一、概述
隨著(zhù)公司生產(chǎn)規模的擴大和生產(chǎn)自動(dòng)化水平的提高, 生產(chǎn)工藝對電氣系統自動(dòng)化程度的要求也越來(lái)越高，促使微機繼電保護裝置在我公司電力系統中大規模投入使用。電力系統上各種智能設備采集的模擬量、開(kāi)關(guān)量、一次設備狀態(tài)量大大增加，運行人員可以從中獲取更多的一、二次設備的實(shí)時(shí)信息。但是，由于目前的微機型二次設備考慮較多的是對以往設備功能的替代，導致這些設備基本上是獨立運行，致使它們采集的大量信息白白流失，未能得到充分利用。
公司的電力系統是一個(gè)不可分割的整體，對整個(gè)系統的一、二次設備信息進(jìn)行綜合利用，對保證安全供電具有重大的意義。近幾年，計算機和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的飛速發(fā)展，使綜合利用整個(gè)電力系統的一、二次設備信息成為可能。綜合利用整個(gè)電力系統智能設備所采集的信息，人為或自動(dòng)對信息進(jìn)行計算分析，并調整繼電保護的工作狀態(tài)，有利于工作人員分析處理事故、調整運行方式和進(jìn)行設備的技術(shù)管理工作。能實(shí)現以下主要功能：
1、對各個(gè)6KV主要變電所的運行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，科學(xué)調度管理；
2、實(shí)現對各類(lèi)復雜的系統事故進(jìn)行快速準確定位和處理；
3、使用各類(lèi)裝置的故障錄波和故障信息記錄，快速準確查找分析故障原因；
4、通過(guò)對給類(lèi)裝置的編程功能、開(kāi)入量的綜合利用實(shí)現電氣設備本身的連鎖和配合儀表DCS控制系統；
5、遠距離對繼電保護裝置進(jìn)行調整、切換；
6、對系統中運行的繼電保護裝置的可靠性進(jìn)行分析研究。
二、系統構成
各個(gè)變電所現場(chǎng)的微機繼電保護裝置、智能信號采集裝置和各類(lèi)自動(dòng)調控裝置根據各自不同的特點(diǎn)，利用不同的通訊方式組成本變電所的綜合自動(dòng)化調度管理系統：01＃、02＃、05＃變電所采用RS232和RS485串口通訊方式，把現場(chǎng)的西門(mén)子微機保護裝置、南瑞中德的NSP-7xx系列分散型保護監控單元、南瑞電控的微機發(fā)電機勵磁裝置和智能電度表等各類(lèi)的單個(gè)智能設備連接起來(lái)，利用NSC2000廠(chǎng)站自動(dòng)化系統軟件組成各變電所獨立的綜自調度管理系統；03＃、04#變電所采用工業(yè)以太網(wǎng)和現場(chǎng)總線(xiàn)的通訊方式，把北京德威特德公司的600系列、9000系列的微機繼電保護裝置和現場(chǎng)智能電度表連接起來(lái)，利用DVP3000變電站綜合自動(dòng)化軟件組成03#、04＃變電所的自動(dòng)化管理系統。
各個(gè)變電所通過(guò)利用通訊電纜、光纜的通訊介質(zhì)，組建各變電所之間的電力調度系統局域網(wǎng)，在總降調度室統一組態(tài)，供運行人員使用，監控全公司主要變電所的運行情況，并對其進(jìn)行調度管理。通訊結構如圖
1、圖2所示：
三、實(shí)際應用情況分析和研討
1、實(shí)現對11OKV變電站和各個(gè)6KV主要變電所的運行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，以便運行人員能夠及時(shí)準確的了解系統的運行狀況，對系統運行方式實(shí)現科學(xué)調度管理，是公司的整個(gè)供電系統處于安全、可靠、經(jīng)濟的狀態(tài)。同時(shí)技術(shù)人員可以利用計算機智能軟件和過(guò)程能量?jì)?yōu)化技術(shù)，對收集的所有信息進(jìn)行分析、計算，根據供電系統的實(shí)際情況及時(shí)調整運行方式，降低供電線(xiàn)路和變電設備的用電損耗，且促進(jìn)供電系統安全穩定長(cháng)周期運行，實(shí)現節能減排，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，增強企業(yè)產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭力。
2、實(shí)現對各類(lèi)復雜的系統事故進(jìn)行快速準確定位和處理，目前的保護和故障錄波器的故障測距算法，一般分為故障分析法和行波法兩類(lèi)。其中行波法由于存在行波信號的提取和故障產(chǎn)生行波的不確定性等問(wèn)題而難以在生產(chǎn)中得到較好的運用。而故障分析法如果想要準確進(jìn)行故障定位，必須得到故障前線(xiàn)路兩端綜合阻抗、相鄰線(xiàn)運行方式、與相鄰線(xiàn)的互感等信息，很顯然，僅利用保護或故障錄波器自己采集的數據，很難實(shí)現準確的故障定位。另外，對于比較復雜的故障，單端分析手段已經(jīng)無(wú)法正確判斷故障性質(zhì)和故障距離。我們知道，得到的系統故障信息愈多，則對故障性質(zhì)、故障位置的判斷和故障距離的檢測愈準確，因此，通過(guò)對調度端數據庫中已經(jīng)儲備了所有一次設備參數，通過(guò)共享EMS系統的數據，可以獲得故障前系統一次設備的運行狀態(tài)。故障發(fā)生后，線(xiàn)路兩端變電站的客戶(hù)機可以從保護和故障錄波器搜集故障報告，上送到服務(wù)器。調度端服務(wù)器將以上信息綜合利用，通過(guò)比較簡(jiǎn)單的故障計算，就可確定故障性質(zhì)并實(shí)現準確的故障定位。
3、使用各類(lèi)裝置的故障錄波和故障信息記錄，快速準確查找分析故障原因，系統發(fā)生事故后，往往有可能伴隨著(zhù)其它保護或相鄰回路保護的誤動(dòng)作。傳統的事故分析由人到各個(gè)保護動(dòng)作地點(diǎn)收集數據進(jìn)行分析完成，受個(gè)人經(jīng)驗、水平和老式繼保裝置性能的影響，易出現偏差。由于由微機繼電保護組成綜合自動(dòng)化系統搜集了故障前后系統一次設備的運行狀態(tài)、運行數據和變電站保護和故障錄波的故障報告，可以綜合線(xiàn)路兩端保護動(dòng)作信息及同一端的其它保護動(dòng)作信息進(jìn)行模糊分析，并依靠保護和故錄的采樣數據計算，從而能夠迅速準確的做出判斷。
4、通過(guò)對微機繼電保護裝置的編程功能、開(kāi)入量的綜合利用實(shí)現電氣設備本身的連鎖和配合儀表DCS控制系統：可以通過(guò)利用西門(mén)子公司的第4代微機型保護7UM62裝置內置于名為ANSI66的功能模塊中的熱模型，以高壓異步電動(dòng)機的定子電流為初始值，間接計算出轉子的實(shí)時(shí)溫度，當該溫度超過(guò)電機的再啟動(dòng)限值時(shí)，就不再允許電機再次啟動(dòng)，直到溫度降低限值溫度以下；我公司的熱電聯(lián)產(chǎn)的兩臺發(fā)電機組（16MW＋30MW）西門(mén)子7UM62裝置中的PLC編程模塊對采集到的發(fā)電機的電流、電壓進(jìn)行分析判斷發(fā)電機是否處于過(guò)負荷狀態(tài)，一旦過(guò)負荷就送出兩對節點(diǎn)，一對節點(diǎn)采集到總降PLC系統解列減載系統做為判據，一對節點(diǎn)被送到總降后臺信息報警系統，提醒運行人員調整發(fā)電機運行狀態(tài)。
另外我們利用北京德威特公司的DVP9000系列的裝置的12路開(kāi)入量和12路出口繼電器之間的相互關(guān)聯(lián)和配合，把速斷、差動(dòng)保護動(dòng)作信號關(guān)聯(lián)閉鎖電動(dòng)機的合閘回路，防止工藝現場(chǎng)操作人員再次合于故障造成事故擴大；把開(kāi)關(guān)柜的接地刀閘位置、斷路器位置通過(guò)開(kāi)入量接入微機繼電保護裝置，關(guān)聯(lián)斷路器的分、合閘回路，完善補充高壓開(kāi)關(guān)柜的“五防”措施；把設備現場(chǎng)分、合閘，DCS分、合閘，控制室分、合閘以及DCS工藝連鎖信號引入微機繼電保護裝置，準確記錄動(dòng)作信息以便事故情況下快速確定具體的動(dòng)作回路，分析查找原因解決故障。
5、遠距離對繼電保護裝置進(jìn)行調整、切換，以便快速適應運行方式的調整變換，我公司使用的南瑞中德的NSP-7xx系列保護裝置和北京德威特的9000系列的微機繼電保護裝置都可以設置5套不同運行方式的保護定值且可以實(shí)現遠距離切換調整，便于調整運行方式時(shí)，及時(shí)調整繼電保護定值適應改方式下系統的安全穩定運行。
6、對系統中運行的繼電保護裝置的可靠性進(jìn)行分析研究，通過(guò)與繼電保護管理信息系統交換保護配置、服役時(shí)間、各種保護裝置的正動(dòng)率及異常率等信息，通過(guò)計算機軟件可以實(shí)現對繼電保護裝置的可靠性進(jìn)行分析。特別是當某種保護或保護信號傳輸裝置出現問(wèn)題，并暫時(shí)無(wú)法解決時(shí)，通過(guò)將此類(lèi)裝置的可靠性評價(jià)降低，減輕系統對此類(lèi)保護的依賴(lài)，通過(guò)遠程調整定值等手段，實(shí)現與上下級回路的保護的配合，防止因此類(lèi)保護的拒動(dòng)而擴大事故范圍。
四、分析存在的問(wèn)題，探討解決方法
1、安全性問(wèn)題：由于電網(wǎng)繼電保護綜合自動(dòng)化系統的功能強大，并且可以控制運行設備，與電網(wǎng)的安全穩定運行息息相關(guān)，因此在設計之初，就必須對系統的安全性問(wèn)題給予足夠重視?？梢哉f(shuō)，安全性解決的好壞，將是微機繼電保護綜合自動(dòng)化系統能否運用的關(guān)鍵。初步設想，調度端服務(wù)器必須采用雙機熱備用方式保證硬件安全；通過(guò)遠方修改保護定值時(shí)，客戶(hù)機必須通過(guò)加密的數字簽名核實(shí)調度端傳送定值的可信度，并通過(guò)校驗碼及數據回送保證定值的可靠性。并且，當客戶(hù)機向保護傳送定值時(shí)，必須不能影響保護的正常性能。在這方面，還需要做大量的工作。
2、規約問(wèn)題，需要將全網(wǎng)所有微機保護、故障錄波器和現場(chǎng)智能采集設備到了一起，如果能夠解決好信息的組織及傳輸規約，將對系統實(shí)施起到事半功倍的作用。因此，希望參照國外標準，盡快建立國內繼電保護信息組織規約。
五、結束語(yǔ)
通過(guò)以上分析，我們可以看到隨著(zhù)微機繼電保護在化工企業(yè)的廣泛應用，變電站綜合自動(dòng)化系統的實(shí)現，將給化工企業(yè)的繼電保護工作帶來(lái)一次質(zhì)的飛躍，它將能大大加強繼電保護的效能和可靠性，對保證企業(yè)供電系統安全穩定運行具有重大的意義。希望今后科研、運行、設計人員加強對綜合利用微機繼電保護裝置和相關(guān)智能設備信息的研究，進(jìn)一步提高微機繼電保戶(hù)綜合利用的科學(xué)性、合理性和快捷性。