发布于：2007/3/27 8:58:04 | 1757 次阅读
摘要 论述了目前电气化铁道计算机继电保护系统在运行中如何利用计算机对其外部二次线路进行监控的问题，能提高计算机继电保护智能化的程度。
关键词 继电保护 智能化 计算机
分类号 U224.4 TM922.4
Intellectualization of Computer Protection
Huang DonghongAbstract The computer protection system in the electrified railway can use computers to supervise and control its external secondary wiring, which improves the intelligence of computer protection.
Keywords protection; intellectualization; computer
1 电气化铁道计算机继电保护系统概述
图1是典型的计算机继电保护系统的硬件结构，与传统的继电保护系统相比，计算机继电保护系统具有无可比拟的优越性。
图1 计算机继电保护硬件系统结构图
(1) 保护特性可以根据具体的保护对象用软件任意变更，能限度地提高继电保护的选择性。
(2) 计算机继电保护的双机并行运行，其高可靠性使其它继电保护方式望尘莫及。
(3) 利用计算机强大的自检功能，可以及时发现并纠正自身存在的各种问题。
(4) 通过人机对话，可自动调整故障测距的算法，逐步提高故障测距，具备一定的智能化。
(5) 馈线保护的四边型特性可以根据负荷轻重也即三次、二次谐波含量的大小对负荷边自动进行调整，具备有初步智能化的特点。
2 目前计算机继电保护系统的局限性
尽管计算机继电保护系统用于电气化铁道具有上述优越性，但和传统继电保护系统一样，对继电保护系统外部二次接线发生故障导致的继电保护拒动、误动事件还时有发生。
(1) 1997年10月3日湘黔线某牵引变电所馈线微机保护装置在端子排上YMa断线，导致微机保护装置阻抗保护误动作达5次，电力机车在区间无法正常运行。
(2) 1997年10月25日湘黔线某牵引变电所馈线微机保护因二次检测车接口施工时，电流回路A411与A412接反，使微机保护装置电流回路极性接反，致使微机保护装置阻抗保护拒动，造成牵引变电所越级跳闸。
(3) 1997年10月30日湘黔线某牵引变电所因电流回路A412开路，致使馈线微机保护装置电流、阻抗保护拒动，造成牵引变电所越级跳闸。
(4) 1998年8月17日襄渝线某牵引变电所因B411电流回路端子排烧断而开路，致使ZKH?2A成套保护装置拒动，造成牵引变电所越级跳闸。
(5) 1998年8月18日襄渝线某牵引变电所1#B保护回路因YMa在保护盘上断线，造成1#B低电压过电流保护误动作4次，使变电所的正常供电受到影响。
上述事例充分说明，目前的继电保护系统(包括微型计算机继电保护系统)，对其系统外部接线存在的问题还没有一种特别有效的检测和监控手段，而这正是下面要论述的问题。
3 计算机继电保护的智能化
目前电气化铁道馈线微机继电保护的智能化仅限于计算机硬件系统的自检，直流控制回路断线检测报警，保护四边型特性负荷边的自动调整，通过人机对话自动调整故障测距的算法以提高故障测距的等初步智能。
要提高计算机继电保护智能化的程度，必须使计算机继电保护系统还能够检测出其外部线路存在的下列问题：电压互感器TV或TV回路断线；电流互感器TA回路断线；TV或TA回路极性接反。
笔者认为，对于目前的馈线微机继电保护系统，通过适当增加外部设备和对软件进行优化完善，对上述问题可以实现其检测和报警功能。
3.1 TV或TV回路断线检测报警
对于TV回路断线检测报警，实现起来比较简单，只须在软件中增加图2所示判断即可。图中，Uj为保护装置测量的电压；Ujq为保护装置的工作电压；Δt为动作延时。
图2 检测TV回路断线
对于TV断线则须将Uj<Umin和not(ΔI)作为其检测和报警之条件，如图3所示。图中，Umin为母线工作电压，ΔI为电流增量保护动作条件。
图3 检测TV断线
3.2 TA回路断线
目前的继电保护系统无一例外只从TA的二次保护线圈中取得测量电流，无法对TA回路断线作出实时和准确的判断，要实现其对TA回路断线的检测和报警功能，必须使其继电保护系统从TA的二次保护线圈中取得电流的同时，还得从TA的二次测量线圈中取得电流，如图1的虚线框中所示。在软件中通过对两电流值的比较来完成其检测和报警之功能，其判断如图4所示。图中，Ijb为保护装置测量的TA保护回路中的电流；Ijc为保护装置测量的TA测量回路中的电流；Ijq为保护装置工作电流；TAb为TA保护回路；TAc为TA测量回路。
图4 TAb，TAc断线判断
3.3 TV，TA回路极性接反
TV，TA极性接反的检测有两种方法：一是功率因数法；二是电阻电抗法。判断方法如图5所示。图中，cos为供电系统的功率因数；Rj为保护装置测量的电阻；Xj为保护装置测量的电抗。
图5 TV，TA极性接反的判断
上述图2～图5中的功能完全可以在馈线微机保护装置的软件中实现，从而增强计算机继电保护的智能化功能。
4 结束语
电流、电压及其相位关系是继电保护判断供电系统是否正常的重要参数，如果继电保护系统的电流、电压回路出现上述问题之一，将使继电保护发生拒动或误动故障，危及供电系统的安全运行。因此对继电保护系统的电流、电压回路进行检测和报警具有重要意义，相信今后由各设计运行部门对生产厂家提出本文中的技术条件，具有智能化的计算机继电保护系统一定能够在电气化铁道上运行。
作者简介：
黄东红(1962-)，男，工程师，现从事牵引供电能力、牵引供电可靠性的研究工作。
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