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[摘 要]铁路供电系统具有负荷沿铁路分布、点多、容量小、故障频繁等特点，原有的故障查找方式已不能适应新形式的要求。因此建立一套先进、可靠、具有发展前途的微机自动化系统具有非常重要的意义。本文主要阐述变配电所微机保护改造设计理念，具体的论述了铁路供电段实现微机自动化时，系统的设计原则，结构，功能要求。
[关键词]变配电所微机保护 综合自动化 通信
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）40-0146-02
1.设计思想及原则
1.1 系统功能结构
整个系统按功能划分包括以下三个部分段调度监控中心、通信网络、配电所微机保护终端。系统各部分通过现有通信线路联系在一起，组成一个完整的系统。段调度中心通过光纤或电话专线与配电所联系，可以实时浏览各段设备运行数据，了解设备运行状况。
1.2 通信网络
通信网络担负着数据的上传下达，通讯的中断将直接导致主站与各监控终端失去联络，使整个系统无法正常工作。因此通信网络在整个系统中占据重要的地位。在本系统中，配电所与段调度主站系统通信采用专用通道即电话专线，利用全双工Modem实现数据的远程传输，保证数据传输有较高的实时性。
2.配电所微机保护系统
配电所微机保护系统由微机保护监控装置和配电所监控系统（当地功能）组成。在本系统中采用了山东科汇公司的产品，微机保护监控装置为线路微机保护监控装置XBJ-101。
2.1 装置的主要功能
各种保护功能均可由软件控制投入或退出，各种保护的动作定值和延时时间可以在线整定。
2.1.1 电流保护
装置中设三段式电流保护即：无时限电流速断保护（I段）、限时电流速断保护（II段）、定时限过电流保护（III段）。各段保护的投退、电流定值和时间定值均可独立整定。
2.1.2 电压（失压/过压）保护
装置中设电压保护。电压保护功能分为失压保护和过压保护。失压保护又分为单相失压保护和三相失压保护，用于自闭/贯通线路、进线线路、电容器、贯通调压器等保护监控装置。过压保护用于电容器保护监控装置。断路器为合位，是电压保护动作的必要条件。电压保护的投退、定值和时间由方式字设定。
2.1.3 三相一次自动重合闸
三相一次自动重合闸采用电流保护动作启动方式。当手动跳闸或合闸于故障线路时重合闸自动闭锁。重合闸功能的投退、重合延时由用户方式字确定。图1是重合闸逻辑示意图：
2.1.4 零序电压保护
零序电压保护功能用于电容器保护装置。在电容器保护装置中，零序电压保护与零序电流保护通常不同时使用。
启动方式：零序电压突变量启动。
动作条件：零序电压值大于整定值。
2.1.5 贯通/自闭线路重合闸/备自投功能
自闭/贯通线路由线路两端配电所内的进线电源供电，该电源有主供电和备供电两种工作状态，保护及自动装置也相应地分为主控和备控两种工作方式。
如图2所示，假设DL1闭合，DL2断开，即电源A和电源B分别工作在主供电和备供电状态下，装置A和装置B分别工作在主控和备控方式下。同样，如果DL2闭合，DL1断开，则电源A和电源B分别工作在备供电和主供电状态下，装置A和装置B分别工作在备控和主控方式下。仅在特殊情况下，例如A、B电源需要倒闸操作时，允许DL1和DL2短时间内同时闭合，两侧电源并网运行。
XBJ-101自闭/贯通线路保护监控装置自动判断电源的主备供电状态并自动切换自身的工作方式。
主供电状态判据为下述三个条件同时满足。
①自闭/贯通母线持续有压；②自闭/贯通线路持续有压；③断路器在合闸状态。
备供电状态判据为下述三个条件同时满足。
①自闭/贯通母线持续有压；②自闭/贯通线路持续有压；③断路器在分闸状态。
当实时监测到断路器状态发生变化时，立即启动主备供电状态自动识别程序。如果检测到电源稳定地工作在某供电状态下，即可投入或闭锁相应的重合闸和备自投功能，从而将装置的工作方式切换过来。
2.1.6 数据采集功能
交流量：最多9路；直接采集三相电压、三相电流及3U0、3I0，并计算出 P、Q、COSφ、f等。
直流量：1路飞电容隔离直流输入。
脉冲电度量：2路计数脉冲输入。
2.1.7 遥信功能
包括断路器位置、就地/远方控制切换开关状态等，还可提供5路备用开关量遥信。
2.1.8 遥控功能
断路器分/合闸控制（直接驱动分/合闸回路）。
2.1.9 遥调功能
控制调节变压器分接头位置。此功能需与调压器控制器装置配合使用。
2.1.10 通信功能
保护装置提供4个通信接口，RS-232主站口，RS-485主站口，RS232维护口和以太网（可选）接口，其中RS-232主站口，RS-485主站口共用装置背部的一个DB-9的物理接口，只能选择232和485通信方式中的一种。利用RS-232、RS-485或以太网可组成放射型或总线型网络，实现与当地监控系统之间的通讯。通信速率可整定。信道可采用实回线。通信规约为SC1801。如配置Modem可支持远方通信。
RS-232维护口用于对装置进行的设置和维护工作
系统结构如图3所示：
说明：
1）系统组成
当地功能由一台工业PC、多串口管理设备、通信设备、打印机等组成。由计算机完成配电所当地监控和管理功能，并负责向调度主站转发数据。
2）通信系统
采用屏蔽双绞线作为通信介质，通过串口设备与保护监控装置连接。既可以提高系统抗干扰能力，又能降低投资。
3）软件系统
操作系统选用WindowsXP，数据库选用Xbase或InterBase，应用软件为科汇电气有限公司自行开发研制的TJK1000（V2.0）。
对下级自动化装置通信和对上级主站转发数据采用101、CDT、或SC1801规约。
3.结论
通过配电所改造后运行情况来看微机保护更可靠、方便、稳定，大大提高了配电值班员日常倒闸操作和继电保护工作人员现场校验保护装置的工作效率。
参考文献
[1]《电力系统继电保护》 税正中 施田瑾 编著 重庆大学出版社，1997年9月第一版.
[2]《自动化控制原理》.鄢景华主编.哈尔滨工业大学出版社，2000年7月 第二版.
[3]《计算机控制系统——理论、设计与实现》高金源等编著 北京航空大学出版社2001年2月 第一版.
[关键词]变配电所微机保护 综合自动化 通信
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）40-0146-02
1.设计思想及原则
1.1 系统功能结构
整个系统按功能划分包括以下三个部分段调度监控中心、通信网络、配电所微机保护终端。系统各部分通过现有通信线路联系在一起，组成一个完整的系统。段调度中心通过光纤或电话专线与配电所联系，可以实时浏览各段设备运行数据，了解设备运行状况。
1.2 通信网络
通信网络担负着数据的上传下达，通讯的中断将直接导致主站与各监控终端失去联络，使整个系统无法正常工作。因此通信网络在整个系统中占据重要的地位。在本系统中，配电所与段调度主站系统通信采用专用通道即电话专线，利用全双工Modem实现数据的远程传输，保证数据传输有较高的实时性。
2.配电所微机保护系统
配电所微机保护系统由微机保护监控装置和配电所监控系统（当地功能）组成。在本系统中采用了山东科汇公司的产品，微机保护监控装置为线路微机保护监控装置XBJ-101。
2.1 装置的主要功能
各种保护功能均可由软件控制投入或退出，各种保护的动作定值和延时时间可以在线整定。
2.1.1 电流保护
装置中设三段式电流保护即：无时限电流速断保护（I段）、限时电流速断保护（II段）、定时限过电流保护（III段）。各段保护的投退、电流定值和时间定值均可独立整定。
2.1.2 电压（失压/过压）保护
装置中设电压保护。电压保护功能分为失压保护和过压保护。失压保护又分为单相失压保护和三相失压保护，用于自闭/贯通线路、进线线路、电容器、贯通调压器等保护监控装置。过压保护用于电容器保护监控装置。断路器为合位，是电压保护动作的必要条件。电压保护的投退、定值和时间由方式字设定。
2.1.3 三相一次自动重合闸
三相一次自动重合闸采用电流保护动作启动方式。当手动跳闸或合闸于故障线路时重合闸自动闭锁。重合闸功能的投退、重合延时由用户方式字确定。图1是重合闸逻辑示意图：
2.1.4 零序电压保护
零序电压保护功能用于电容器保护装置。在电容器保护装置中，零序电压保护与零序电流保护通常不同时使用。
启动方式：零序电压突变量启动。
动作条件：零序电压值大于整定值。
2.1.5 贯通/自闭线路重合闸/备自投功能
自闭/贯通线路由线路两端配电所内的进线电源供电，该电源有主供电和备供电两种工作状态，保护及自动装置也相应地分为主控和备控两种工作方式。
如图2所示，假设DL1闭合，DL2断开，即电源A和电源B分别工作在主供电和备供电状态下，装置A和装置B分别工作在主控和备控方式下。同样，如果DL2闭合，DL1断开，则电源A和电源B分别工作在备供电和主供电状态下，装置A和装置B分别工作在备控和主控方式下。仅在特殊情况下，例如A、B电源需要倒闸操作时，允许DL1和DL2短时间内同时闭合，两侧电源并网运行。
XBJ-101自闭/贯通线路保护监控装置自动判断电源的主备供电状态并自动切换自身的工作方式。
主供电状态判据为下述三个条件同时满足。
①自闭/贯通母线持续有压；②自闭/贯通线路持续有压；③断路器在合闸状态。
备供电状态判据为下述三个条件同时满足。
①自闭/贯通母线持续有压；②自闭/贯通线路持续有压；③断路器在分闸状态。
当实时监测到断路器状态发生变化时，立即启动主备供电状态自动识别程序。如果检测到电源稳定地工作在某供电状态下，即可投入或闭锁相应的重合闸和备自投功能，从而将装置的工作方式切换过来。
2.1.6 数据采集功能
交流量：最多9路；直接采集三相电压、三相电流及3U0、3I0，并计算出 P、Q、COSφ、f等。
直流量：1路飞电容隔离直流输入。
脉冲电度量：2路计数脉冲输入。
2.1.7 遥信功能
包括断路器位置、就地/远方控制切换开关状态等，还可提供5路备用开关量遥信。
2.1.8 遥控功能
断路器分/合闸控制（直接驱动分/合闸回路）。
2.1.9 遥调功能
控制调节变压器分接头位置。此功能需与调压器控制器装置配合使用。
2.1.10 通信功能
保护装置提供4个通信接口，RS-232主站口，RS-485主站口，RS232维护口和以太网（可选）接口，其中RS-232主站口，RS-485主站口共用装置背部的一个DB-9的物理接口，只能选择232和485通信方式中的一种。利用RS-232、RS-485或以太网可组成放射型或总线型网络，实现与当地监控系统之间的通讯。通信速率可整定。信道可采用实回线。通信规约为SC1801。如配置Modem可支持远方通信。
RS-232维护口用于对装置进行的设置和维护工作
系统结构如图3所示：
说明：
1）系统组成
当地功能由一台工业PC、多串口管理设备、通信设备、打印机等组成。由计算机完成配电所当地监控和管理功能，并负责向调度主站转发数据。
2）通信系统
采用屏蔽双绞线作为通信介质，通过串口设备与保护监控装置连接。既可以提高系统抗干扰能力，又能降低投资。
3）软件系统
操作系统选用WindowsXP，数据库选用Xbase或InterBase，应用软件为科汇电气有限公司自行开发研制的TJK1000（V2.0）。
对下级自动化装置通信和对上级主站转发数据采用101、CDT、或SC1801规约。
3.结论
通过配电所改造后运行情况来看微机保护更可靠、方便、稳定，大大提高了配电值班员日常倒闸操作和继电保护工作人员现场校验保护装置的工作效率。
参考文献
[1]《电力系统继电保护》 税正中 施田瑾 编著 重庆大学出版社，1997年9月第一版.
[2]《自动化控制原理》.鄢景华主编.哈尔滨工业大学出版社，2000年7月 第二版.
[3]《计算机控制系统——理论、设计与实现》高金源等编著 北京航空大学出版社2001年2月 第一版.