APCI控機(jī)的變壓器保護(hù)裝置

1 裝置的配置及硬件特點(diǎn)

　　葛洲壩大江電廠主接線如圖I所示。變壓器主保護(hù)的硬件平臺(tái)采用的是北京康拓公司與華中科技大學(xué)、葛洲壩能達(dá)電器公司聯(lián)合開發(fā)的APCI5000系列工控機(jī)。APCI5000系列工控機(jī)采用歐洲直插式工業(yè)結(jié)構(gòu)，同時(shí)支持與ISA總線兼容的AT96總線及與PCI總線兼容的CompactPCI總線，總線傳輸速率達(dá)132Mbit/s。APCI5000系列工控機(jī)取消了康拓STD工控機(jī)模板的“金手指”插接和扁平電纜連接進(jìn)行信號(hào)交互方式，母板采用標(biāo)準(zhǔn)96芯針孔連接器，用戶I/O接口為歐式96芯插座，通過無源母板上的96芯壓接插頭引線，從而系統(tǒng)具有更高的可靠性。AT96機(jī)箱高度為6U，具有強(qiáng)的抗電磁輻射干擾功能[1]。

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　　交流輸入板設(shè)有14個(gè)模擬量的輸入變換器，包括變壓器高壓側(cè)三相電流，變壓器中性點(diǎn)零序電流，變壓器低壓側(cè)電壓Uab，低壓側(cè)2臺(tái)發(fā)電機(jī)分支三相電流和廠用變壓器分支(或制動(dòng)電阻分支)三相電流，這14個(gè)模擬量經(jīng)變換器變換后通過交流濾波板上的二階RC濾波電路輸出至DSP(APCI5469)板， DSP板完成數(shù)據(jù)采集(采樣率為1 kHz)、裝置自檢、保護(hù)啟動(dòng)計(jì)算與判斷、保護(hù)判據(jù)的實(shí)現(xiàn)、告警和跳閘信號(hào)的發(fā)出、故障報(bào)告的形成等功能。V40 (APCI5087)板用于與486板(APCI5094)通信，實(shí)現(xiàn)DSP板和486板的信息交互，并與信號(hào)轉(zhuǎn)接板、信號(hào)板和跳閘板配合，完成告警信號(hào)和跳閘信號(hào)的開出。486板為上層機(jī)的管理板，變壓器主保護(hù)和后備保護(hù)共用一塊管理板，相互之間采用RS-485進(jìn)行通信，顯示部分采用液晶式觸摸屏，可以對(duì)下層機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，完成定值的整定與修改，保護(hù)的投退、故障波形的分析、故障報(bào)告的打印等功能。

　　 DSP板與V40板之間通過型號(hào)為IDT71342的雙口RAM(DRAM)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，雙方同時(shí)對(duì) DRAM的同一單元進(jìn)行讀操作，就像對(duì)兩片 SRAM操作一樣，非常方便。但雙方同時(shí)對(duì)DRAM的同一單元進(jìn)行寫操作或一方進(jìn)行讀操作、另一方進(jìn)行寫操作時(shí)，就會(huì)發(fā)生內(nèi)存操作沖突，解決的辦法之一是采用DSP板上提供的SEMAPHORE握手信號(hào)燈功能，只有在持有信號(hào)燈令牌的一方才能對(duì)內(nèi)存進(jìn)行操作，沒有持令牌的一方則處于等待狀態(tài)，另一種處理方法就是利用DSP與V40相互之間的中斷申請(qǐng)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)DRAM的操作，避免沖突的發(fā)生，此方法實(shí)時(shí)性好、編程方便，為本裝置所采用。

　　2 保護(hù)配置、原理及算法

　　2.1 保護(hù)配置

　　本裝置在充分考慮傳統(tǒng)變壓器保護(hù)原理的同時(shí)，十分注意新原理的應(yīng)用。由于硬件功能足夠強(qiáng)大，使得裝置能夠同時(shí)裝備幾種不同原理的保護(hù)，并通過保護(hù)控制字的投退，來進(jìn)行多種保護(hù)原理的組合。在運(yùn)行初期可先投入傳統(tǒng)原理的保護(hù)，其余新原理保護(hù)投信號(hào)，考驗(yàn)時(shí)間充足后轉(zhuǎn)投跳閘，這樣可以考核幾種原理保護(hù)的現(xiàn)場運(yùn)行情況。

　　保護(hù)配置及保護(hù)原理組合有：①相量差流速斷保護(hù);②比例制動(dòng)相量差動(dòng)保護(hù);③比例制動(dòng)采樣值差動(dòng)保護(hù);④2次諧波閉鎖：⑤虛擬3次諧波閉鎖;⑥5次諧波閉鎖;⑦電流互感eS(TA)斷線閉鎖。其中：①，⑥，⑦為各種組合都需配備的;②，④為互相配合的一對(duì)。因此，除①，⑥，⑦外，可以在②，④或③或⑤之間選擇。由于⑤只是在故障發(fā)生初期有效，因此采用⑤時(shí)，還需配備②，④或③使用，而⑧，④或③都可以單獨(dú)使用(除①，⑥，⑦為必投之外)。

　　2.2 保護(hù)的啟動(dòng)

　　保護(hù)的啟動(dòng)有：①差流瞬時(shí)值啟動(dòng);②差流瞬時(shí)值突變量啟動(dòng)，③制動(dòng)電流瞬時(shí)值突變量啟動(dòng)。三者之間的關(guān)系是：(①∪②)∩③。該啟動(dòng)方式能反映各種故障，不受負(fù)荷電流的影響，過激磁時(shí)不易啟動(dòng)，因而具有較強(qiáng)的抗干擾能力。