的脉冲，因此与保护装置配合很容易。永磁操作机构失去其交流电源时，因电容添加至永磁控制器里，所以能很好地完成任务。永磁控制器可实现充放电、监测电容的储存能量，能提高电容的寿命，只是成本增加。

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