母线966PT并列保护测控装置-微机保护装置

微机型PT并列及切换装置的设计与实现丁健【摘要】本装置是针对电厂、变电站自动化等系统的要求设计而成.本设计介绍了以高性能单片机ATMEGA64为核心的PT并列及切换装置系统,系统根据电压互感器实时采样PT二次回路的各相电压及零序电压,采取必要的抗干扰措施,按照傅立叶变换算法对采集的两路PT的电压值进行处理,并通过LCD实时显示两路PT的八相电压值,然后本装置根据测量的结果,结合PT的过、低压等到各种保护措施和PT切换相关条件,进行实时处理,如通过指示灯发光来报警、通过继电器驱动相关装置发出相应动作以达到告警、保护和切换的各项功能.【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2010(000)008【总页数】4页(P125-128)【关键词】PT并列;电压切换;ATmega64;电压互感器;TV1013;通信接口【作者】丁健【作者单位】合肥学院电子与电气工程系,合肥,230601【正文语种】中文1 引言近年来随着社会经济的大力发展和工业自动化水平的进一步提高，随着计算机技术,网络技术，电子技术的进一步发展，电力系统对电力装置保护有了更高的的要求，而以前的单纯依靠互感器进行简单的系统保护已经无法满足更高的要求。

因此，电力保护行业的一大批科研机构和企业已经开始新的电力系统保护装置的研究。

智能型PT保护及切换装置就是一种新型的智能保护装置。

它不仅包括电压互感器，而且更重要的是它是由控制器进行智能控制，增加了多种功能，如系统电力参数采样，循环监视，系统自检，故障报警，参数显示，人机界面，系统参数整定等功能。

由于这种保护装置具有多种功能，所以其市场大，应用领域广，已基本取代了以前那种继电保护装置，成为电力保护装置研究发展的趋势。

目前同类装置有把电压保护与电压切换分为两种装置独立进行设计，也有把电压保护与电压切换做成一个装置的，但所用的控制器主要有DSP或十六位单片机，而本装置使用八位高性能单片机ATMEGA64来设计的，可以实现同类产品的功能，为工程管理人员带来许多便利。

目录第一部分保护装置使用说明 (1)一．面板指示灯说明 (1)二．装置的操作说明 (1)第二部分保护装置详细说明 (7)一．VIP-971线路型微机保护测控装置 (7)二．VIP -972变压器型微机保护测控装置 (15)三．VIP -973电动机型微机保护测控装置 (22)四．VIP -973C电动机综合型微机保护测控装置 (32)五．VIP-976电容器型微机保护测控装置 (37)六．VIP-979母联型微机保护测控装置 (42)七．VIP -963备自投型微机保护测控装置 (49)八．VIP -965母线PT型微机保护测控装置 (56)九．VIP -966 PT并列型微机保护测控装置 (60)第三部分：常见问题处理 (65)第一部分保护装置使用说明一．面板指示灯说明面板指示灯共有七个，从右到左排列顺序依次如下：（不同装置另外说明）●运行：表示装置的运行状态，正常运行时为绿色且不停的闪烁。

●电源：表示装置继电器输出电源是否正常，正常运行时为绿色且常亮。

●故障：表示装置自检是否正常，正常不显示，不正常显示红色并告警。

●合位：表示装置所控制的断路器在合闸位置，在合闸位置时显示红色，开关分闸时不亮。

●分位：表示装置所控制的断路器在分闸位置，在分闸位置时显示绿色，开关合闸时不亮。

●告警：表示装置检测的运行设备是否正常，正常运行时红灯不亮，出现告警事件红灯亮。

●事故：表示装置检测的运行设备是否正常，正常运行时红灯不亮，出现跳闸事件红灯亮。

二．装置的操作说明（一）按键使用说明↑：是液晶上光标的向上移动键，按此键光标将从下往上移动，同时，此按键也作为整定数字的增加键，按一次，数字加1；↓：是液晶上光标的向下移动键，按此键光标将从上往下移动；同时，此按键也作为整定数字的减少键，按一次，数字减1；←：是液晶上光标的向左移动键，按此键光标将从右往左移动；同时，此按键也作为保护投退状态的改变键，按一次，保护投退状况发生改变：“投”→“退”或者“退”→“投”；→：是液晶上光标的向右移动键，按此键光标将从左往右移动；同时，此按键也作为保护投退状态的改变键，按一次，保护投退状况发生改变：“投”→“退”或者“退”→“投”；复位：运行中的程序立即重新执行。

微机保护测控装置技术使用说明书版本：V1.00*本说明书可能会被修改，请注意最新版本资料目录一．装置简介 (3)1.装置概述 (3)1.1装置简介 (3)1.2装置特点 (4)1.4 装置结构 (5)2主要技术指标 (6)2.1 技术参数 (6)2.2 环境参数 (8)二．综合保护测控装置 (9)1．功能说明 (9)1.1 三段式相间过流保护 (9)1.2 过负荷保护 (10)1.3 重合闸保护 (10)1.4 相间加速保护 (11)1.5 充电保护 (11)1.6 负序过流保护 (11)1.7 零序过流保护 (11)1.8 过电压保护 (11)1.9 低电压保护 (12)1.10 零序过电压保护 (12)1.11 低频减载保护 (12)1.12 非电量保护 (12)1.12 系统异常工况告警及闭锁功能 (13)2．装置整定 (13)2.1 装置软压板整定 (14)2.2 装置定值整定 (14)2.3 装置参数整定 (16)三．电动机保护测控装置 (17)1．功能说明 (17)1.1 起动时间（Tstart） (17)1.2 相间过流保护 (17)1.3 负序过流保护 (17)1.4 过负荷保护 (18)1.5 零序过流保护 (18)1.6 过电压保护 (18)1.7 低电压保护 (18)1.8 零序过电压保护 (19)1.9 非电量保护 (19)1.10 系统异常工况告警及闭锁功能 (19)2．装置整定 (20)2.1 装置软压板整定 (20)2.2 装置定值整定 (20)2.3 装置参数整定 (21)四．进线保护装置 (22)1．功能说明 (22)1.1 三段式相间过流保护 (22)1.2 过负荷保护 (23)1.3 相间充电保护 (23)1.4 负序过流保护 (23)1.5 零序过流保护 (24)1.6 过电压保护 (24)1.7 低电压保护 (24)1.8 零序过电压保护 (24)1.9 进线备自投或自复保护 (25)1.10 系统异常工况告警及闭锁功能 (26)2．装置整定 (26)2.1 装置软压板整定 (26)2.2 装置定值整定 (27)2.3 装置参数整定 (28)五．使用说明 (29)1．装置介绍 (29)1.1 键盘 (29)1.2液晶 (29)1.3 界面菜单 (30)1.4 模拟通道 (30)1.5 事件报告 (31)1.6 系统设置 (32)1.7 装置测试 (33)1.8 装置调试 (34)2．保护装置外型开孔尺寸 (36)2.1 开孔尺寸及安装 (36)2.2安装 (36)2.3开孔尺寸图 (37)六．典型接线图 (38)1.线路保护典型接线图 (38)2.变压器保护典型接线图 (39)3.高压电容器保护典型接线图 (40)4.高压电动机保护典型接线图 (41)5.母联保护典型接线图 (42)6．进线备自投保护典型接线图 (43)七．常见故障及处理方法 (44)装置出厂缺省密码为0000一．装置简介1.装置概述1.1装置简介微机保护测控装置适用于66 kV及以下各电压等级的间隔单元的保护测控，具备完善的保护、测量、控制、进线备投及通信监视功能，为变电站、发电厂、高低压配电及厂用电系统的保护与控制提供了完整的解决方案，可有力地保障高低压电网及厂用电系统的安全稳定运行。

母联保护测控装置使用说明书本装置适用于66kV及以下电压等级的非直接接地或不接地系统中的母线联络保护及测控。

可集中组屏，也可在开关柜就地安装，全面支持变配电所综合自动化系统。

1．保护功能◆三相/两相三段式电流保护（速断、限时速断、过流）◆零序电压闭锁方向零序过流保护（可选择跳闸/告警）2．辅助功能◆备用电源自动投入◆PT断线告警◆控制回路断线告警◆装置故障告警◆故障录波◆保护定值和时限的独立整定◆自检和自诊断3．测控功能◆电量测量（遥测量）：两路母线电压、电流、电网频率等◆遥信量：装置共有14路开入量，其中：12路为采集外部遥信，2路为内部开关量信号◆遥控量：完成1台断路器就地或遥控分合闸操作4．闭锁功能◆断路器就地和遥控操作互为闭锁且具有防跳功能◆电源断路器保护跳闸闭锁备自投5．通讯功能◆CAN总线，以及标准的RS485多机通讯接口6．特点◆采用分层分布式设计，可组屏安装或直接安装于开关柜上◆封闭、加强型单元机箱，抗强干扰设计，适用于恶劣环境，可靠性高、抗干扰能力强，符合IEC电磁兼容标准◆与两路进线断路器配合，在不改变硬件及软件的情况下，可以实现两路进线电源备自投和母联自投两种运行方式◆可以实现远方定值整定与修改◆事件顺序记录并上传SOE事件◆汉字液晶显示，键盘操作◆设有独立的起动元件用来开放继电器电源，提高装置的安全性二、基本原理针对A、C（或A、B、C）相电流基波最大值，当任一相达到整定值，则定时器启动，若持续到整定时限，且相应保护的投退控制字处于投入状态，装置则发出跳闸控制信号，并记录和上传相应的SOE事件。

若在整定时限内电流返回则复位计时器。

当电流达到速断定值时，且速断保护投退控制字处于投入状态，则立即跳闸，同时给出保护动作、事故音响信号，并记录和上传相应的SOE事件。

图1 三段保护逻辑框图零序过流保护逻辑图如下图。

注：3Uo为采样值；3Io为采样值；3Io’为计算值（Ia+Ib+Ic）。

PT并列装置采用南京南瑞生产的两个RCS—9663C电压并列插件和一个RCS—9706C测控装置实现110kV、10kV系统的电压监视和PT并列功能。

保护装置说明1、RCS—9706C测控插件主要用于电压监视，配有小键盘和液晶窗，在“开机屏幕”状态下，按下“取消”按钮，可以进入主菜单，再按下“取消”按钮，可以回到“开机屏幕”状态。

进入主菜单后，按上、下按钮，选择“模拟量显示”，按下“确定”按钮，可以显示本站各电压等级母线的相电压、线电压、频率、零序电压的二次值，按上、下按钮可以实现滚屏显示。

2、两个RCS—9663C电压并列插件，可以用来分别实现110kV、10kVPT并列操作。

其中，每一个插件都有三个指示灯“并列1”、“并列2”、“并列3”“并列1”和“并列2”指示灯正常时点亮，表示各电压等级母线PT运行正常，各电压模拟量正常。

“并列3”指示灯正常时不亮，当进行PT并列操作后，点亮。

3、两个RCS—9663C插件各有一个三位置“PT并列把手”，用来实现各电压等级的PT切换。

“遥控”位置，当在监控后台机上进行PT并列遥控操作前，应将“PT并列把手”打至该位置；“禁止并列”位置，当系统正常，无需进行PT并列操作时，应将“PT并列把手”打至该位置；“允许并列”位置，当需要进行PT并列手动操作时，应将“PT并列把手”打到该位置，实现两条母线PT的二次并列。

PT并列操作当因某种原因，要进行某电压等级的PT二次并列操作，可由两种方式进行：1、手动就地PT并列操作：（1）检查该电压等级两条母线电压指示正常；（2）检查该电压等级RCS—9663C电压并列插件“并列1”、“并列2”指示灯亮，“并列3”指示灯熄灭。

（3）将该电压等级的“PT并列把手”由“禁止并列”位置打至“允许并列”位置，（4）检查该电压等级的RCS—9663C插件“并列3”指示灯亮，（5）根据需要从一、二次将要停电的PT退出运行；（6）检查该电压等级的母线电压指示正常。

七、单选题（继电保护）1. 2000kW以下的电动机，如果（B．电流速断保护）灵敏度不能满足要求时，也可采用电流纵差动保护代替。

2. 对于接线方式较为简单的小容量变电所，操作电源常常采用（B．交流操作电源）。

3. 下列（A．A310）表示110kV母线电流差动保护A相电流公共回路。

4. （D．中间继电器）的触点可以直接闭合断路器的跳闸线圈回路。

5. （B．后备保护）是指当主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护。

6. 阅读（B．展开图）的顺序是：先交流后直流再信号，从上而下，从左到右，层次分明。

7. 微机保护装置中，采样保持回路的符号是（B．S/H）。

8. 对控制和保护回路进行编号时，正极性回路（D．编为奇数由小到大）。

9. 微机保护装置的CPU在执行程序时，对由数据采集系统输入至（C．EPROM）区的原始数据进行分析处理，以完成各种继电保护功能。

10. 下列电缆编号属于35kV线路间隔的是（B．1U123）。

11. 从功能上来划分，微机保护装置的硬件系统可分为（B．6）个部分。

12. 重瓦斯动作后，跳开变压器（B．各侧）断路器。

13. 中小容量的高压电容器组如配置电流速断保护，动作电流可取电容器组额定电流的（B．2～2.5）倍。

14. 110kV及以下线路保护测控装置，电压恢复正常后装置延时（B．1.25s）自动把PT断线报警返回。

15. （B．低电压继电器）是反应电压下降到某一整定值及以下动断接点由断开状态到闭合状态的继电器。

16. 把设备编号和接线端子编号加在一起，每一个接线端子就有了唯一的（C．相对编号）。

17. 相对编号常用于（A．安装接线图）中。

18. 110kV及以下线路保护测控装置，满足以下条件：当正序电压小于（B．30V）而任一相电流大于0.1A，延时10秒报母线PT断线。

19. 110kV及以下线路保护测控装置，当装置自产零序电压大于（C．30V）时，延时15秒接地报警。

20. 主保护属于按（C．保护所起作用）分类。

数字化保护装置分类及原理介绍保护测控装置是专门针对110kV及以下电压等级智能化电力系统规范设计的综合保护测控装置，既适用于电力系统对保护和测控功能、性能的要求，也适用于石化、钢铁、冶金等行业要求比较灵活的应用场合，既可以开关柜就地安装也可以组屏安装，是构成智能电网的理想元件。

微机保护主要特点◇保护功能：针对110kV及以下电压等级智能化电力系统特点，保护型号配置合理，保护功能齐全。

◇高度集成：集保护、测量、控制、监测、通讯、录波、事件记录等多种功能于一体。

◇数字化变电站接口：符合IEC61850通信规范，支持SV输出、GOOSE输入输出，支持传统互感器、模拟量小信号或电子式互感器接入。

◇防越级保护功能：降低了定值设置的配合要求，提高了保护动作的选择性和快速性。

◇网络保护和控制功能：通过装置之间的高速通信，很容易实现备自投、简易母线保护、负荷监测和负荷优化联切等保护和控制功能，实现柜间无二次电气连接线，降低了现场安装和维护成本，缩短了整体交付时间。

◇采样值同步输出功能：配合专用软件模块可实现实时采样波形显示（示波器功能），可根据设定条件启动录波，可进行动态线损分析、谐波分析、电压偏差分析、节能分析、电压闪变分析等高级功能。

◇弧光保护功能：选配弧光传感器，通过微机保护装置之间的配合，可以方便实现弧光保护功能而不用增加其它任何成本，大大提升了产品性价比。

◇DCS系统接口：具有2路4-20mA直流输出功能和1路PROFIBUS 通信功能，实现与DCS系统的无缝连接。

◇传感器接口：具有4路温度传感器Pt100/Cu50直接接入和4路4-20mA直流输入功能，实现温度采集和其它传感器的接入。

◇扩展功能：同一插槽位置可配置不同功能板件，很方便实现开入、开出等通道的扩展。

◇通讯功能：母联保护装置采用ARM9独立微处理器进行通讯管理，可提供2路RS485（标配1路）、2路以太网通讯接口、1路打印接口和1路IRIG-B码对时接口；通讯协议支持IEC61850、modbus RTU、modbus TCP、IEC103。

微机综合保护装置浅析摘要随着科学技术的不断发展,电力系统的保护不可避免地由传统的继电器保护进入了微机综合保护时代,微机综合保护装置比传统的继电器要先进、可靠、经济,本文介绍了微机综合保护装置的基本原理,微机综合保护装置应用的优点、种类、功能等。

关键词微机综合保护装置;继电器保护;原理;种类;功能1 微机综合保护装置的原理近年来,国内外微机综合保护技术的研究工作和产品开发不断取得新成果。

但是,其基本原理却是相同的,微机综合保护装置主要部分是微机本体,它被用来分析计算电力系统的有关电量和判断系统是否发生故障,然后决定是否发出信号。

除微机本体外还需要配备自电力系统向微机送进有关信息的输入接口部分和向电力系统送出控制信息的输出接口部分。

此外,还有人机对话的屏幕显示器等。

其原理框图如图1。

由图中可以看出,当电力系统发生故障时,故障信号通过电流、电压互感器等传入微机综合保护系统中的模拟量输入通道,经A/D转换后,计算机将对这些故障信号按固定的保护算法进行运算,并判别是否有故障存在,一旦确定保护区域内有故障,微机保护系统将根据现有继电器以及跳闸继电器的状态来决定跳闸次序,经控制、开关量输出通道输出跳闸信号,从而切除电力系统的故障并打印故障信息及动作情况。

2 微机综合保护装置的特点微机综合保护装置与传统继电器保护的比较其主要区别,在于用微机控制的多功能继电器替代了传统的电磁式继电器,并取消了传统的信号屏等装置,相应的信号都可以输入至计算机。

为便于集中控制,还可以将所有的控制保护单元集中布置。

由于各种微机装置均采用网络通讯方式与当地的监控系统进行通讯而不是传统的接点输出到信号控制屏,因此二次接线大量减少。

同时由于采用了技术先进的当地监控系统来取代占地多、操作陈旧的模拟控制屏,使得所有的操作更加安全、可靠、方便。

所以微机综合保护装置的优点可以概括为以下几点:1)可靠性高。

一种微机保护单元可以完成多种保护与监测功能。

第1章变电站综合自动化系统的基础知识习题答案1.什么是变电站综合自动化？答：变电站综合自动化是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。

变电站综合自动化系统具有功能综合化、结构微机化、操作监视屏幕化、运行管理智能化等特征。

2.变电站综合自动化系统有哪些基本功能？答：变电站综合自动化系统的基本功能主要有微机保护、安全自动控制、远动监控、通信管理。

3.简述变电站层的组成。

答：变电站层一般主要由操作员工作站（监控主机）、五防主机、远动主站及工程师工作站组成。

4. RCS-9600综合自动化系统有哪几部份组成？答：RCS-9600综合自动化系统从整体上分为三层，即变电站层、通信层和间隔层，硬件主要由保护测控单元、通信控制单元及后台监控系统组成。

5.RCS-9600后台监控系统具有哪些特点？答：RCS-9600后台监控系统用于综合自动化变电站的计算机监视、管理和控制或用于集控中心对无人值班变电站进行远方监控。

RCS-9600后台监控系统通过测控装置、微机保护以及变电站内其他微机化设备（IED）采集和处理变电站运行的各种数据，对变电站运行参数自动监视，按照运行人员的控制命令和预先设定的控制条件对变电站进行控制，为变电站运行维护人员提供变电站运行监视所需要的各种功能，减轻运行维护人员的劳动强度，提高变电站运行的稳定性和可靠性。

6. RCS-9600系列保护测控单元完成的主要功能有哪些？答：RCS-9600系列保护测控单元作为变电站综合自动化系统一个基本部分，以变电站基本元件为对象，完成数据采集、保护和控制等功能。

概括地说，其完成的主要功能有：模拟量数据采集、转换与计算，开关量数据采集、滤波，继电保护，自动控制功能，事件顺序记录，控制输出，对时，数据通信。

7. RCS-9600综合自动化系统中实时采集的数据包括哪些类型？答：实时数据采集包括：①遥测。