[关键词]微型燃气；发电技术；应用前景
中图分类号：TE43文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）47-0276-01
1微型燃气轮机的发展
20世纪60年代美国国家航空与宇航管理局在涡轮增压器的基础上发展了1种微型燃气轮机发电装置，随后在70年代开展了微型燃气轮机作为辅机电站在航天飞机上应用的研究。之后的50年间，微型燃气轮机发电技术得到了迅速的发展，除用于军用车辆的辅机电站外，带有回热器的高效微型燃气轮机被用于分散式发电、热电冷联供、车辆混合动力装置等领域。目前，燃气轮机和燃料电池联合循环系统是研究的热点，据最新报道，美国能源部和西屋电器公司成功建造了1个250kW固体氧化物燃料电池与燃气轮机联合循环示范电站，其中燃料电池发电200kW，燃气轮机发电50kW。
随着技术的发展，微型燃气轮机的结构发生了很大变化。高速永磁发电机的出现使发电机与压气机间的连接采用空气轴承代替滚动轴承，不再需要减速机构，这使整个机组的重量和尺寸大大减小，成本降低很多；为提高机组的热效率，普遍采用高效紧凑型回热器；为克服涡轮入口温度的提高受涡轮材料的限制这一矛盾，世界上一些著名的研究机构相继开展了采用陶瓷作为燃烧室、涡轮、回热器等热端部件的材料的研究。1995年在美国动力年会上，AlliedSignal、Capstone与Elliott公司率先展示了25～70kW微型燃气轮机样机，其后每年均有样机推出。2001年2月Capstone宣布该公司生产的用于混合动力汽车的微型燃气轮机刚刚获得CARB颁发的国际第1个证书。据报道，其30kW微型燃气轮机燃天然气时的排放仅为新一轮重型汽车最低排放标准的80%。美国专家预测微型燃气轮机的潜在市场将达每年80～100亿美元。
我国在微型燃气轮机发电方面虽做了大量的研究工作，但与国外相比还有很大差距。北京理工大学等单位研制了1种单轴微型燃气轮机发电机组。目前，国家对发展我国的微型燃气轮机给予了相当重视，科技部已多次研讨论证，并决定进行我国的微型燃气轮机研制攻关，迄今为止已经研制出基本达到国外先进水平的微型燃气轮机。
2微型燃气轮机发电机组的技术特点
微型燃气轮机发电机组具有4项主要特征：①采用了简单的径向设计原理以及单级径向压缩机、低排放环型燃烧器、单级径向透平，压比为4：1，采用空气轴承。恒温运行排除了使用高成本的尖端材料，维修成本低，振动更小，排放更低，结构紧凑。②将高速交流发电机装进燃气轮机机械装置中，2机同轴，组成1个紧凑的高转速的透平交流发电机。装置不需要减速箱，交流发电机又可用作启动电动机，从而进一步减小了机组的体积。③由于采用效率可达90%的高效回流换热器先预热燃烧室所用空气，减少燃料消耗，故可使燃气轮机的效率由18%提高到30%。④由微型处理机控制的功率逆变控制器可进行输出频率转换，也可调解成其它输出频率，它把高速交流发电机输出的频率为1～3kHz的电力转换成50～60Hz的电力。功率逆变控制器可根据负荷的变化调节转速，也可根据外部电网负荷变化运行，还可作为独立系统运行，包括远程管理、控制和监测。
目前国际市场微型燃气轮机产品的主要性能指标有：带有回热、变频、高速电机等设施；微型燃气轮机的效率达25%～29%（研制目标为40%）；冷热电能量利用率达70%～90%；污染物NOx排放≤9×10-6；功率为25～100kW。
美国国家能源部制定的2000～2006年度财政计划项目“先进微型燃气轮机系统”，共投资1.63亿美元，研制功率为25～1000kW带有回热的微型燃气轮机，并提出更高的性能指标要求：效率：燃料―电力转换效率至少达到40%；环境：燃用天然气时，在实际工作范围内NOx排放
3微型燃气轮机发电机组与其他发电机组的比较
微型燃气轮机发电机组可以用作常规机组或紧急备用机组，与柴油机发电机组比较的主要技术特点：①寿命特长。可达45000h，而同功率等级柴油机仅为4000h，不足燃气轮机的1/10。②移动性好。1台30kW微型燃气轮机发电机组的重量小于1台3kW的柴油发电机组。③高可靠性。仅有1个运动部件，故障率被降到最低；内置式保护与诊断监控系统，提供了预先排除故障的手段，在线维护简单；采用空气轴承和空气冷却，无需更换机油和冷却介质，发电机组的首次维修时间在8000h以后，维修费用低。④噪声小，排气温度低，红外辐射小。⑤具有整体集成特征，能使2～10台机组组成系统运行。⑥燃料可变性。能够采用多种液体、气体燃料（如天然气、丙烷、生物质燃料、煤油、柴油等），可使用含硫比例高达7%的酸性气体。⑦遥控与通信。通过显示板或Modem连接进行控制操作，系统具有通信、控制作用。⑧保护。具有一系列的自动超限保护和停机保护，所以特别适用于移动电源、城市电站和汽车动力。⑨超低排放。远远低于柴油机，有利于环境保护。
与电站相比，微型燃气轮机具有以下优势：①没有或很低输配电损耗；②可避免或延缓增加输配电成本；③利用燃机产生的热烟气进行高效率的热电联产；④适合多种热电比的变化，使系统根据热或电的需求进行调节，从而增加年设备利用率；⑤用户可自行控制；⑥可进行遥控和监测区域电力质量和性能；⑦非常适合对乡村和发展中区域提供电力；⑧在成本增加很小的情况下可增加装机容量；⑨土建和安装成本低；⑩大大减轻环保压力。
4我国微型燃气轮机的发展前景
关键词：变电站微机五防解决方案
1、引言：
《电业安全工作规程》规定：“为防止误操作，高压电气设备都应加装防误操作的闭锁装置”。现在，防误装置已成为防止误操作、确保变电站的安全运行和保证电气设备、人身安全的有效而可行的手段。以前的防误装置经历了机械闭锁和电气闭锁两个阶段，近年来，随着微机防误技术的应用和发展，微机五防广泛运用于新建变电站，同时，许多旧的变电站也在进行微机五防系统的加装或改造。
平煤集团电务厂承担着平煤集团所属国有煤矿供电任务，供电可靠率要求高，责任重大。近几年，电务厂在引进先进设备、技术，以确保安全供电方面不断探索，取得了可喜的成绩。与北京许继合作，采用新型的WFW-Ⅱ型微机误防闭锁装置，该装置可根据现场实际情况，编写相应的“五防”规则，可以实现完整的“五防“功能，并有效解决了“空程序（走空程）”而导致误操作的问题。这一装置在集团公司枢纽站－谢庄变电站应用，运行情况良好，具有巨大的推广应用价值
2、装置组成及原理
2.1、装置组成：
WFW-Ⅱ型微机误防闭锁装置是由PC管理机，马赛克模拟屏，工控主机，电脑钥匙，通讯充电座，及各种锁具构成，其结构原理如图1所示。
PC管理机：可进行智能微机开票，管理操作票，对系统进行调试、设置，实现与工控主机的联系通信等功能。
马赛克模拟屏：屏上开关量均为开关结点，由主机监测开关量状态，开关用“+”字灯表示；临时接地用插头；刀闸和地刀用旋扭式开关表示。主机装在屏体上，马赛克屏上可配置安全日、时间显示器等设备。
工控主机：采用WFW-II型主机，是智能模拟屏核心。主机可采集模拟屏上开关量状态，并对操作人员在模拟屏上的演练进行五防逻辑判断，禁止违反五防操作票的形成。正确的操作票经红外通讯传给电脑钥匙，主机通过电脑钥匙回传信息，监督操作票执行情况，并刷新开关量状态。WFW-II型主机按工业级工控机标准设计，可靠性高；显示器采用高亮度大屏幕LCD液晶显示器，显示内容丰富；主机内部固化五防逻辑库，可对模拟屏上一次主接线图进行五防逻辑判断；主机配置强大的通讯模块，可方便地与变电站其它系统连接，共享资源。
电脑钥匙：为微机闭锁装置最关键设备，电脑钥匙从主机接受正确操作程序，并强制性使操作人员按电脑钥匙上正确操作程序去操作设备，并把操作人员的操作过程公正客观的记录下来，以使管理人员考核运行人员工作，操作任务完成后回传主机，刷新开关量状态，同时主机记录下操作过程。
电脑钥匙在防误功能基础上增加了设备巡检功能，使用方法为在电脑钥匙菜单中选择巡检功能，然后由运行人员将电脑钥匙插入巡检设备锁具内（每一个设备对应一把锁），电脑钥匙询问设备正常与否，由运行人员根据实际情况进行选择；设备巡检完后回传主机，同时，记录下巡检内容。
电脑钥匙采用光电采码，并特制光电采码头，采码可靠性高；开锁机构为拨杆式传动机构，结构简单、可靠；开锁机构被设置在密封体内，与电脑钥匙电路板隔离，防雨性能好；电脑钥匙采用大屏幕显示器（128r64点），可控制背光功能，菜单式功能选择，一键控制，因此具有良好的人机关系。电脑钥匙采用96单片机，硬件设计采用多种抗干扰措施，极大提高了电脑钥匙可靠性。
充电通讯座：负责对电脑钥匙充电，并完成电脑钥匙与其它系统通讯功能，提供一串口；采用220VAC电源，充电通讯座为立式放置，可放平台上，也可放置模拟屏上，安装灵活、方便。
电编码锁：用于断路器、电动隔离开关和电动接地刀闸的闭锁。电编码锁在电气原理上相当于一个常开接点。电编码锁闭锁原理为切断正常操作回路，使操作无法执行，电气原理为电编码锁串入操作回路，解锁由电脑钥匙连通回路。
机械编码锁：用于手动隔离开关、接地刀闸、临时接地线、网门等设备闭锁。
设备闭锁的实现方法：
现场一次设备采用以下几种方式进行闭锁：
闭锁对象
闭锁方式
断路器
电编码锁
电动隔离开关、电动接地刀闸
电编码锁或机械编码锁
手动隔离开关、手动接地刀闸
机械编码锁
网门、柜门
机械编码锁
临时接地线
机械编码锁、地线头、地线桩
特殊闭锁方式
防止“空程序”
加装状态检测器
线路侧验电
加装验电器
防止“空程序”：机械挂锁具有安装简单、使用维护方便的优点，但单一的挂锁不能强制性防止“空程序”。所谓“空程序”，就是指运行人员用电脑钥匙打开机械编码锁后不实际操作，操作人员通过电脑钥匙提示信息，人工确认操作完成，并进入下一项操作。我们研制了状态检测器，解决了挂锁机构的强制性防“空程序”问题。在刀闸机械操作机构上安装两个状态检测器，分别是合位和分位状态检测器。利用刀闸的操作手柄作挡片，并使刀闸在合位时手柄挡住分位状态检测器，在分位时挡住合位状态监视器。进行倒闸操作时，先用电脑钥匙打开机械编码锁，如果是合闸操作，刀闸由分位到合位，手柄挡住的合位状态检测器露出，此时可按电脑钥匙提示，把电脑钥匙插入合位状态检测器中确认，如果正确，则可进行下一项的操作。如未操作，由于合位状态检测器仍被手柄挡住，电脑钥匙无法插入其中确认，因此不能进行下一项的操作。这样就达到了防止“空程序”的目标。
2.2、基本原理：
WFW-Ⅱ型微机防误闭锁装置用马赛克模拟盘表达现场电气主接线图关系，由工控主机对马赛克盘上开关量进行采集。工控机内存有主接线图五防逻辑关系库，因此，主机可监测马赛克屏上一次操作程序，并监督运行人员一次操作不违反五防规则，运行人员在演练完正确操作步骤后，由主机经通讯座传给电脑钥匙，并由操作人员持电脑钥匙，并根据电脑钥匙显示器所提供的操作程序，到现场去操作一次设备；操作人根据电脑钥匙提示选择正确操作对象（走错对象无法开锁），开锁后可进行实际操作，并根据电脑钥匙提示由操作人员确认操作完成，或由电脑钥匙检测状态检测器方式确认操作完成；当所有操作程序完成后，把电脑钥匙信息回传主机，由主机根据回传信息确认操作票完成，并刷新开关量实际状态，整个操作过程完毕。
2.3、操作票系统：
开列操作票是电厂、变电站运行中一项必不可少而又相当繁琐的工作，操作票管理系统正是为减少运行值班人员的工作强度，提高工作效率而设计的。“操作票管理系统”运行于PC管理机，为运行值班人员提供了一个简易的操作环境，其最大的特点在于实现运行人员利用鼠标就可以完成绝大部分的工作，并为用户提供了比较熟悉的工作界面，简便可靠的操作票开具、检验及管理，实现了所见即所得的打印功能。
“操作票管理系统”为用户提供了手工开票以及图形开票两种操作票开具方式；并能对开具的操作票进行保存、检验、管理及打印等多种管理。
2.4、系统管理：
系统提供了对系统设备、元件及用户等信息进行综合管理的功能。可浏览及更新元件库，以适应设备改扩建的需要；可进行系统数据备份及恢复，一旦数据遭到破坏，可迅速恢复上次保存的数据，保证系统运行的可靠性。
系统实现了向电脑钥匙传送操作票，并且能够接收从电脑钥匙回传的操作结果；实现了与模拟屏交换数据；实现了与综自站系统的通信功能。
系统初始运行时，用户需要为系统设置数据库。为此，系统为用户提供了调试设置的功能，使用户能够根据现场的条件对各种操作进行必要的配置与修改，可进行一次接线图的绘制、设置“五防”闭锁条件等，使系统满足不同现场条件的用户。
关键词：综合自动化变电站防雷解决方案
【分类号】TM862
1.引言
近年来，随着我国电力系统的不断改造，随着我国科学技术的发展，特别是计算机技术的发展，变电站微机型综合自动化系统以它独特的优势在电力系统中被广泛的接纳和应用。
变电站实现综合自动化不仅为变电站实现无人值守和配电网实现自动化奠定了基础，而且也为供电部门提供更安全、经济、可靠和高质量的电能创造了条件。
变电站实现综合自动化是传统变电站二次系统的重大变革，其装置形式、功能配置以及操作方法都发生了根本变化。利用多台微型计算机和大规模集成电路装置组成的自动化系统，代替常规的测量和监视仪表，代替了常规的控制屏、中央信号系统和远动屏，及常规的继电保护。
但是，随着而出现的问题是，对于使用超大规模集成电路、运行电压只有数伏、信号电流仅为微安级的微机装置，相比以往的电磁式保护装置所具备耐热容量要小，对尖峰脉冲的耐受能力比较脆弱，特别是雷击过电压的暂态冲击会造成变电站二次系统严重损坏，因此目前变电站综合自动化设备的防雷击问题已经纳入了电力系统正常的保护工作当中。
2.变电站二次自动化设备工作原理及受雷击损坏的原因
我们首先来介绍一下变电站二次自动化设备原理及受雷击损坏的原因，以从根本上认识雷电对二次自动化设备所造成的危害。
2.1变电站二次自动化设备原理
变电站二次自动化设备中，中心处理机是整个系统的枢纽，中心处理机通过串行口和前端采集及处理模块进行通讯，并将接收到的信息通过调制解调器的编码以电话通讯网络为载体发送到远端的调度中心处，本地的其他工作站可以通过局域网络访问中心处理机，并可以通过并行口同打印机连接，打印数据。
2.2变电站二次自动化设备受雷击损坏的原因
1.电源线引入雷电电磁脉冲引起瞬态过电压，如果不经处理，直接进入电源系统，将引起二次设备电源损坏。
2.通信线引入雷电引起的感应过电压使通信线与设备之间有一定的电位差直接作用于串行通信口，会损坏微型计算机和通讯设备的串行口，严重时会损坏微型计算机。
3.二次电缆引入雷电：直接与一次设备相连的二次连接电缆由于雷电电磁脉冲引起的感应过电压直接作用于前端的中心处理计算机，轻则把功能板元件烧毁，重则烧毁整台计算机。
4.接地不规范：当有雷电电磁脉冲引起接地点之间电位差，产生的电磁场干扰会影响前端的中心处理计算机的运行，损坏前端的中心处理计算机的模板，同时，接地电阻不合格，雷电引起的地电位升高，亦会通过设备的接地线引入前端的中心处理计算机中，同时会损坏前端的中心处理计算机的插件。
3.解决方案
变电站遭受的雷击是下行雷，主要来自两个方面：一是雷直击在变电站的电气设备上；二是架空线路的感应雷过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站。因此，直击雷和雷电波对变电站进线及变压器的破坏的防护十分重要，所以本文就以这两种雷击的防护措施加以阐述。
对于直击雷主要是采用避雷针、避雷器、避雷线和避雷网作为接闪器，然后通过良好的接地装置迅速而安全的把雷电流引入大地，选择以避雷针做接闪器时要选择限流接闪器，其在接闪的过程中可初步对雷电流的峰值和陡度进行抑制达到限制流入大地的雷电流幅值的作用，尽量减少雷电反击和感应电磁脉冲的量级。
对于感应雷则需要从整体和系统建立起三维的防护体系，主要包括以下几个方面。
3.1电源的防护
因综合自动化装置的电源均取自于变电站内10kV/380V所内变压器，且经验证明变电站内60%的累积事故均为电源系统防雷措施不完善造成的，故对综合自动化装置的防雷，电源系统防护应放于首位。参照GB50057.《建筑物防雷设计规范》2010年版、IEC1312―1及GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》对雷电引起电磁场脉冲的防护，对建筑物内电子信息系统设备的雷电电磁脉冲的防护等级的要求，将变电站综合自动化系统的低压配电系统确定为第二类防雷建筑物，对此类建筑物可采用3～4级电涌保护器进行保护。
1级电源保护：在10kV/380V所内变压器低压侧安装大容量1级试验的三相电源电涌保护器即电涌保护器的电压保护水平值不应小于或等于2.5千伏，每一保护模式的冲击电流值，应取等于或大于12.5千安，故此处可选10/350波形25千安电涌保护器一套。（其技术指标为LKX-B380-25G型电涌保护器：电压380V、保护水平2000V、雷电电磁脉冲25kA、10/350μs冲击波形、响应时间≤25ns，
2级电源保护：分配电柜线路输出端的电源安装三相电源型电涌保护器即KJRX60-B/4M或KJRX40-B/4M两种类型电涌保护器一套。
3级电源保护：电子信息设备交流电源进线端安装三相电源型电涌保护器即KJRX40-B/4M或KJRX20-B/4M两种类型电涌保护器一套。
4级电源保护：由于自动监控系统的控制电源及采集机构的需要，必须将交流电转换成直流电，因此直流电源的安全稳定是控制及采集机构安全稳定的基础，为防止雷电电磁脉冲对直流电源造成损害，我们在整流电源侧以及各控制装置及采集机构前加安KJRA系列电源型电涌保护器，进而从根本上解决雷击对直流系统的损害。
通过逐级的防护，可以将雷电流最大限度的控制在自动化装置允许的耐受范围之内，以确保设备稳定运行。示意电路见图3-1。
3.2通讯系统的防护
变电站二次自动化设备中包括很多网络设备如网卡，调制解调器等。这些设备通过网线和电话线同局域网和广域网相连。所以应该在其通讯线路两端加装信号电涌保护器，包括保护电话线的音频电涌保护器和保护网络连接设备的RJ45型电涌保护器。以及在通讯设备电源处加设电涌保护器。以及针对雷电电磁脉冲产生的地电位反击而安装等电位连接器，这样能够针对变电站中的网络传输系统就有了一个比较全面的保护。
3.3信号采集及控制线路的防护
在监控系统中，不可避免的要有采样信号和控制信号的传递，在变电站二次自动化设备中也是如此，在现有的使用二次自动化设备的变电站中绝大多数是使用串口进行信号传输的，同时通过并口连接打印设备。这就需要我们就计算机的串口和并口两种信号传递端口进行保护，在两种端口前端加设DB9和DB25两种电涌保护器。在信号采集和控制的执行机构前增加控制信号电涌保护器，并且针对雷电电磁脉冲产生的地电位反击而安装等电位连接器，这样能够比较完善的保护信号采集及控制线路。
3.4计量及保护系统的防护
在二次自动化设备中，信号显示、功率计算、异常监测和线路保护的判断依据都是由变电站的电流互感器和电压互感器采样进入的，雷电电磁脉冲很容易从这两种设备侵入二次自动化监控系统造成对电子设备的损坏，甚至造成系统的瘫痪，所以对电流互感器和电压互感器后端的电子设备的保护是至关重要的。为了提高防护质量，应该同电源防护一样进行分级防护，一级防护：在电流互感器或电压互感器的低压侧安装电流、电压互感器型电涌保护器，二级防护：在电流互感器或电压互感器线路进入控制配电柜处安装电流、电压互感器型电涌保护器。如此，经过双层保护，使从互感器窜入的雷电流基本能够控制在线路能够承受的额度之内，从而保证了整个系统的正常运行。
3.5温度检测系统的防护
对于变电站来说，变压器是整个系统的核心，所有的监视设备和保护设备都是为了使之正常、稳定的运行而设立的，检测变压器异常的最直接方法就是检测变压器的温度，因此，很多的变电站二次综合自动化系统都加入了变压器温度检测的部分，其原理是利用温度传感器和温度控制器组成温度检测回路，并将温度传感器置于变压器上，当变压器温度过高时，由温度控制器、降温风扇和警铃组成的报警降温回路接通，对变压器进行降温同时报警。
当发生雷击时，会在温度检测和报警回路中产生极高的感应电压，烧毁回路中设备。为了保护温度检测和报警回路，应该在温度传感器和温度控制器处安装电涌保护器，对温度传感器和温度控制器进行保护，保证变压器的正常运行。
如图3-2所示，将以上各部分的防护组合到一起就组成了一个立体的变电站二次设备防雷体系，完美的解决了感应雷的影响。
图3―1变电站内电源部分的防浪涌保护
图3―2信号系统防雷原理图
4.结束语
通过以上各种方式对各系统的保护，组成了一个从电源到信号的完整的高效的防雷网络，通过使雷电电磁脉冲层层削弱的方式将雷击造成的危害降低到最小的程度，尽可能的保证了二次自动化设备的正常运行，从而保证了变电站的正常运行。
防雷设施是属于预防性的投资，在事故发生之前人们往往觉得可有可无，可少则少。等到事故发生后才发现得不偿失、后悔莫及。我们应树立防患于未然的思想，以小投资保证大投资的安全才是明智之举。
参考文献
1.《现代防雷技术》潘忠林编著
2.《国际防雷技术标准规范汇编》广东省防雷中心等编译
3.GB18802.1-202低压配电系统的电涌保护器
4.GA173-1998计算机信息系统的防雷保护器
关键词：微机型；备自投；电网结构；动作；闭锁
Abstract:PutforwardthecooperationproblemsbetweenMicro-computer-basedautomaticclossingreservesourceequipmentandpowernetwork’sstructure,analyseseveraldefectsinautomaticclossingreservesourceequipmentoperating,seekthewaytodealwith,solvetheproblem,ensuretheperformingcorrectnessofautomaticclossingreservesourceequipmentandthesafetyreliabilityofsupplyelectricity.
Keywords:Micro-computer-based;AutomaticClossingReserveSource;PowerNetwork’sStructure;Performance;Block
中图分类号：U665.12文献标识码：A文章编号：
1简介
随着经济飞速增长，电网的不断发展，地区用户对电网供电的安全可靠性要求越来越高。在江苏省宜兴市供电公司电网中，地区110kV及35kV系统均采用辐射形网络进行供电，微机型备用电源自投装置（当工作电源因故障被断开以后，能迅速自动将备用电源或备用设备投入工作，使用户不致于停电的装置。下文简称备自投）广泛应用于双电源供电的110kV变电站及35kV变电站。使变电站在双电源同时供电时，桥（分段）开关作备用互投；单电源供电时，另一电源进线开关作备用自投；因此，大大提高了对用户供电的安全可靠性。
2存在问题
2.1在宜兴市供电公司的110kV变电站，110kV开关一次接线以内桥式为典型（见图1），用110kV开关（711、700、712）备投；在35kV变电站，一次接线以“线路–变压器”组为典型（见图2），用10kV低压侧开关（101、100、102）备投。
图1
图2
2.2在宜兴市供电公司广泛应用的微机型备自投装置，以国电南瑞公司的RCS-965X系列产品为典型。备自投装置在运行状态下，对其模拟量输入（电源进线电流、电源进线电压、工作母线电压）、开关量输入（进线/桥开关控制手柄位置KKJ、进线/桥开关位置、保护闭锁接点）进行逻辑，判断是否满足备投条件，及满足于何种备投方式，为工作电源失电而备投开关。
2.3由此可知，变电站安装的一次设备情况，备自投装置所联电流/电压互感器安装位置、配置情况，及备自投装置闭锁回路设计，直接影响到备自投的逻辑和动作情况。如果装置的模拟量输入、开关量输入配置不合理，就会导致其逻辑回路判断出错，装置在运行中发生备自投误闭锁或误动作。在宜兴市供电公司的一些110kV变电站及35kV变电站，备自投装置在运行中就存在缺陷。
2.4例1：在公司的110kV烟山变、城中变、西九变对110kV开关进行备投（一次系统图参考图一），均采用南瑞公司的RCS-9652型装置。因110kV开关侧无独立TA、110kV母线侧无TV，备自投装置的电源进线电流取自主变高压侧的套管TA，工作母线电压取自10kV侧TV。当变电站处于单电源1＃进线供T1、T2主变，711、700开关合位，712开关作备用自投时，T1、T2主变高压侧的套管TA均有电流。装置将误判断2＃进线之712开关有电流而相应位置为“跳位”，因而报712开关位置异常，就闭锁备自投。
2.5例2：当上述变电站在双电源同时供电，711、712、101、102开关处合位，700、100开关处分位状态时，如运行人员执行停电操作，拉开10kV101开关（因回路设计有误，手分101开关或102开关均不闭锁备自投），将导致10kVI段TV失电。装置将误判断工作母线侧110kVTV失电。因而备自投误动作，跳开711开关，合上700开关。2002至2003年间，110kV西九变在执行上述情况的操作中，发生过两次备自投误动作。
2.6例3：当上述变电站处单电源供电，711、700开关处合位，712开关处分位状态时，如在主变高压侧的套管TA与110kV进线开关间（如K1点）发生永久性故障，主变的差动保护因采用套管TA而不动作，上一级线路保护动作跳闸，导致1#进线失电。因而备自投误动作，711开关跳闸，712开关合闸，将备用电源再次投于故障点。
2.7例4：在宜兴市供电公司的35kV屺亭变10kV开关进行备投（一次系统图参考图二），采用南瑞公司的RCS-9653型装置。备自投装置的电源进线电流取自101、102开关的独立TA，工作母线电压取自10kV侧TV。当一次系统状态符合装置备投条件（1＃、2＃进线均供电，301、302、101、102开关合位，100开关分位作备投；但回路设计有误，手分301开关或302开关均不闭锁备自投），如运行人员误操作，拉开进线电源35kV侧301开关，将导致10kVI段工作母线侧失电，备自投误动作，跳开101开关、合上100开关。
3采取措施
3．1分析电网的一次设备配置，应选择合理的设备，将正确反映系统状态的模拟量输入微机备自投装置。但是，例1中变电站客观条件有限，微机备自投装置所需联接的1＃、2＃进线之独立TA及110KVI、II段母线TV均未安装，导致装置的模拟量输入配置不合理。
3．2在无法安装、改进一次设备的条件下，应改进备自投装置的逻辑回路，使其在运行状态下，不发生误闭锁或误动作。因此，笔者通知该装置厂家来技术人员处理，取消微机备自投装置中“开关有电流而相应位置为跳位则报警、闭锁备自投”功能，则解决例1中装置的电源进线电流取自主变套管TA而误闭锁备自投的问题。
3．3尽可能改善一次设备。针对例3的故障发生点，可在主变高压侧的套管TA与110kV进线开关间的导线上加装绝缘热缩套，即可避免此类故障发生及备自投误动作可能。
3．4分析电网的结构，考虑各种操作状态下系统的带电情况，合理配置装置的开关量输入，闭锁装置的误动作回路。在处理上述例2缺陷中，笔者将10KV侧101、102开关的“分后”开关量接点接入备自投装置的闭锁回路，解决了装置的工作母线电压取自10kV侧TV而导致备自投有误动作可能的问题。在上述例4缺陷中，笔者将35KV侧301、302开关的“分后”开关量接点接入备自投装置的闭锁回路，解决了误拉35KV开关导致备自投误动作的问题。
3．5采取上述措施，将改进的微机型备自投装置重新投运，装置就安全可靠运行，不再发生误闭锁或误动作情况。
4经验与教训
4．1在使用新一种装置前，必须对其功能进行详尽的了解。安装设备的技术人员不能只管装置本身质量及典型动作情况，而应该透彻理解装置涉及的一次系统、电网结构，对装置进行合理的配置。
4．2科学选择配置一次设备，进一步优化电网结构，使微机型备自投装置与之合理配合，完善备自投功能。
4．3在装置投运前，必须模拟系统可能发生的各种失电状态、故障状态，做备自投整组传动试验，逐项验收。
4．4对于安装备自投装置的变电站，必须根据系统状态及开关备投情况，相应修订整改典型操作票。必要时，在操作相关设备前停用备自投装置，防止装置有误动作可能。
参考文献
［1］继电保护和安全自动装置技术规程［S］.中华人民共和国能源部.1993.
［2］3～110kV电网继电保护运行整定规程［S］.中华人民共和国电力工业部.1995.
［3］丁毓山.变电站设计(10～220kV)［M］.沈阳：辽宁科学技术出版社，1993.
作者简介
[关键词]继电保护现场调试电力系统
中图分类号：TM文献标识码：A文章编号：1009-914X（2015）47-0279-01
随着电力系统的调整发展和计算机技术、通信技术进步，微机型继电保护装置的应用越来越广泛，施工企业面临着此类系统装置的调试问题。通过对微机型继电保护装置回路和系统的现场调试，提出现场调试的注意事项以及常见问题的解决方法。该装置具备以下特点：
（1）强大的存储和运算能力、软件功能的可扩充性；
（2）设备抗干扰、自检和自适应能力；
（3）适应标准规约通信能力。
1回路调试
回路调试即结合设计要求和系统功能进行全面细致的试验，以满足变电所的试运行条件。回路高度包括一次、二次系统的接线、保护、监控、打印等功能的全面校验和调试。
1.1一次、二次系统的接线检查
1.1.1开关控制回路的调试。
送出直流屏控制电源、合闸电源，检查一次开关侧储能电或合闸电源保险是否合上，手动逐一合上装置电源开关和控制回路开关，检查控制回路、断路器位置指示灯是否对应，分合闸是否正常；如不正常要立即关闭控制电源，查找原因。
1.1.2开关状态在后台机上的反应。
手动逐一分合一次侧断路器、隔离开关、接地刀等，查看后台机上的显示名称、时间是否正确对应，断路器、隔离开关、接地刀状态显示是否正确。若与实际相反，检查断路器、隔离开关、接地刀辅助触电常开闭点是否接反，或检查后台机遥信量组态改正。
1.1.3变压器等设备信号的检查。
变压器本体瓦斯、稳定、压力等信号在后台上的显示名称、时间是否正确国；重瓦斯、压力信号应跳主变各侧断路器，轻瓦斯、温度高信号应报警。变压器测温电阻有3根出线，一根接测温电阻一端，另两根共同接测温电阻另一端，用以补偿从主变到主控室电缆本身的电阻，提高测温的精度。
1.1.4二次交流部分的检查。
用升流器在一次侧分别对A、B、C三相加单相电流，对二次电流回路进行完整性检查，不应出现开路或者串到其他回路的现象，在保护装置面板查看保护和测量回路电流的数值、相别，用钳流表在电度表测量计度电流，最后在后台查看电流显示是否正确。用升压器在TV二次侧分别对A、B、C三相加单相电压，检查对应母线上所有保护、测量、计量电压回应有电压，其他母线上应无电压，保护装置面板、后台机电压显示值对应正确，用万用表测量计量柜电压也应该正确。加三相电压，用相序表测量保护、测量、计量电压相序与所加电压相序对应，如保护装置有TV切换功能，模拟运行实际条件，满足PT柜工作、试验位置逐一进行切换。
1.2装置保护功能的调试。
装置保护功能的调试一般根据线路、变压器、电动机等继电保护装置类型，依据设计定值，用专用继电保护测试仪在保护装置上加电流或者电压，检查装置动作精度并传动断路器，在后台机上应正确显示保护动作信息，开关变位信息和动作时间数据。
1.3装置监控功能的调试
装置遥控功能的检查：后台应能可靠准确地遥控断路器分合闸。如遥控失败，查找原因。测控装置或控制回路是否上电；直流屏合闸叫源或者一次开关处保险是否投入；测控装置通讯是示波器已通；装置远方、就地切换开关是否切到远方位置；断路器健全中位置、工作试验位置是否在后台上正确反映；控制回路接线是否正确。
按最终版一次系统图纸做好后台监控一次系统图，详细核对断路器、隔离开关编号，TV、TA变比，将模拟量、脉冲量系数设置正确。系统图、网络图、棒图、实时报表、历史报表等图表按实际进行设计、组态，做到完整准确。
1.4装置打印、声音报警功能的调试
要求打印机设置正确，打印图形、报表完整美观、大小合适。能够实现自动打印和手动打印。对断路器、隔离开关等开关量加声响报警功能，对保护动作信息加声响报警功能。与智能直流屏、智能电度表、五防等装置的通讯应正确。
在最后阶段还应对整个综自系统完善，确保综自系统防雷抗干扰，检查各屏上标签框上应做好正确标识。
2系统调试
系统调试要求详细观察系统的运行状态，以便及时发现隐患。
2.1差动保护极性校验
主变压器带上一定的负荷后，才能判断出主变压器差动极性。在监控后台机上查看某一时刻主变电流采样，根据差流相浸透据的大小判断差动极性，也可通过对各相电流的波形分析差动极性。正常状态下，对于两圈变压器在同一时刻，主变压器高低压侧A-a，B-b，C-c相电流波形应正好相反，即高压侧为正半数据，低压侧为负半波沼气，且最大值相加应为0。对于三圈变压器，送点侧与受电侧各侧电流波形相反，且最大值相加应为0，如相反，则需等停电以后在TA二次侧更改极性接线。
2.2带方向保护的方向校验
线路带上一定的负荷后，在监控后台机上查看某一时刻同相电流电压数据进行分析。例如：线路输送功率为从变电让向线路送电，则A相电压正半波最大值应超前A相电流正半波最大值一定角度（最大不超过180度），即同半波数据内电流最大值落后电压最大值几个采样点；否则，线路保护方向错误。根据装置采样频率可以算出两点之间的角度，如12点采样，则两点之间为360度/12=30度。同理，可校验B、G两项。
3常见问题及解决方法
3.1后台机显示电流、电压不准确。
应查看后台机TV、TA变比设置是否正确，再查看二次接线是否有误，TA二次侧是否被短接。
3.2后台机显示线路、主变各侧功率不准确。
高中物理学习阶段，我们深入地讨论了电磁感应现象，这给我们提供了具体的电源模型.本文就以电磁感应电源模型，对内电压的微观机理进行一些讨论.
1恒定电流形成的微观模型分析
电荷的定向移动速度由这三个因素影响：
（1）内电路中电荷定向移动需非静电力F非静力起推动作用，在图2模型中为洛伦兹力.
（2）外电路中电场使电荷加速，静电力F外静电起推动作用.内电路中电场使电荷减速，静电力F内静电起阻碍作用.
（3）全电路中自由电荷与导体内基本不动的粒子碰撞使电荷减速产生的平均阻力F阻，这个因素表现为电阻阻碍电流.
图2中导体棒匀速切割，棒内正电荷受到的沿棒方向的洛伦兹分力恒定，即F非静力恒定.
电路中电场是由电源、导线、用电器等电路元件所积累形成的；但导体中的电荷是移动的.如果某个地方有一个地方有一个正电荷，它移走了，马上就有另一个相同性质的电荷来占据这个位置，如果电路中的电荷都是这样的话，则虽然电荷是移动的，但电路中电荷分布是稳定的，这就与静止电荷产生的电场没有什么两样.电荷分布既然是稳定的，那么内外电路中的电场也就是稳定的电场.
自由电荷与导体内基本不动的粒子碰撞产生的平均阻力F阻与导体有关，也与电荷定向运动的平均速率有关.
稳定的加速与减速因素作用，最终能找到平衡点，使电荷定向运动的平均速率不随时间变化（此时内、外电路的平均阻力F阻也都恒定）.对确定的电路来说，电荷定向运动的平均速率不随时间变化，电流就不随时间变化，形成恒定电流.
2关于内电压的思考
如图2，孤立导体棒匀速切割匀强磁场，F非静力（沿棒方向的洛伦兹分力）使电荷定向移动，当A，B两板积累一定的电荷分布产生电场，满足F非静电=F静电时候达到平衡态，此时A、B两端电势差（A、B电势差就是外电压降）数值上等于电动势大小E.UAB=U外=E.
如图3，在图2情景的基础上接通回路且无内阻.可知此时外电压降还是等于电动势大小，即A、B两端的电荷分布和图2情景一致.UAB=U外=E.
如图4，在图3情景的基础上考虑内阻，如外阻为R，内阻为2R.此时外电压降为电动势大小的13，UAB=U外=13E，A、B两端电荷分布密度要比无内阻时小（变为原来的1/3）.那么，U内=23E，内电压到底是什么呢？
其实，内电压可以从等效的角度理解.在图4中，外电路，F外静电=F外阻，电荷从A端移动B端过程中，静电场力克服外阻力做功，电能转换为内能（若外电路为纯电阻）.W外静电=W外电阻=U外It.内电路中.非静电力克服静电力和内阻力做功，其他形式能转化为电能和内能，注意，电荷移动整个回路过程中，内电路部分产生的电能在外电路部分全部转化掉了，内电路部分产生的内能可以通过计算克服内阻力做功数值获得.形式上，克服内阻力做功可以写成W内电阻=kIt，这里的系数k就是等效的内电压，即可以写成W内电阻=U内It.由焦耳定律与功能关系，可得W内电阻=Q内=I2R内t，可得U内=IR内.
3几点说明
