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什么是微機保護裝置

微機保護裝置是由高集成度、總線不出芯片單片機、高精度電流電壓互感器、高絕緣強度出口中間繼電器、高可靠開關(guān)電源模塊等部件組成。微機保護具有高可靠性，高選擇性，高靈敏度。微機保護裝置硬件包括微處理器（單片機）為核心，配以輸入、輸出通道，人機接口和通訊接口等.該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于電力、石化、礦山冶煉、鐵路以及民用建筑等。微機的硬件是通用的，而保護的性能和功能是由軟件決定。

微機保護的運行原理

微機保護裝置的數(shù)字核心一般由CPU、存儲器、定時器/計數(shù)器、Watchdog等組成。目前數(shù)字核心的主流為嵌入式微控制器（MCU），即通常所說的單片機;輸入輸出通道包括模擬量輸入通道（模擬量輸入變換回路（將CT、PT所測量的量轉(zhuǎn)換成更低的適合內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換的電壓量，±2.5V、±5V或±10V）、低通濾波器及采樣、A/D轉(zhuǎn)換）和數(shù)字量輸入輸出通道（人機接口和各種告警信號、跳閘信號及電度脈沖等）。

微機保護的基本組成

傳統(tǒng)的繼電保護裝置是使輸入的電流、電壓信號直接在模擬量之間進行比較和運算處理，使模擬量與裝置中給定的機械量（如彈簧力矩）或電氣量（如門檻電壓）進行比較和運算處理，決定是否跳閘。

計算機系統(tǒng)只能作數(shù)字運算或邏輯運算，因此微機保護的工作過程大致是：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，故障電氣量通過模擬量輸入系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后送入計算機的中央處理器，對故障信息按相應(yīng)的保護算法和程序進行運算，且將運算的結(jié)果隨時與給定的整定值進行比較，判別是否發(fā)生故障。一旦確認(rèn)區(qū)內(nèi)故障發(fā)生，根據(jù)開關(guān)量輸入的當(dāng)前斷路器和跳閘繼電器的狀態(tài)，經(jīng)開關(guān)量輸出系統(tǒng)發(fā)出跳閘信號，并顯示和打印故障信息。

微機保護由硬件和軟件兩部分組成。

微機保護的軟件由初始化模塊、數(shù)據(jù)采集管理模塊、故障檢出模塊、故障計算模塊、自檢模塊等組成。

通常微機保護的硬件電路由六個功能單元構(gòu)成，即數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、微機主系統(tǒng)、開關(guān)量輸入輸出電路、工作電源、通信接口和人機對話系統(tǒng)。

微機保護的意義

目前，微機保護裝置廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，該類裝置能夠合理監(jiān)測電力系統(tǒng)的運行狀況，并實時記錄電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的位置及性質(zhì)，從而為故障的快速處理提供合理的參考信息。本文介紹的AM5系列微機保護裝置，可以針對橫店影視產(chǎn)業(yè)園三期建設(shè)攝影棚配電工程中不同保護對象提供對應(yīng)的保護功能，能大大提高變電站運行的可靠性、安全性、提高供電質(zhì)量，有利于實現(xiàn)變電站綜合自動化，實現(xiàn)無人或少人值班。

浙江橫店影視城有限公司成立于2001年10月24日，是橫店集團成員企業(yè)，公司從事影視旅游經(jīng)營，公司下屬影視拍攝基地、旅游景區(qū)、飯店、旅游營銷、制景裝修等21家子公司，影視旅游從業(yè)人員2000多人。橫店影視城是國家旅游局首批AAAAA級旅游景區(qū)、全球規(guī)模較大的影視拍攝基地、中國的“國家影視產(chǎn)業(yè)實驗區(qū)”。

本項目為橫店影視產(chǎn)業(yè)園三期建設(shè)攝影棚配電工程，本工程地點為東陽市橫店鎮(zhèn)影視大道以西、華夏大道以北，項目主要內(nèi)容為橫店影視產(chǎn)業(yè)園三期15-22#棚的高低壓配電柜及配套的3#、4#開閉所。含兩個開閉所的聯(lián)絡(luò)電纜，從開閉所至各棟樓配電房的電纜、管溝、窨井，及開閉所、配電房的電纜溝、高、低壓柜、變壓器、DTU柜及環(huán)控柜等設(shè)備的采購安裝、調(diào)試并經(jīng)東陽市供電公司驗收合格并送電運行。本工程共有開閉所2個、高低壓配電房6個，主要設(shè)備材料有：室外高低壓電纜及管道敷設(shè)、變壓器、高低壓配電柜、連接母線、配電房接地及附屬設(shè)備。本工程新裝KYN28-12型高壓柜17臺，SCB13-2000KVA變壓器4臺，SCB13-1600KVA變壓器3臺，SCB13-1250KVA變壓器1臺，SCB13-630KVA變壓器2臺，SCB13-630KVA變壓器2臺，SCB13-500KVA變壓器2臺，SCB13-400KVA變壓器2臺，高壓柜20套，GCS型低壓柜18套。高壓柜要求IP30及以上防護，具備"五防"要求，所有柜體須有開關(guān)合閘、分閘指示，并安裝相關(guān)指示燈，進線柜后門打開后不能合進線開關(guān)。

產(chǎn)品需求

本次針對浙江橫店影視城有限公司橫店影視產(chǎn)業(yè)園三期建設(shè)攝影棚配電工程中3#和4#開閉所中的進、出線柜配置AM5-F線路保護裝置，后期將對分配電室配置AM5-T變壓器保護裝置，主要通過以下保護功能實現(xiàn)對高壓柜的設(shè)備運行情況實時監(jiān)視和保護：

產(chǎn)品方案

本工程共有2個10kV開閉所，4個高壓配電室，采用32面高壓開關(guān)柜，10kV開閉所和高壓配電室均兩段母線，均采用單母線系統(tǒng)，整個配電室共設(shè)32臺AM5-F線路保護裝置，上圖方案如下：

圖1 電氣主接線圖

圖2 高壓柜1上圖

圖3 高壓柜2上圖

圖4 高壓柜3上圖

圖5 高壓柜4上圖

現(xiàn)場安裝圖片

本項目AM5-F線路保護裝置就地分散安裝在各個高壓開關(guān)柜上，現(xiàn)場安裝如下圖所示，該項目已于2022年送電使用，運行正常。

圖3 AM5-F線路保護裝置在橫店影視產(chǎn)業(yè)園三期配電工程現(xiàn)場安裝圖片

結(jié)語

在10kV電力系統(tǒng)中采用微機保護裝置是電網(wǎng)智能化發(fā)展的必然趨勢，盡管微機保護的價格比傳統(tǒng)繼電器高出了許多，但它能大大提高變電站運行的可靠性、安全性、提高供電質(zhì)量，有利于實現(xiàn)變電站綜合自動化，實現(xiàn)無人或少人值班，以另一種方式大大節(jié)約了成本。本文介紹的橫店影視產(chǎn)業(yè)園三期建設(shè)攝影棚配電工程通過對各個保護對象裝設(shè)對應(yīng)的保護裝置，不但使整個配電工程實現(xiàn)了綜合自動化，還合理地降低了工作人員的勞動強度，提高了設(shè)備運行的可靠性。