3.3　微机保护系统

3.3.1　系统概述

微机保护系统是闸站信息化系统的一个重要组成部分，为确保高港枢纽工程的安全可靠运行，主变配置了差动保护、过流保护、零序保护、过负荷保护、瓦斯保护、温度保护，9台主机配置了差动保护、过负荷保护、零序保护、低电压保护，站所变配置了速断保护、过负荷保护。

微机保护系统采用南京南瑞继保电气有限公司RCS－9000CS系列保护装置，它采用先进的技术，精心的设计，使保护和测控既相对独立有相互融合，保护装置工作不受测控和外部通信的影响，确保保护的安全性和可靠性，不仅支持现场所需的保护、监视、控制功能，还支持综合自动化所需的各种高级功能，如故障信息、录波信息功能等，为工程设备的安全、稳定、经济运行提供了坚实的基础。微机保护系统除了能够及时、可靠地切断故障外，还具有的功能为：①保护定值和各种电量参数能够存储；②定值和参数的整定及保护功能的投入和退出均可随时进行，操作方便；③保护装置能显示各种电量、非电量及其他信息，且精度较高；④能够自成单元地独立运行；⑤具有电磁兼容设计和抗干扰能力；⑥能够方便地编程，进行程序式工作；⑦具有通信传输功能等。

3.3.2　系统结构

微机保护系统根据现场情况，采用分层分布式的系统结构。系统分上位机系统层、通信管理层、现场保护测控层三层，具体如系统网络拓扑结构图3.30所示。

（1）上位机系统层。配备1台计算机作为系统后台，供维护技术人员进行数据库、界面、报表等修改维护以及网络监视维护。微机保护系统监控界面如图3.31所示。

（2）通信管理层。系统配置PCS－9882AD工业以太网交换机作为通信管理单元，通过高速RS485接入所有保护测控装置。

（3）现场保护测控层。现场保护测控层包括1台110kV变压器的保护测控装置，2台10kV变压器的保护测控装置和9台电动机保护测控装置，通过现场总线与PCS－9882AD交换机相连，采用高速RS485作为通信现场总线网络，具体配置保护测控装置为：①RCS－9643CS电动机综合保护测控装置9台；②RCS－9671CS变压器差动保护测控装置1台；③RCS－9681CS变压器后备保护测控装置（高压侧）1台；④RCS－9681CS变压器后备保护测控装置（低压侧）1台；⑤RCS－9661CS变压器本体保护测控装置1台；⑥RCS－9621CS接地变／所用变保护测控装置2台。

3.3.3　系统模块的组成

尽管微机保护测控装置型号各异，但组成部分基本相同，主要由以下6部分组成：

（1）模拟量输入系统，也称数据采集系统：主要功能是采集由被保护设备的电流、电压互感器输入的模拟信号，并将此信号经过适当的预处理，然后转换为所需要的数字量。

（2）CPU主系统：该部分包括微处理器（CPU）、只读存储器（EPROM）、随机存储器（RAM）及定时器（TIMER）等。该部分是微机保护硬件的核心部分，主要工作原理是CPU执行存放在EPROM中的程序，对由数据采集系统输入至RAM区的原始数据进行分析处理，以完成各种继电保护功能。故障报告和继电保护定值存放在EEPROM芯片中。

（3）开关量输入／输出系统：由并行口、光电耦合电路及中间继电器组成，完成各种保护的出口跳闸、信号报警及外接点输入等。

（4）人机接口回路：主要包括用于干预装置工作的各种按钮或面板开关、键盘、显示及打印接口等，用于人机对话，如调试、定值调整等。人机接口定时或在保护动作后打印或显示运行情况及保护执行结果。

（5）通信回路：用于相互间的通信及远动。

（6）电源回路：该回路提供整个装置所需的直流稳压电源，包括＋24V、±12V及＋5V等多个电压等级，以保证整个装置的可靠供电。

3.3.4　系统的特点

高港枢纽微机保护系统，除了满足工程所需的选择性、灵敏性、速动性、可靠性的基本要求外，还具有以下特点：

（1）装置强弱电严格分开，同时在软件上也采用相应的抗干扰措施，装置的抗干扰能力大大提高，对外的电磁辐射也满足相关标准。

（2）操作回路配置灵活，可以适应各种操作机构。

（3）保护功能配置齐全、动作快速、性能可靠。

（4）电动机保护除具备常规的保护功能外，还具备更完善的辅助功能：启动时间间隔控制功能、启动报告记录功能（记录电机启动时刻、启动过程的最大电流、最大差流，并可记录启动波形）、低压闭锁启动功能、电机启动连锁逻辑控制功能、大电流闭锁功能等。

（5）具备完善的装置测试功能，方便现场的调试和检测。

（6）完善的时间报告处理功能，可保存最新64次动作报告，最新256次SOE变位记录报告，最新64次用户操作记录报告，最新16次电机启动记录报告，最多8次故障录波报告（每次故障录波时间最长15s）。

（7）保护功能和通信功能分别由独立的CPU来实现，网络的情况不影响保护的正常运行。

（8）友好的人机界面、汉字显示、中文报告显示和打印。