電力變壓器保護技術現狀及未來發展趨勢

房玉杰

(特變電工股份有限公司新疆變壓器廠,新疆昌吉 831100)

電力變壓器保護技術現狀及未來發展趨勢

房玉杰

(特變電工股份有限公司新疆變壓器廠,新疆昌吉 831100)

我國電力系統改造活動正進行得如火如荼,有關變壓器保護技術的研究水準也有所提升,但深究保護動作的正確效率則呈現低下現象,距離線路保護性能標準差距甚遠。經過長時期的實踐研究和分析中了解,產生這類現象的具體原因是變壓器數量不足,加上不明操作動作的混亂分類,造成了變電裝置保護能力不足的結果。本文則是根據相關保護原理和落實措施進行系統化地延展,希望將目前整體技術現狀判定清楚,同時科學預測未來智能化發展趨勢。

電力變壓器 保護技術 發展現狀 智能化趨勢 驗證手段

變壓器結構容易滋生一系列技術問題，一旦某個位置控制不當就會產生一定溫度的熱量，在此種狀況下，一旦繼電保護動作處理得不夠及時，就會任由部件溫度上升，同時產生可燃性的氣體。這種氣體不斷匯聚并產生一定的壓力作用，直到沖擊變壓裝置內部薄弱位置為止，如果不慎與空氣摩擦產生火花，就會衍生一定范圍的爆炸事件。為了克制這類問題造成的大規模經濟損失，必須在裝置結構中安置電氣保護系統，并且配合不同電氣原理實現綜合管理。

1 有關變壓器保護技術現狀的研究

在變壓器保護工作方面，最具有代表性的技術理論就是差動原理，但應用這種手段存在一定的缺陷。主要表現為：設備實際投入使用后，正常工作下的勵磁電流會施加給差動保護一種不平衡效應的電流作用，當空載變壓器外部短路位置被切斷并出現合閘動作，此時設備端部電壓如果恢復，這種情況下的勵磁電流會與短路電流大小相近。在這種極度不平衡的條件下，真正控制差動保護動作的精準效果幾乎是不可能的。另外，這種差動保護要將不同電壓繞線的匝間位置和中性點直接接地系統的短路問題反映清晰、完整，可繞組匝間出現短路問題時，輸出電流是無法遏止的，這就給保護裝置的靈敏程度大大減分。

在勵磁涌流作用下產生的二次諧波效應明顯，研究活動中可利用計算機相關程序實現檢驗。這種制動原理的差動保護活動存在以下問題：

首先，利用無功就地補償方案的變壓裝置，其低壓側位置會安裝電容器組，如果低壓測出口部位產生差動范圍故障，電容部件的反饋電流將直接向故障位置進發，這種與差流不可分割的反饋電流，會令整體保護動作出現延遲。

其次，對于一些大型變壓器，當內部產生技術故障時，在電感和電容諧振狀態下會加大短路電流中的諧波含量，很容易導致二次諧波制動的應對動作緩慢現象。對于此類問題，能夠利用合理的加速判據作為克服媒介，其中以低壓加速處理最為有效。

再次，在這種保護條件下大約2成左右的制動比是按照1.4倍的既定磁通幅值環境下合閘涌流的實際數值作為依據的，可是在制造技術和材料質量不斷提高的前提下，涉及飽和磁通倍數一般不超過1.3，這種情況下涌流的最小二次諧波含量將不超過百分之十，這就引起保護動作的錯誤回應。針對我國目前變壓器的工作條件觀察，其勵磁涌流中的二次諧波集中在百分之十二以上，但相關細節調整也不容忽視。

2 有關智能化變壓保護裝置的使用前景分析

在我國計算機智能處理技術不斷發達的今天，不同創新型方案的設置和應用逐漸集中起來，相關人員憑借人工神經網絡格局和非線性科學策略促成了電力系統的智能化整改，同時在繼電保護工程上得到一定的認可和贊揚，并已經投入廣泛地使用當中。

2.1 小波分析技術原理的運用

這種理論出現時間不長，但它對頻域局部化特性的開發產生一定的貢獻力量。小波變換方法主要是按照信號變化活動的主體特征形式，利用基體的平移和伸縮動作，可以自行完成對分析窗空間的適應性改造，從而更加完整地收集暫態突變信號和各類微弱信號。在時頻局部化特征的環境下，小波變換對暫態信號的清楚反映和準確計算，將有助于全面提高變壓器保護動作的可靠程度和靈敏效果。在電力系統復雜化改造的文化背景下，有關裝置的技術隱患和故障類型更加錯綜復雜，而小波變換就似乎就是完成不同隱患位置的自動檢測和診斷識別的工具，爭取將不必要的考察時間節省下來，促進電力設備正常運行效率的提升。

2.2 其它智能分析技術的開發和應用

在人工智能分析領域中占據突出位置的就是專家系統，其應用范圍已經實現逐漸擴散。但關于這部分保護工作具有較為嚴格的實時性要求，因此系統擴建和應用范圍相應地有所縮減。對于繼電保護裝置中包括高阻接地故障排查和繼電保護協調等實時特征不強的工作，專家系統的應用效應還是比較明顯的。

智能化研究技術分支眾多，并且發展速度較快，因此關于混沌、分形等技術開發活動也在繼電保護工作中嶄露頭角，并帶領綜合性智能技術改進的先進步伐，使得整體結構的保護性能有所提高，這是后期專業化規模改革的必然趨勢。

3 結語

在我國一些大型變壓器保護結構中，已經將整流、電磁效應和集成電路方案等輸入到計算機設備中，配合通信、網絡渠道的延展效應，為整體繼電保護智能化改造提供了更為廣闊的空間。在人工智能技術輔助下的信號驗證方案，將一系列新型的測量方式集中管理起來，對于整體結構保護水平的提升具有很高的利用價值。我國現下已經開始對這類新型技術實現全面吸引和拓展應用，有關實踐過程中的技術改進和思路梳理工作也已經足夠完全，并且充分具備了控制變壓器危急隱患的能力。

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