1 前言

海峽之聲高山廣播發(fā)射臺(tái) 10kV高壓電源系統(tǒng)由兩路外電供電，一路主用電，一路備用電，具有備電自動(dòng)投入功能。兩路外電原繼電保護(hù)和備電自投裝置采用傳統(tǒng)的電磁式繼電器組合，存在元器件眾多、線路復(fù)雜、動(dòng)作速度慢、靈敏度低和可靠性差等缺點(diǎn)，不能很好地滿足安全供電的要求。為了保證設(shè)備安全運(yùn)行，提高供電可靠性，決定選用 PMF700 型微機(jī)元件對(duì)原裝置進(jìn)行改造。

2 PMF700 型微機(jī)元件簡(jiǎn)介PMF700 型微機(jī)元件是專為中低壓變電站設(shè)計(jì)的保護(hù)及自動(dòng)化產(chǎn)品，整機(jī)基于小型化設(shè)計(jì)理念，集保護(hù)、控制、通訊等多種功能于一體，配置靈活，與計(jì)算機(jī)互聯(lián)可以組成綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，是構(gòu)成智能開(kāi)關(guān)柜的理想元件，既可用于新建工程，也可用于老系統(tǒng)改造。

2.1 裝置特點(diǎn)

（1）采用 32 位處理器，數(shù)據(jù)處理、邏輯運(yùn)算和信息存儲(chǔ)能力強(qiáng)，運(yùn)行速度快，可靠性高。

（2）按照智能繼電器思想設(shè)計(jì)，采用中文圖形液晶顯示，人機(jī)界面友好，整定設(shè)置簡(jiǎn)單方便。

（3）配有 RS485 通信及以太網(wǎng)接口，方便組網(wǎng)構(gòu)成自動(dòng)化系統(tǒng)。

（4）可保存不少于 80 個(gè)*近發(fā)生的運(yùn)行信息和故障信息記錄，為運(yùn)行優(yōu)化和事故分析提供充分的數(shù)據(jù)信息。

（5）連接端子采用標(biāo)準(zhǔn)的可拔插件，易于現(xiàn)場(chǎng)安裝和維護(hù)。

2.2 硬件結(jié)構(gòu)組成

硬 件 裝 置 主 要 包 括 交 流 模 塊、CPU 模塊、MMI 模塊、電源及出口模塊等，如圖 1 所示。

（1） 交 流 模 塊。包 含 4~8 個(gè) 電 流 / 電壓變換器，將 CT/PT二次側(cè)電流 / 電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以處理的信號(hào)，并起到電氣隔離作用。

（2）CPU 模 塊。是核心模塊，包括中央處理單元、模擬量采集系統(tǒng)、開(kāi)關(guān)量輸入輸出系統(tǒng)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)。

（3）MMI 模 塊。采用內(nèi)部通訊方式與CPU 模 塊 進(jìn) 行 數(shù) 據(jù)交換，提供對(duì)裝置的本地操作接口，包括LCD 顯示屏、LED 指示燈、操作按鍵等。

（4） 電 源 模 塊。將 AC220V 輸入轉(zhuǎn)換為裝置工作所需的 5V和 24V 直流電壓，5V供給 CPU 系統(tǒng)，24V用于驅(qū)動(dòng)繼電器。

（5） 出 口 模 塊。提供保護(hù)出口、信號(hào)、告警等輸出功能，并起到電氣隔離作用。

3 PMF700 型裝置的應(yīng)用

此次改造，拆除原高壓柜內(nèi)所有繼電器，采用 PMF700L-A 配電線路測(cè)控儀代替繼電器組合實(shí)現(xiàn)電流速斷和過(guò)電流延時(shí)保護(hù)功能，采用PMF700T-A 備用電源自投裝置代替繼電器組合實(shí)現(xiàn)備電自投功能。

3.1 采用 PMF700L-A 用于高壓系統(tǒng)繼電保護(hù)

PMF700L-A 裝 置 主 要 有 三 段定時(shí)限過(guò)流保護(hù)、定時(shí)限零序過(guò)流保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、反時(shí)限過(guò)流保護(hù)、三相一次重合閘、低電壓保護(hù)、TV斷線檢測(cè)和控制回路斷線檢測(cè)等功能。此次改造利用了其三段定時(shí)限過(guò)流保護(hù)功能，各段電流及時(shí)間定值均可獨(dú)立整定，通過(guò)分別設(shè)置保護(hù)壓板控制各段保護(hù)投退。電氣原理圖如圖 2 所示。

系統(tǒng)工作時(shí)，一次母線中的電流經(jīng)過(guò)電流互感器 TA 變換后，輸入到微機(jī)保護(hù)裝置 PMFL 的電流輸入采樣端，當(dāng)三相電流中任一相電流大于任一段過(guò)流保護(hù)的定值 IDZ，并達(dá)到整定延時(shí) T 后，裝置保護(hù)出口動(dòng)作，接通高壓斷路器跳閘線圈，高壓斷路器分閘，將故障線路從系統(tǒng)中切除出來(lái)，同時(shí)發(fā)出故障指示信號(hào)。

3.2 采 用 PMF700T-A 用 于高壓系統(tǒng)備電自投

PMF700T-A 裝 置 既 可 實(shí) 現(xiàn) 4種母聯(lián)備自投方式，又可實(shí)現(xiàn)兩種線路備自投方式，且線路備自投提供一主一備和互為備用兩種方式。本次改造根據(jù)實(shí)際運(yùn)行需要，應(yīng)用了一主一備線路備自投功能，進(jìn)線一為運(yùn)行，斷路器 1DL 在合位 ；進(jìn)線二為備用，斷路器 2DL 在分位。如圖 3 所示。當(dāng)進(jìn)線一、進(jìn)線二均有三相電壓，經(jīng) 15s 延時(shí)后，進(jìn)線二完成自投充電。充電完成后，進(jìn)線一因故障或其它原因，經(jīng)裝置預(yù)先設(shè)置的延時(shí)時(shí)間跳開(kāi)1DL（即在進(jìn)線一無(wú)電壓無(wú)電流、進(jìn)線二有電壓情況下跳開(kāi) 1DL）。1DL跳開(kāi)后，經(jīng)裝置預(yù)先設(shè)置的另一延時(shí)時(shí)間合上進(jìn)線二的 2DL，使備用電源投入運(yùn)行。當(dāng)發(fā)出 1DL 斷指令 3s 后1DL 仍沒(méi)有斷開(kāi)，或者發(fā)出 2DL 合指令 3s 后 2DL 仍沒(méi)合上，裝置顯示“進(jìn)線二自投失敗”；如果 1DL 斷開(kāi)2DL 合上，則裝置顯示“進(jìn)線二自投成功”。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試

裝置改造后（如圖 4 所示），利用 一 臺(tái) 容 量 5kVA、 可 提 供 交 流0 ～ 100A 和 0~250V 輸出的繼電保護(hù)測(cè)試儀對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。

（1）系統(tǒng)連線正確性檢查。依據(jù)系統(tǒng)安裝接線圖，逐一檢查裝置的電源回路、電流回路、電壓回路和斷路器的合閘控制回路、分閘控 制 回 路 接 線 情 況，確認(rèn)接線正確無(wú)誤。

（2）輸入整定值并設(shè)置相應(yīng)壓板。通過(guò)人機(jī)界面輸入各保護(hù)整定值，并投、退相應(yīng)的保護(hù)軟壓板。

（3）檢查裝置測(cè)量正確性。通過(guò)測(cè)試儀向裝置模擬量輸入端子輸入相應(yīng)的模擬量，查看裝置屏幕顯示的數(shù)值與測(cè)試儀輸入量是否一致。

（4） 檢 查 裝 置動(dòng)作正確性。通過(guò)測(cè)試儀向裝置輸入相應(yīng)的電流、電壓整定值，觀察裝置是否發(fā)出保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，用以檢查裝置是否能在整定值處可靠地動(dòng)作。

（5）整組試驗(yàn)。通過(guò)測(cè)試儀向一次回路輸入與保護(hù)動(dòng)作定值相對(duì)應(yīng)的一次電流，檢查該供電單元電流互感器與保護(hù)裝置之間的二次接線是否正確。

（6）調(diào)試完畢，裝置投入運(yùn)行。

3.4 發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及處理

PMF700T-A 備電自投裝置出廠時(shí)，必須同時(shí)滿足三個(gè)條件才能充電 ：一是主用進(jìn)線、備用進(jìn)線均三相，且均有電壓 ；二是主用進(jìn)線斷路器在合位，備用進(jìn)線斷路器在分位 ；三是主用進(jìn)線二次側(cè)電流大于或等于 0.2A。在高壓進(jìn)線電流互感器變比為 150/5、線路負(fù)載小于 100kVA調(diào)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)主用進(jìn)線二次側(cè)電流小于 0.2A，備電自投裝置不能充電為備電自投做準(zhǔn)備，說(shuō)明進(jìn)線二次側(cè)電流大于或等于 0.2A 的充電條件不合理。反饋給廠家后，廠家對(duì)該裝置充

電條件進(jìn)行了修改，重新對(duì) CPU 編程，去掉了主用進(jìn)線二次側(cè)電流大于或等于 0.2A 的充電條件，提高了供電可靠性。

3.5 裝置在運(yùn)行中的注意事項(xiàng)

（1）嚴(yán)禁帶紫外線設(shè)備進(jìn)入配電房，防止紫外線擦除微機(jī)保護(hù)芯片程序，或者造成保護(hù)程序出錯(cuò)。

（2）禁止在帶電狀態(tài)下拔出和插入節(jié)接插件。

（3）在運(yùn)行狀態(tài)下，需要斷開(kāi)裝置電流線、電壓線時(shí)，應(yīng)保證電流互感器二次線不開(kāi)路，電壓互感器二次線不短路。

4 應(yīng)用效果

高壓柜進(jìn)行微機(jī)綜保和備電自投改造經(jīng)過(guò)數(shù)月運(yùn)行后，設(shè)備安全穩(wěn)定、操作方便、運(yùn)行可靠、動(dòng)作準(zhǔn)確，能按照預(yù)設(shè)整定值及時(shí)、有效地對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，沒(méi)有出現(xiàn)誤動(dòng)和拒動(dòng)情況。能通過(guò)運(yùn)行信息和故障信息記錄查找保護(hù)動(dòng)作原因，方便排除設(shè)備故障，減少維護(hù)工作量。隨著電力技術(shù)的迅速發(fā)展，微機(jī)保護(hù)和自動(dòng)化裝置以其高度的靈敏性、速動(dòng)性和維護(hù)管理的方便性，正在取代大量的電磁式繼電保護(hù)裝置，它是電力系統(tǒng)保護(hù)的發(fā)展方向，必將得到廣泛應(yīng)用。