龙颈水电厂上电站微机保护装置运行可靠性问题

龙颈水电厂上电站微机保护装置运行可靠性问题

蔡育欣

广东省揭阳市龙颈水电厂广东揭阳515429

摘要：文章通过龙颈水电厂上电站微机保护装置运行过程中出现的一些问题，分析了问题出现的原因，并对微机保护装置的运行可靠性提出一些建议。

关键词：龙颈水电厂；微机保护装置；原因；措施

1.引言

龙颈水电厂上电站自2002年对电气二次部分进行微机保护改造以来，经历了各种事故的考验，为机组的安全运行作出很大的贡献。但由于种种原因的存在和发生，在运行过程中也出现一些问题，对机组的安全运行造成一定的影响。本文就微机保护装置在上电站的运行情况，来分析一些保护误动作发生的原因及处理情况。

2.微机保护装置的优点

微机保护装置具有判断准确﹑维护方便﹑在线运行可靠性高﹑能提供更多的信息量等特点。保护装置的软件部分为发电机﹑变压器提供一套完整的保护功能数据库，用户可根据电厂的要求，通过配置软件来选择保护类型和其他功能，不需再增加硬件，各种保护比较独立，程序基本框架已构成，填写数据即可。人机对话系统大大方便运行管理人员，利用键盘操作可输入各种保护命令﹑继电器保护整定值的存放地址，利用打印机﹑显示器可以将各运行状态下的现象和数值清楚﹑准确地提供运行人员，语音效果将各命令的发出和设备的执行情况及时提示运行值班人员。实践证明，微机保护装置在运行可靠性和其他效果方面，远远超过传统的常规继电保护装置。

3.微机保护装置的误动作情况

尽管微机保护装置具有无比的优越性，取代传统的常规保护装置成为必然，但它对运行环境要求高，在一些特殊条件下，也存在误动作发生的情况。以下列举龙颈水电厂上电站发生的微机保护装置误动作的实例。

实例一：2010年7月8日凌晨4：25′，备用机组＃6F发生“轴承温度过高”信号，机组“紧急停机”光字牌亮，事故低油压保护动作，事故电磁阀动作，检查发现机组备用油源电磁阀3DP动作，压油槽油泵启动，蝴蝶阀操作电磁阀1DP动作，轴承温度整定值正常。经判断分析，误动作的原因是微机保护装置受环境影响导致出现错乱引起的。

实例二：2012年8月9日11：50′，＃6F机组备用，中控室出现“＃6F水机故障信号”，＃6F自动屏信号灯全灭，PCC装置出现“故障”信号，开关量输出光耦全灭，各控制﹑保护电源空气开关无跳开现象。当时对各控制﹑保护电源空气开关切开后再重新投入，上述故障现象随之消失，恢复正常状态。对这种情况作认真分析，并咨询厂家工程师，得到由于PCC电源开关不正常引起误动作发生的结论。更换PCC电源开关后，没有再出现过这种情况。

4.分析微机保护装置误动作发生的原因

微机保护装置对运行环境要求很高，环境的温度﹑空气的湿度﹑空气中的灰尘含量以及电磁场在周围的存在都将对保护装置的正常运行产生影响。强电磁干扰对微机保护装置的影响最直接。这些干扰信号频率高﹑幅度大，通过电磁耦合很容易进入保护装置的内部，另一方面，这些干扰信号持续时间短，传统的常规继电保护装置可以用延时躲过这些干扰，而微机保护装置由于计算机工作是在时钟节拍的严格控制下以较高的速度同步进行的，不能简单地设置延时回路来躲过干扰信号。当干扰信号进入保护装置的内部后，对各种采样数据的准确性有影响，甚至发生程序出轨或引起保护装置出现功能障碍等问题。

5.微机保护装置的抗干扰措施

干扰对微机保护装置在线运行的影响是严重的，如不采取有效的对策，将产生严重的后果。下面介绍在微机保护装置常用的抗干扰措施。

一﹑阻塞共模干扰的耦合通道

⑴在电源入口增设滤波器，这是因为电源线传输的电源干扰是以传导和磁场两种形式对敏感回路造成耦合的。

⑵模拟量输入回路的静电屏蔽，这样可以防止模拟量由于干扰而发生变值。

⑶磁屏蔽及双绞线，这样可以有效地减少磁干扰。

⑷开关量输入端子采用光电耦合器隔离开关量输出端子，采用光电隔离和继电器绕组与地之间的隔离。

二﹑微机保护装置抗干扰的软件对策

保护装置在运行过程中若出现采样数据因干扰作用大，发生错误时，产生的后果是严重的，将会导致整个保护的失败。所以因干扰造成微机保护使用数据发生错误时，所采取的对策。

⑴输入模拟量采样数据采取抗干扰措施；如电源滤波技术是一种较为可行的抗干扰措施。根据水电厂上电站微机系统的运行情况，尖峰脉冲、过压、欠压和浪涌等现象是微机保护装置的重要影响因素。电源滤波技术可以发挥出减少相关因素影响的作用。如为避免过压、欠压及浪涌等问题的出现，相关人员可以对可靠的电源稳压器与低通滤波器进行应用。为了对输入模拟量采样数据抗干扰措施进行优化，相关人员也可以在对电力系统微机保护装置的结构特点和工作原理进行分析的基础上，对滤波电路进行合理设置，并要对电源部分的抗干扰设计进行强化。出于维护供电系统运行的稳定性的需要，相关人员需要对电源抗干扰设备、交流变压器和低碳滤波器等设备进行科学设置，以便对电源抗干扰设备的实际作用效果进行强化。

⑵运算过程中的核对措施；运算过程中所应用的校核纠偏措施主要涉及到了以下内容，第一，在运算结尾部分，相关人员可以借助程序安排，让CPU发挥出存储运算结果的功能，并借助同样的原始数据，对同样的运算式子进行计算，进而对两次的计算结果进行比较分析，这种校对方式可以在因干扰而导致确定运算错误问题的解决过程中发挥一定的作用。上述措施是里哦用完全相同的原始数据进行核对的核对措施。在未利用相同合理化原始数据的情况下，相关人员可以从算法所依据的数据窗入手，采取顺移采样值的措施。在这种核对措施下，阻抗及电流电压有效值的计算结果较为接近，这种计算方式也可以为原始数据的精确性提供一定的保障。

⑶出口的闭锁；针对干扰因素给程序运行情况带来的不利影响，CPU在实际运行过程中，会执行一些非预期的指令，在未对上述错误指令进行有效处理的情况下，跳闸指令所导致的保护误动作会给微机系统的正常运行带来不利的影响。跟根据系统的跳闸条件，受开关量输出问题的影响，人们可以将跳闸条件分成两种不同的指令，在上述两种指令中插入核对程序，可以让保护装置在通过跳闸程序段以后，为与之相关的标志字赋予一定的数值，进而在实现出口闭锁的情况下，提升微机保护装置的运行效率。这一保护措施也可以让程序误动问题得到有效解决。

⑷防止程序出轨的对策。防止程序出轨的对策可以在危机程序出格问题的解决过程中发挥一定的作用。前文中论述的出口闭锁措施是预防误动问题的有效措施，在程序出轨问题产生以后，人们需要借助黄钻用电措施，让程序进入到预定轨道，进而避免保护误动问题的出现。与之相关的自恢复电路方案需要借助“或”门开启单稳态触发器，它可以在输出脉冲接近CPU复位端的情况下，让保护装置处于重新初始化状态，以便为系统的正常运行提供保障。以数据采集系统自检和EPROM自检体系为代表的自动检测体系的应用，也有助于微机保护装置工作效率的提升。

6.结束语

随着电力系统的高速发展和计算机技术﹑通信技术的不断进步，计算机化﹑网络化是不可逆转的发展趋势，但对如何更好地满足电力系统的要求，如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更好的经济效益和社会效益，尚需进行具体深入的研究。