微机式自适应馈线保护装置

5　装置的构成
5.1　装置的硬件
　　WXB-32型自适应馈线保护装置由高性能16位单片机构成，采用C196CPU芯片，使用A/D转换器实现数据采样。
　　本装置采用国家电力公司南京电力自动化设备总厂统一外观的19/2英寸机箱，内部插件为插拔式，具有锁紧机构，各插件之间的连接采用母板印刷板连接方式。
　　装置有以下5个插件：
　　(1)　交流插件，完成电流、电压变换；
　　(2)　采样保护插件，完成数据采样，共有IA，IB，IC，UAB，UBC，UCA6路，同时保留了3I0，3U0，UL以便以后增加功能；
　　(3)　处理器插件，完成数据处理、保护控制、故障判断和通信等功能；
　　(4)　电源插件，外接直流220 V或110 V电源，提供5 V，±15 V，24 V等直流电压；
　　(5)　信号及出口插件，完成出口跳、合闸和发信号等功能。
　　面版上有液晶、键盘、指示灯来实现人机对话。
5.2　装置的软件
　　在编制WXB-32型自适应馈线保护软件时，考虑到以下基本要求：
　　(1)　发生故障时，能保证按自适应保护原理、算法及要求正确动作；
　　(2)　跳闸后在满足一定条件下，能实现自动重合闸；
　　(3)　运行期间出现TV断线、断路器偷跳等情况，不仅要发警告信号，还应采取相应措施，例如偷跳时应能自动重合闸；
　　(4)　运行期间若出现RAM，ROM检查出错、定值出错、跳闸回路出错、TA断线等，都应发中央警告信号，并闭锁出口跳合闸，同时置装置为“异常状态”，以上情况，再包括跳闸失灵等，都要将相应的信息作入报告；
　　(5)　能实现与变电站自动化联网和与PC机通信等功能；
　　(6)　能自动或手动打印有关数据；
　　(7)　有良好的人机界面，便于操作。
　　根据上述要求，装置的软件由5个PLM程序模块及两个小汇编程序组成。W.PLM是完成上电初始化的主程序，它含有一个每1.667 ms执行一次的采样中断程序以及过负荷中断程序和低周减载处理程序；DR.PLM是完成菜单显示和人机交换的模块；REPORT.PLM是完成报告的显示和打印模块；SUB.PLM是以上三个模块通用的子函数模块；GZ.PLM是故障处理模块。汇编程序F.ASM完成傅氏变换，R.ASM完成开根号运算。
　　主程序上电后先自检，然后根据操作人员的选择进入调试菜单或运行菜单。在运行状态下，液晶上的第一行显示时间(时、分、秒)，最后一个字符若为‘H’，则表明重合闸已充好电，第二行至第四行显示电流、电压量。液晶正常显示画面如下所示：
　　16∶58∶13　　　　　　f=50.1　　　H
　　A　309 A　　　　AB　10.5 kV
　　B　310 A　　　　BC　10.4 kV
　　C　310 A　　　　CA　10.5 kV
　　发生故障时，采样中断程序中的启动元件启动，进入故障处理程序。在故障处理程序中作完相应的处理后，完成整组复归。若出口起动命令发出过，则装置上“有报告”的灯亮，报告已完成，装置自动打印，报告格式举例如下：
　　1997_10_08　　14∶30∶56　　

(故障发生年　月　日　时∶分∶秒)

　　Line　NO：　　0001　　　(故障线路号)
　　FAULTY　TYPE　　A B C　　(故障类型)
　　IA＝1 170 A　　　　(A相故障电流)
　　IC＝1 165 A　　　　(C相故障电流)
　　UAB＝08.35 kV　　(AB相间故障电压)
　　UBC＝08.36 kV　　(BC相间故障电压)
　　UCA＝08.30 kV　　(CA相间故障电压)
　　SETSD：0620　　A　　(速断定值)
　　SETGL：0200　　A　　(过电流定值)

　 Time　(ms) Relay　message

NO.1 00031 　START　(起动)
NO.2 00031 　SD TRIP　(速断跳闸)
NO.3 01025 　RECLOSE　(重合闸)

6　装置的使用
　　在使用本装置时首先要根据自身的条件确定选用哪一种方案。
　　如果决定选用方案1，由于定值可以在线、实时自动计算整定，故不需离线整定计算。当采用定时限特性时，仍需根据时限配合的要求，确定动作时限，并用人工方式输入时间定值。如果决定选用方案2，应按传统的速断和过电流的离线方式计算保护的定值和动作时限，然后用人工方式输入所有定值。由于此方案具有对故障类型自适应功能，因此在计算过电流保护的灵敏度时，只按最小运行方式下发生三相短路进行检验即可。
　　如果决定选用方案3，对速断不需进行任何离线计算，只要输入被保护线路的阻抗值，装置即可自动完成速断计算整定。对于过电流保护需要进行与方案2相同的计算整定。
　　当设计或运行人员需要了解自适应速断的效果时，其保护范围αA可用下式计算［1］：
αA＝［ZL-(Kk-1)ZS］／KkZL

(7)

式中　ZS为当前的等效系统阻抗；ZL为被保护线路阻抗；Kk为可靠系数，本装置用Kk=1.2。

7　结论
　　WXB-32型微机式自适应馈线保护装置是在突破了模拟式继电保护传统观念的束缚，充分发挥微机的智能作用和利用当地的故障信息的基础上实现的。装置的先进性体现在能在线、实时识别系统的运行方式及故障状态并据此自动地计算保护的定值，从而使保护性能始终处于最佳状态。装置提供了多种方案以适应不同用户的需要又充分说明了其灵活性，可以预期本装置必将以其独特的优越性能以及使用维护的灵活性与方便性受到用户的信赖和欢迎。

参考文献
1　葛耀中.新型继电保护与故障测距原理与技术.西安：西安交通大学出版社，1996
2　葛耀中.自适应继电保护及其前景展望.电力系统自动化，1997，21(9)：42～46