3.3　微機保護系統

3.3.1　系統概述

微機保護系統是閘站信息化系統的一個重要組成部分，為確保高港樞紐工程的安全可靠運行，主變配置了差動保護、過流保護、零序保護、過負荷保護、瓦斯保護、溫度保護，9臺主機配置了差動保護、過負荷保護、零序保護、低電壓保護，站所變配置了速斷保護、過負荷保護。

微機保護系統采用南京南瑞繼保電氣有限公司RCS－9000CS系列保護裝置，它采用先進的技術，精心的設計，使保護和測控既相對獨立有相互融合，保護裝置工作不受測控和外部通信的影響，確保保護的安全性和可靠性，不僅支持現場所需的保護、監視、控制功能，還支持綜合自動化所需的各種高級功能，如故障信息、錄波信息功能等，為工程設備的安全、穩定、經濟運行提供了堅實的基礎。微機保護系統除了能夠及時、可靠地切斷故障外，還具有的功能為：①保護定值和各種電量參數能夠存儲；②定值和參數的整定及保護功能的投入和退出均可隨時進行，操作方便；③保護裝置能顯示各種電量、非電量及其他信息，且精度較高；④能夠自成單元地獨立運行；⑤具有電磁兼容設計和抗干擾能力；⑥能夠方便地編程，進行程序式工作；⑦具有通信傳輸功能等。

3.3.2　系統結構

微機保護系統根據現場情況，采用分層分布式的系統結構。系統分上位機系統層、通信管理層、現場保護測控層三層，具體如系統網絡拓撲結構圖3.30所示。

（1）上位機系統層。配備1臺計算機作為系統后臺，供維護技術人員進行數據庫、界面、報表等修改維護以及網絡監視維護。微機保護系統監控界面如圖3.31所示。

（2）通信管理層。系統配置PCS－9882AD工業以太網交換機作為通信管理單元，通過高速RS485接入所有保護測控裝置。

（3）現場保護測控層。現場保護測控層包括1臺110kV變壓器的保護測控裝置，2臺10kV變壓器的保護測控裝置和9臺電動機保護測控裝置，通過現場總線與PCS－9882AD交換機相連，采用高速RS485作為通信現場總線網絡，具體配置保護測控裝置為：①RCS－9643CS電動機綜合保護測控裝置9臺；②RCS－9671CS變壓器差動保護測控裝置1臺；③RCS－9681CS變壓器后備保護測控裝置（高壓側）1臺；④RCS－9681CS變壓器后備保護測控裝置（低壓側）1臺；⑤RCS－9661CS變壓器本體保護測控裝置1臺；⑥RCS－9621CS接地變／所用變保護測控裝置2臺。

3.3.3　系統模塊的組成

盡管微機保護測控裝置型號各異，但組成部分基本相同，主要由以下6部分組成：

（1）模擬量輸入系統，也稱數據采集系統：主要功能是采集由被保護設備的電流、電壓互感器輸入的模擬信號，并將此信號經過適當的預處理，然后轉換為所需要的數字量。

（2）CPU主系統：該部分包括微處理器（CPU）、只讀存儲器（EPROM）、隨機存儲器（RAM）及定時器（TIMER）等。該部分是微機保護硬件的核心部分，主要工作原理是CPU執行存放在EPROM中的程序，對由數據采集系統輸入至RAM區的原始數據進行分析處理，以完成各種繼電保護功能。故障報告和繼電保護定值存放在EEPROM芯片中。

（3）開關量輸入／輸出系統：由并行口、光電耦合電路及中間繼電器組成，完成各種保護的出口跳閘、信號報警及外接點輸入等。

（4）人機接口回路：主要包括用于干預裝置工作的各種按鈕或面板開關、鍵盤、顯示及打印接口等，用于人機對話，如調試、定值調整等。人機接口定時或在保護動作后打印或顯示運行情況及保護執行結果。

（5）通信回路：用于相互間的通信及遠動。

（6）電源回路：該回路提供整個裝置所需的直流穩壓電源，包括＋24V、±12V及＋5V等多個電壓等級，以保證整個裝置的可靠供電。

3.3.4　系統的特點

高港樞紐微機保護系統，除了滿足工程所需的選擇性、靈敏性、速動性、可靠性的基本要求外，還具有以下特點：

（1）裝置強弱電嚴格分開，同時在軟件上也采用相應的抗干擾措施，裝置的抗干擾能力大大提高，對外的電磁輻射也滿足相關標準。

（2）操作回路配置靈活，可以適應各種操作機構。

（3）保護功能配置齊全、動作快速、性能可靠。

（4）電動機保護除具備常規的保護功能外，還具備更完善的輔助功能：啟動時間間隔控制功能、啟動報告記錄功能（記錄電機啟動時刻、啟動過程的最大電流、最大差流，并可記錄啟動波形）、低壓閉鎖啟動功能、電機啟動連鎖邏輯控制功能、大電流閉鎖功能等。

（5）具備完善的裝置測試功能，方便現場的調試和檢測。

（6）完善的時間報告處理功能，可保存最新64次動作報告，最新256次SOE變位記錄報告，最新64次用戶操作記錄報告，最新16次電機啟動記錄報告，最多8次故障錄波報告（每次故障錄波時間最長15s）。

（7）保護功能和通信功能分別由獨立的CPU來實現，網絡的情況不影響保護的正常運行。

（8）友好的人機界面、漢字顯示、中文報告顯示和打印。