1 前言

海峽之聲高山廣播發(fā)射臺 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，具有備電自動投入功能。兩路外電原繼電保護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、動作速度慢、靈敏度低和可靠性差等缺點，不能很好地滿足安全供電的要求。為了保證設(shè)備安全運行，提高供電可靠性，決定選用 PMF700 型微機元件對原裝置進行改造。

2 PMF700 型微機元件簡介PMF700 型微機元件是專為中低壓變電站設(shè)計的保護及自動化產(chǎn)品，整機基于小型化設(shè)計理念，集保護、控制、通訊等多種功能于一體，配置靈活，與計算機互聯(lián)可以組成綜合自動化系統(tǒng)，是構(gòu)成智能開關(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

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

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

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

（4）可保存不少于 80 個*近發(fā)生的運行信息和故障信息記錄，為運行優(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)場安裝和維護。

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 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，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)、開關(guān)量輸入輸出系統(tǒng)、實時時鐘系統(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 行 數(shù) 據(jù)交換，提供對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)動繼電器。

（5） 出 口 模 塊。提供保護出口、信號、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 配電線路測控儀代替繼電器組合實現(xiàn)電流速斷和過電流延時保護功能，采用PMF700T-A 備用電源自投裝置代替繼電器組合實現(xiàn)備電自投功能。

3.1 采用 PMF700L-A 用于高壓系統(tǒng)繼電保護

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

系統(tǒng)工作時，一次母線中的電流經(jīng)過電流互感器 TA 變換后，輸入到微機保護裝置 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流保護的定值 IDZ，并達到整定延時 T 后，裝置保護出口動作，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，同時發(fā)出故障指示信號。

3.2 采 用 PMF700T-A 用 于高壓系統(tǒng)備電自投

PMF700T-A 裝 置 既 可 實 現(xiàn) 4種母聯(lián)備自投方式，又可實現(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)實際運行需要，應(yīng)用了一主一備線路備自投功能，進線一為運行，斷路器 1DL 在合位 ；進線二為備用，斷路器 2DL 在分位。如圖 3 所示。當(dāng)進線一、進線二均有三相電壓，經(jīng) 15s 延時后，進線二完成自投充電。充電完成后，進線一因故障或其它原因，經(jīng)裝置預(yù)先設(shè)置的延時時間跳開1DL（即在進線一無電壓無電流、進線二有電壓情況下跳開 1DL）。1DL跳開后，經(jīng)裝置預(yù)先設(shè)置的另一延時時間合上進線二的 2DL，使備用電源投入運行。當(dāng)發(fā)出 1DL 斷指令 3s 后1DL 仍沒有斷開，或者發(fā)出 2DL 合指令 3s 后 2DL 仍沒合上，裝置顯示“進線二自投失敗”；如果 1DL 斷開2DL 合上，則裝置顯示“進線二自投成功”。

3.3 現(xiàn)場調(diào)試

裝置改造后（如圖 4 所示），利用 一 臺 容 量 5kVA、 可 提 供 交 流0 ～ 100A 和 0~250V 輸出的繼電保護測試儀對系統(tǒng)進行調(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)接線正確無誤。

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

（3）檢查裝置測量正確性。通過測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)值與測試儀輸入量是否一致。

（4） 檢 查 裝 置動作正確性。通過測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)出保護動作信號，用以檢查裝置是否能在整定值處可靠地動作。

（5）整組試驗。通過測試儀向一次回路輸入與保護動作定值相對應(yīng)的一次電流，檢查該供電單元電流互感器與保護裝置之間的二次接線是否正確。

（6）調(diào)試完畢，裝置投入運行。

3.4 發(fā)現(xiàn)的問題及處理

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

電條件進行了修改，重新對 CPU 編程，去掉了主用進線二次側(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 裝置在運行中的注意事項

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

（2）禁止在帶電狀態(tài)下拔出和插入節(jié)接插件。

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

4 應(yīng)用效果

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