浅谈热电厂微机保护装置改造

合肥热电集团有限公司安能分公司 杨光涛

热电厂微机保护装置是基于微处理器（CPU）和数字信号处理技术（DSP）的继电保护。很多热电厂微机保护装置因使用年限较长出口电路板存在烧焦发黑现象，设备运行安全可靠性降低，需要改造。

1 微机保护装置结构示意图（图1）

图1 微机保护装置示意图

2 微机保护装置改造步骤

2.1 绘制微机保护装置的二次接线图

首先，根据微机保护装置装置的技术资料，并结合开关柜内当前二次回路接线，绘制出微机保护装置装置的二次回路接线图，再组织人员对图纸进行分析、讨论，验证图纸的正确性，确认无误后，形成最终图纸，作为后续工作的依据，并存档保管。

（1）二次回路标号。为便于安装、运行和维护，在二次回路中所有设备间的连线都要进行标号。标号一般采用数字或数字与文字的组合，它表明了回路的性质和用途，便于正确接线。

（2）回路标号的基本原则。按等电位原则进行，即连接在一点的全部导线都用一个数码来表示。如：+：101，－：102。一般只对引入DZP的回路加以编号。

（3）DC标号方法。从+出发，以奇序标号，直到最后一个有压降的元件为止。如最后一个有压降的元件不是直接在负极上，而是通过连接片、开关或继电器触点接在负极上，则下一步应从负极开始，以偶序标号至上述也有标号的回路为止。

（4）AC标号方法。TA、TV按一次接线中的顺序来分组标号。编号不分奇偶，从电源处开始按顺序编号。注意现场只有CT接法，有些微机保护装置装置只能接入AC两相电流，只能采用2表法进行计算。

2.2 开关柜柜门现场改造

开具工作票切换设备后，根据选用微机保护装置装置和多功能表实际尺寸，在开关柜柜门上重新开孔，以便安装微机保护装置装置。

2.3 重新接线

微机保护装置装置更换时，按以下步骤进行：先将现有的每个控制信号线贴上标记，然后拆除微机保护装置。再按事先标记，将各控制信号线准确的接到新的微机保护装置装置上。

2.4 微机保护装置装置检验

（1）交流电压、电流输入正确性检查。①检查接入装置的交流电压回路、交流电流回路的端子是否与产品说明书规定的一致。②检查电流互感器、交流电压互感器的数量是否符合产品说明书的规定，其接线及极性是否满足要求。

（2）检验各电压互感器、电流互感器的变比。①检验电压互感器的变比：ⅰ在电压互感器一次侧，输入线电压为100V，测量二次测输出电压。ⅱ计算电压互感器的变比，是否符合规定要求。②检验电流互感器的变比。ⅰ在电流互感器一次侧，输入额定电流（5A或1A），测量二次测输出电流。ⅱ计算电流互感器的变比，是否符合规定要求。

（3）开关量输入回路检验。①检查开关量输入回路的数量是否符合规定的要求。 ②从保护装置的主菜单中选择子菜单“开关量状态”(SWITCH STATUS)依次进行开关量的输入和断开。③监视液晶显示屏上显示的开关量变位情况。

（4）输出触点和信号检验。微机保护装置装置调试、检验内容包括：电压、电流、频率、相序等模拟量精度测试；开入量输入测试；继电器输出测试；保护逻辑测试等，并实现装置的对时功能（注：通信功能待微机保护装置装置全部更新完毕后，集中统一调试）。微机保护装置装置调试、检验由微机保护装置装置厂家工程调试人员协助完成。

2.5 微机保护装置装置与通信管理单元之间通信联调

当所有的微机保护装置装置全部更换完毕后，再由调试人员对通信管理单元的程序升级，完成监控后台软件、通信管理单元与微机保护装置之间的通信调试工作。将采集到的电度数据转发到监控软件，由监控软件记录、保存。

2.6 实现电气后台与DCS通讯

电气后台改造部分微机保护装置装置组态更新后，重新进行DCS组态，满足集控要求。

3 改造技术要求

3.1 硬件配置

装置采用32位微处理器，主频200MHz，配置8M字节SDRAM。装置采集三相测量电流、三相保护电流、三相电压、零序电压、零序电流。电流额度可选1A、5A，零序电流额定可选0.6A、1A、5A，电压额度100V或57.73V。装置采集14路开入量。装置具有两个100M以太网通信接口，一个RS485通信接口。装置具有一路可编程4～20mA直流模拟量输出。装置具有操作回路，可自适应0.5～5A断路器跳合闸电流。装置具有保护跳、保护合、遥跳、遥合、动作信号、告警信号、备用跳闸出口等。装置支持GPS脉冲对时与IRIG-B码对时。装置具有一个USB接口。装置采用大屏幕液晶显示，中文菜单。

3.2 测控功能

装置测量三相测量电流、三相保护电流、三相电压、零序电压、零序电流，测量有功功率、无功功率、功率因素，测量系统频率，统计有功电量kWh与无功电量kVarh。装置开关量变位响应时间小于1ms，并能够自动上传变位信息。装置支持IEC60870-5-103，Modbus等规约。装置可保存1000条事件记录。装置可记录9条故障录波，每条录波包含1.9s的采样点和幅值录波，采样点录波最大包含14路模拟量（间隔为1ms），幅值录波最大包含40个模拟量幅值和32个开关量（间隔为5ms）。录波采用标准Comtrade格式。2条电动机启动录波（间隔为100ms），启动前1s，启动后29s。录波采用标准Comtrade 格式。

3.3 保护功能

（1）线路保护装置。装置具有三段式过流保护（可经复合电压起动，可带方向）。装置具有三段式零序过流保护（可带方向）。装置具有过负荷告警保护。装置具有三相一次重合闸、合闸后加速保护与检同期手动合闸。装置具有低周减载、低压减载保护。装置具有PT断线检测与闭锁功能。装置具有小电流接地选线功能。保护跳闸出口可软件设置，所有继电器出口接点均可选择为跳闸接点或信号接点。

（2）变压器保护装置。装置具有三段式复合电压过流保护。装置具有两段式定时限负序过流保护。装置具有高压侧定时限零序过流保护。装置具有低压侧定时限零序过流保护。装置具有低压侧反时限零序过流保护。装置具有过负荷告警保护。装置具有过电压保护、低电压保护。装置具有非电量保护。装置具有PT断线检测与闭锁功能。保护跳闸出口可软件设置，所有继电器出口接点均可选择为跳闸接点或信号接点。

（3）电动机保护装置。装置具有三段式定时限过流保护（第一段为速断）具有启动速断和运行速断的功能。装置具有两段式定时限负序过流保护与反时限负序过流保护。装置具有过热、堵转保护。装置具有定时限零序过流保护。装置具有过负荷告警保护。装置具有过电压保护、低电压保护。装置具有非电量保护。装置具有PT断线检测与闭锁功能。装置具有防区外故障导致CT饱和误动作功能。保护跳闸出口可软件设置，所有继电器出口接点均可选择为跳闸接点或信号接点。

结束语：通过对微机保护装置改造，提高保护装置的可靠性，避免因保护装置故障保护拒动或误动造成事故，实现全系统安全保障。