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摘要：本文介绍了2*300MW机组6KV厂用电二次系统设备，设计为集成电路保护装置，阐明通过对部分6KV厂用电二次系统进行微机综合保护测控装置的改造，在实际运行中取得良好效果。
关键词：厂用电二次系统设备；微机综合保护测控装置；改造
中图分类号： TM246+.9 文献标识码： A 文章编号：
一、概述
本厂2*300MW机组6KV厂用电二次系统设备设计为集成电路保护装置，保护使用寿命已超过10年，虽经过逐步的保护改造，已将部分设备改造为微机综合保护测控装置，但仍有大部分集成电路保护尚未改造。一方面，集成电路保护装置的使用寿命一般不超过10年，而本厂2*300MW机组6KV厂用电二次系统设备保护使用寿命已超过10年，保护装置本身的可靠性大幅降低；另一方面，集成电路式保护装置设备落后、接线复杂、定检和维护时工作量都比较大。再者，6KV厂用母线所带的均为重要的机炉高压电机和低压厂用变压器，其保护装置出现问题将直接影响到机组的安全可靠运行、甚至造成事故的扩大。综合以上因素，为解决二次保护安全可靠方面的被动局面，对6KV厂用电二次系统设备保护装置的改造就显得尤为迫切。
微机综合保护测控装置技术先进、接线简单、功能强大，集控制、保护、测量、信号报警、开关量采集、故障录波等诸多功能于一体，不但完善了功能上的配置，还能对故障跳闸等进行数据及波形记录，能对事故分析起到最直接的作用。另外其接线简单明了，也减少了对二次设备运行中的缺陷和故障处理难度和时间，因此得到广泛应用。
二、微机综合保护测控装置的配置
继电保护二次部分根据不同性质负荷，采用不同的微机综合保护测控装置，除满足原开关柜控制、保护配置、测量及信号报警功能外，还增加了微机综合保护测控装置所特有的其它保护配置、开关量采集、故障录波、通讯等功能。
路保护，变压器保护，电动机保护，备用电源自投等组成，主要应用于发电厂厂用电系统保护，也可用于110kV及以下电压等级的变电站及工矿企业变电所。通过采用高性能32位CPU将保护、测控、通信功能集成于一体，适合与电厂电气自动化系统或变电站综合自动系统配套。装置可以组屏集中安装，也可直接安装于开关柜上进行分散式控制。
该装置主要技术特点：
①采用国际最流行的高速处理器，主频为200 MHz，内置资源丰富，外围电路设计简单，保证产品的制造质量及其稳定性。充足的硬件资源，4M字节Flash Memory存储器，8M字节SDRAM。
②带有USB接口，可通过U盘直接升级装置程序，也可把装置的动作信息和故障录波数据直接存入U盘，方便故障分析。
③测量三相电流和零序电流（Ia，Ib，Ic，Io），三相或线电压（Uan，Ubn，Ucn，Uab，Ubc，Uca），有功功率P，无功功率Q，功率因素cosφ，频率f，有功电量kWh，无功电量kVarh。
④电流、电压、功率、电度的测量值不仅反映基波，还可正确反映2~13次谐波，从而使测量结果与专用测量表计一致。
⑤最多14路用户可自定义名称的开入量接口（其中2路为与模拟量输出接点复用）。
⑥保护元件的出口方式可通过跳闸矩阵进行整定，方便用户选择要动作的继电器。所有继电器出口接点可选择为跳闸接点（自动返回）或信号接点（复归后返回）。
⑦自带操作回路，可自适应0.5A～5A开关跳合闸电流。
⑧GPS对时可采用硬接点分脉冲或秒脉冲方式，同时也支持IRIG-B对时方式（RS485接口）。
⑨电动机差动保护具有防止电机启动或区外故障时TA饱和导致差动保护误动的判据。有效、可靠的PT断线判据，有效防止电机低电压元件误动作。
⑩ 9条故障录波，每条录波包含1.9秒的采样点和幅值录波，采样点录波最大包含14路模拟量（间隔为1mS），幅值录波最大包含40个模拟量幅值和32个开关量（间隔为5mS）。2条电动机启动录波（间隔为100mS），启动前1S，启动后29S。录波采用标准Comtrade格式。
三、微机综合保护测控装置功能选择
3.1 PSL 691U线路保护测控装置
保护功能配置：三段式过流保护（可经复合电压起动，可带方向），三段式零序过流保护（可带方向），过负荷保护，重合闸，检同期手合，后加速保护，低周减载，低压减载。
3.2 PST 693U变压器保护测控装置
保护功能配置：三段式复合电压过流保护 ，反時限过流保护，两段定时限负序过流保护，高压侧定时限零序过流保护，低压侧定时限零序过流保护，低压侧反时限零序过流保护，过负荷保护，过电压保护 ，低电压保护 ，非电量保护。
3.3 PSM 692U电动机保护测控装置
保护功能配置：电流速断保护，定时限过流保护，两段定时限负序过流保护，反时限负序过流保护，过热保护，堵转保护，单相接地保护，低电压保护 ，过负荷保护，非电量保护。
3.4 PSP 691U（A/D）备用电源自投装置
保护功能配置：母联备自投 ，厂用电源自投。
四、厂用电二次系统的设计、改造和调试
4.1首先根据负荷性质的不同配置不同的微机综保装置，然后再设计出相应的原理图，主要类型有：电动机控制、保护、测量、信号二次回路原理图，低压变压器控制、保护、测量、信号二次回路原理图，电源进线开关控制、保护、测量、信号二次回路原理图，电源进线备自投二次回路原理图。
4.2厂用电二次系统微机综保装置的发信告警方式，有就地和远方两种。就地开关柜面板上有信号指示灯，直接反映开关分合闸状态、控制回路状态，也可通过综保装置的液晶画面和面板指示灯检查当时运行情况，如保护动作或装置异常均会在装置面板上直接反映。远方发信方式是将每段母线上所接每个综保装置的动作或告警出口接点并联后，引入集控室光子牌发出某段配电装置故障信号，运行人员可根据集控室光子牌显示的掉牌信号就地检查故障设备，以实现远方的监视。
4.3在设计阶段还必须考虑到电缆的问题，因为改造工作和新建不一样，要充分利用好原有旧电缆，如果根据设计原理要求必须增加电缆，还应设计出电缆联系图、列出电缆清册，便于改造阶段的施工工作。
4.4首先要制定出详细的施工步骤和可靠的安全措施，这是完成二次系统设备改造施工的关键环节。拆除旧控制回路接线前必须严格按照原来图纸，确认二次回路接线后再进行工作，防止拆错线，对于只有一端需拆除的回路接线，应将拆下的一端用绝缘胶带包裹好，并做好标记。另外，若在母线未停电的情况下进行段上设备的微机综合保护测控装置的改造，还应特别注意PT二次回路，因为母线PT尚在运行状态，其二次回路带电，所以在改造施工过程中要特别注意，严防PT二次回路短路等事故的发生。
4.5改造施工完毕后就要进行调试工作，在二次回路接线完毕后要再次按照图纸对二次接线进行检查与校核，对交直流回路的绝缘进行摇测，二次回路绝缘合格后方可进行下一步工作。要加强对交流回路的检查，防止投运后CT二次开路，PT二次短路。在确认所有二次回路接线正确无误后，再对装置进行静态调试，通过向柜内端子排加电流、电压的方式进行，按所配置的保护及定值逐一进行整定值校验，校验无误后进行保护带开关传动试验，保证带开关跳闸正确，保护出口正确，液晶屏显示及信号指示正确。对于装设差动保护的电动机，需要在差动保护投运前进行带负荷检查，用相位表或通过装置液晶面板直接读出运行电流、电压、相位等参数正确后方可投运。
五、结束语
厂用配电装置改造及微机综合保护测控装置的应用，彻底解决了厂用电系统原集成电路保护设备落后、可靠性差、二次回路复杂、自动化水平不高、检修维护工作量大等问题。
综合保护测控装置应用到厂用电系统后，保护装置配置全面，记忆功能强大，有利于定值的计算和今后事故准确分析、正确解决问题提供了最直接的材料和依据。
参考文献
[1]《继电保护和安全自动装置技术规定》
[2]《火力发电厂厂用电设计技术规定》
[3]PS 690U 系列 数字式保护测控装置技术说明书
关键词：厂用电二次系统设备；微机综合保护测控装置；改造
中图分类号： TM246+.9 文献标识码： A 文章编号：
一、概述
本厂2*300MW机组6KV厂用电二次系统设备设计为集成电路保护装置，保护使用寿命已超过10年，虽经过逐步的保护改造，已将部分设备改造为微机综合保护测控装置，但仍有大部分集成电路保护尚未改造。一方面，集成电路保护装置的使用寿命一般不超过10年，而本厂2*300MW机组6KV厂用电二次系统设备保护使用寿命已超过10年，保护装置本身的可靠性大幅降低；另一方面，集成电路式保护装置设备落后、接线复杂、定检和维护时工作量都比较大。再者，6KV厂用母线所带的均为重要的机炉高压电机和低压厂用变压器，其保护装置出现问题将直接影响到机组的安全可靠运行、甚至造成事故的扩大。综合以上因素，为解决二次保护安全可靠方面的被动局面，对6KV厂用电二次系统设备保护装置的改造就显得尤为迫切。
微机综合保护测控装置技术先进、接线简单、功能强大，集控制、保护、测量、信号报警、开关量采集、故障录波等诸多功能于一体，不但完善了功能上的配置，还能对故障跳闸等进行数据及波形记录，能对事故分析起到最直接的作用。另外其接线简单明了，也减少了对二次设备运行中的缺陷和故障处理难度和时间，因此得到广泛应用。
二、微机综合保护测控装置的配置
继电保护二次部分根据不同性质负荷，采用不同的微机综合保护测控装置，除满足原开关柜控制、保护配置、测量及信号报警功能外，还增加了微机综合保护测控装置所特有的其它保护配置、开关量采集、故障录波、通讯等功能。
路保护，变压器保护，电动机保护，备用电源自投等组成，主要应用于发电厂厂用电系统保护，也可用于110kV及以下电压等级的变电站及工矿企业变电所。通过采用高性能32位CPU将保护、测控、通信功能集成于一体，适合与电厂电气自动化系统或变电站综合自动系统配套。装置可以组屏集中安装，也可直接安装于开关柜上进行分散式控制。
该装置主要技术特点：
①采用国际最流行的高速处理器，主频为200 MHz，内置资源丰富，外围电路设计简单，保证产品的制造质量及其稳定性。充足的硬件资源，4M字节Flash Memory存储器，8M字节SDRAM。
②带有USB接口，可通过U盘直接升级装置程序，也可把装置的动作信息和故障录波数据直接存入U盘，方便故障分析。
③测量三相电流和零序电流（Ia，Ib，Ic，Io），三相或线电压（Uan，Ubn，Ucn，Uab，Ubc，Uca），有功功率P，无功功率Q，功率因素cosφ，频率f，有功电量kWh，无功电量kVarh。
④电流、电压、功率、电度的测量值不仅反映基波，还可正确反映2~13次谐波，从而使测量结果与专用测量表计一致。
⑤最多14路用户可自定义名称的开入量接口（其中2路为与模拟量输出接点复用）。
⑥保护元件的出口方式可通过跳闸矩阵进行整定，方便用户选择要动作的继电器。所有继电器出口接点可选择为跳闸接点（自动返回）或信号接点（复归后返回）。
⑦自带操作回路，可自适应0.5A～5A开关跳合闸电流。
⑧GPS对时可采用硬接点分脉冲或秒脉冲方式，同时也支持IRIG-B对时方式（RS485接口）。
⑨电动机差动保护具有防止电机启动或区外故障时TA饱和导致差动保护误动的判据。有效、可靠的PT断线判据，有效防止电机低电压元件误动作。
⑩ 9条故障录波，每条录波包含1.9秒的采样点和幅值录波，采样点录波最大包含14路模拟量（间隔为1mS），幅值录波最大包含40个模拟量幅值和32个开关量（间隔为5mS）。2条电动机启动录波（间隔为100mS），启动前1S，启动后29S。录波采用标准Comtrade格式。
三、微机综合保护测控装置功能选择
3.1 PSL 691U线路保护测控装置
保护功能配置：三段式过流保护（可经复合电压起动，可带方向），三段式零序过流保护（可带方向），过负荷保护，重合闸，检同期手合，后加速保护，低周减载，低压减载。
3.2 PST 693U变压器保护测控装置
保护功能配置：三段式复合电压过流保护 ，反時限过流保护，两段定时限负序过流保护，高压侧定时限零序过流保护，低压侧定时限零序过流保护，低压侧反时限零序过流保护，过负荷保护，过电压保护 ，低电压保护 ，非电量保护。
3.3 PSM 692U电动机保护测控装置
保护功能配置：电流速断保护，定时限过流保护，两段定时限负序过流保护，反时限负序过流保护，过热保护，堵转保护，单相接地保护，低电压保护 ，过负荷保护，非电量保护。
3.4 PSP 691U（A/D）备用电源自投装置
保护功能配置：母联备自投 ，厂用电源自投。
四、厂用电二次系统的设计、改造和调试
4.1首先根据负荷性质的不同配置不同的微机综保装置，然后再设计出相应的原理图，主要类型有：电动机控制、保护、测量、信号二次回路原理图，低压变压器控制、保护、测量、信号二次回路原理图，电源进线开关控制、保护、测量、信号二次回路原理图，电源进线备自投二次回路原理图。
4.2厂用电二次系统微机综保装置的发信告警方式，有就地和远方两种。就地开关柜面板上有信号指示灯，直接反映开关分合闸状态、控制回路状态，也可通过综保装置的液晶画面和面板指示灯检查当时运行情况，如保护动作或装置异常均会在装置面板上直接反映。远方发信方式是将每段母线上所接每个综保装置的动作或告警出口接点并联后，引入集控室光子牌发出某段配电装置故障信号，运行人员可根据集控室光子牌显示的掉牌信号就地检查故障设备，以实现远方的监视。
4.3在设计阶段还必须考虑到电缆的问题，因为改造工作和新建不一样，要充分利用好原有旧电缆，如果根据设计原理要求必须增加电缆，还应设计出电缆联系图、列出电缆清册，便于改造阶段的施工工作。
4.4首先要制定出详细的施工步骤和可靠的安全措施，这是完成二次系统设备改造施工的关键环节。拆除旧控制回路接线前必须严格按照原来图纸，确认二次回路接线后再进行工作，防止拆错线，对于只有一端需拆除的回路接线，应将拆下的一端用绝缘胶带包裹好，并做好标记。另外，若在母线未停电的情况下进行段上设备的微机综合保护测控装置的改造，还应特别注意PT二次回路，因为母线PT尚在运行状态，其二次回路带电，所以在改造施工过程中要特别注意，严防PT二次回路短路等事故的发生。
4.5改造施工完毕后就要进行调试工作，在二次回路接线完毕后要再次按照图纸对二次接线进行检查与校核，对交直流回路的绝缘进行摇测，二次回路绝缘合格后方可进行下一步工作。要加强对交流回路的检查，防止投运后CT二次开路，PT二次短路。在确认所有二次回路接线正确无误后，再对装置进行静态调试，通过向柜内端子排加电流、电压的方式进行，按所配置的保护及定值逐一进行整定值校验，校验无误后进行保护带开关传动试验，保证带开关跳闸正确，保护出口正确，液晶屏显示及信号指示正确。对于装设差动保护的电动机，需要在差动保护投运前进行带负荷检查，用相位表或通过装置液晶面板直接读出运行电流、电压、相位等参数正确后方可投运。
五、结束语
厂用配电装置改造及微机综合保护测控装置的应用，彻底解决了厂用电系统原集成电路保护设备落后、可靠性差、二次回路复杂、自动化水平不高、检修维护工作量大等问题。
综合保护测控装置应用到厂用电系统后，保护装置配置全面，记忆功能强大，有利于定值的计算和今后事故准确分析、正确解决问题提供了最直接的材料和依据。
参考文献
[1]《继电保护和安全自动装置技术规定》
[2]《火力发电厂厂用电设计技术规定》
[3]PS 690U 系列 数字式保护测控装置技术说明书