1 前言

海峽之聲高山廣播發射臺 10kV高壓電源系統由兩路外電供電，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的電磁式繼電器組合，存在元器件眾多、線路復雜、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計的保護及自動化產品，整機基于小型化設計理念，集保護、控制、通訊等多種功能于一體，配置靈活，與計算機互聯可以組成綜合自動化系統，是構成智能開關柜的理想元件，既可用于新建工程，也可用于老系統改造。

2.1 裝置特點

（1）采用 32 位處理器，數據處理、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計，采用中文圖形液晶顯示，人機界面友好，整定設置簡單方便。

（3）配有 RS485 通信及以太網接口，方便組網構成自動化系統。

（4）可保存不少于 80 個*近發生的運行信息和故障信息記錄，為運行優化和事故分析提供充分的數據信息。

（5）連接端子采用標準的可拔插件，易于現場安裝和維護。

2.2 硬件結構組成

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二次側電流 / 電壓轉換為數據采集系統可以處理的信號，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、開關量輸入輸出系統、實時時鐘系統和通訊系統。

（3）MMI 模 塊。采用內部通訊方式與CPU 模 塊 進 行 數 據交換，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 輸入轉換為裝置工作所需的 5V和 24V 直流電壓，5V供給 CPU 系統，24V用于驅動繼電器。

（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 型裝置的應用

此次改造，拆除原高壓柜內所有繼電器，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備電自投功能。

3.1 采用 PMF700L-A 用于高壓系統繼電保護

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。

系統工作時，一次母線中的電流經過電流互感器 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，將故障線路從系統中切除出來，同時發出故障指示信號。

3.2 采 用 PMF700T-A 用 于高壓系統備電自投

PMF700T-A 裝 置 既 可 實 現 4種母聯備自投方式，又可實現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。本次改造根據實際運行需要，應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。當進線一、進線二均有三相電壓，經 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，經裝置預先設置的延時時間跳開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，經裝置預先設置的另一延時時間合上進線二的 2DL，使備用電源投入運行。當發出 1DL 斷指令 3s 后1DL 仍沒有斷開，或者發出 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 現場調試

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進行調試。

（1）系統連線正確性檢查。依據系統安裝接線圖，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，確認接線正確無誤。

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

（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的模擬量，查看裝置屏幕顯示的數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的電流、電壓整定值，觀察裝置是否發出保護動作信號，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）調試完畢，裝置投入運行。

3.4 發現的問題及處理

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、線路負載小于 100kVA調試時，發現主用進線二次側電流小于 0.2A，備電自投裝置不能充電為備電自投做準備，說明進線二次側電流大于或等于 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）嚴禁帶紫外線設備進入配電房，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）禁止在帶電狀態下拔出和插入節接插件。

（3）在運行狀態下，需要斷開裝置電流線、電壓線時，應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 應用效果

高壓柜進行微機綜保和備電自投改造經過數月運行后，設備安全穩定、操作方便、運行可靠、動作準確，能按照預設整定值及時、有效地對設備進行保護，沒有出現誤動和拒動情況。能通過運行信息和故障信息記錄查找保護動作原因，方便排除設備故障，減少維護工作量。隨著電力技術的迅速發展，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，它是電力系統保護的發展方向，必將得到廣泛應用。