變壓器保護(hù)原理分析及保護(hù)方案設(shè)計(jì)

摘 要：變壓器設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量狀態(tài)，是保障我國(guó)電力能源工業(yè)日常化生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)順利開(kāi)展的基本條件。隨著我國(guó)變壓器設(shè)備整體造價(jià)水平的不斷提升，變壓器設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的技術(shù)保護(hù)工作，也日漸引起了相關(guān)技術(shù)人員的廣泛關(guān)注，本文圍繞變壓器保護(hù)原理分析以及保護(hù)方案設(shè)計(jì)展開(kāi)了簡(jiǎn)要論述。

關(guān)鍵詞：變壓器；保護(hù)原理；保護(hù)方案；設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.153

0 引言

隨著我國(guó)的現(xiàn)有供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)電壓參數(shù)強(qiáng)度等級(jí)的不斷升高，我國(guó)電力變壓器設(shè)備的參數(shù)結(jié)構(gòu)特征，也逐步向著容量擴(kuò)大化、電壓等級(jí)提高化，以及設(shè)備部件結(jié)構(gòu)復(fù)雜化的技術(shù)方向快速發(fā)展，與此同時(shí)，我國(guó)電力變壓器設(shè)備的造價(jià)水平，也處于不斷上升的過(guò)程中，在設(shè)備成本水平不斷提高的背景下，變壓器設(shè)備一旦出現(xiàn)運(yùn)行技術(shù)故障，其實(shí)際給供電企業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失也將會(huì)更加嚴(yán)重，因而做好變壓器設(shè)備運(yùn)行使用過(guò)程中的技術(shù)保護(hù)，對(duì)于我國(guó)電力能源生產(chǎn)供應(yīng)事業(yè)的有序開(kāi)展發(fā)揮著重要的保障作用，有鑒于此，本文將針對(duì)變壓器保護(hù)原理分析以及保護(hù)方案設(shè)計(jì)問(wèn)題展開(kāi)簡(jiǎn)要論述。

1 變壓器設(shè)備保護(hù)的基本原理

1.1 差動(dòng)保護(hù)原理

變壓器設(shè)備的差動(dòng)保護(hù)，是通過(guò)對(duì)被保護(hù)變壓器設(shè)備兩側(cè)電流參數(shù)的相位、大小以及方向等技術(shù)指標(biāo)，具體判斷變壓器設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行使用過(guò)程中是否出現(xiàn)技術(shù)故障，是基于技術(shù)測(cè)量手段對(duì)變壓器設(shè)備完成的保護(hù)。這一保護(hù)原理，主要被應(yīng)用于保護(hù)變壓器設(shè)備的內(nèi)外接線結(jié)構(gòu)，防止其出現(xiàn)短路故障現(xiàn)象。其主要技術(shù)原理是：在變壓器設(shè)備的兩端分別安裝和連接電流互感器技術(shù)構(gòu)件，當(dāng)被保護(hù)變壓器設(shè)備處于正常工作狀態(tài)下，保護(hù)區(qū)域內(nèi)實(shí)際流入和流出的電流應(yīng)當(dāng)具備相同的相位，同等的參數(shù)強(qiáng)度以及相反的矢量方向，在這種條件下，實(shí)際的差動(dòng)回路電流強(qiáng)度為零；在變壓器內(nèi)外線路出現(xiàn)短路故障條件下.線路兩端的電流參數(shù)都會(huì)向短路故障點(diǎn)發(fā)生位置流動(dòng)，這時(shí)差動(dòng)回路結(jié)構(gòu)中的電流參數(shù)強(qiáng)度將不再保持為零，直接導(dǎo)致變壓器運(yùn)行保護(hù)裝置的保護(hù)功能被觸發(fā)，斷路器做出跳閘動(dòng)作，切斷變壓器內(nèi)部線路結(jié)構(gòu)中的電流供應(yīng)，完成具體的設(shè)備保護(hù)功能。

1.2 磁通特性保護(hù)原理

磁通特性保護(hù)原理充分利用了變壓器和設(shè)備內(nèi)部磁路技術(shù)結(jié)構(gòu)的磁通特性.應(yīng)用磁通原理的基本算法，具體區(qū)分變壓器設(shè)備在實(shí)際使用過(guò)程中的勵(lì)磁涌流狀態(tài)，以及內(nèi)部線路結(jié)構(gòu)短路故障狀態(tài)，并通過(guò)對(duì)變壓器設(shè)備實(shí)際運(yùn)行使用狀態(tài)的正確判斷，切實(shí)減少變壓器設(shè)備保護(hù)技術(shù)裝置的技術(shù)誤動(dòng)現(xiàn)象，保證變壓器設(shè)備持續(xù)處于最佳的技術(shù)運(yùn)行狀態(tài)。磁通原理算法依照差流的上升，或者是下降沿開(kāi)展具體的計(jì)算處理過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了采樣值計(jì)算處理方法的直接使用，這種計(jì)算方法計(jì)算作業(yè)量較小，且計(jì)算結(jié)果精確性較高。

1.3 等值方程算法的技術(shù)保護(hù)原理

等值方程算法保護(hù)，是依照已經(jīng)建立的技術(shù)描述方程等式兩端的計(jì)算數(shù)值是否相等，來(lái)完成變壓器設(shè)備實(shí)際運(yùn)行性能狀態(tài)的判斷好確認(rèn)，并在此基礎(chǔ)上針對(duì)變壓器設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)的技術(shù)故障現(xiàn)象做出針對(duì)性的技術(shù)改良處理。依照常規(guī)變壓器設(shè)備的原邊電壓回路方程，以及副邊回路方程，能夠整理獲取如下所示的等值描述方程：

在變壓器設(shè)備處于正常工作條件下，上述方程的左右兩側(cè)應(yīng)當(dāng)處于相等狀態(tài)，變壓器設(shè)設(shè)備中連接的保護(hù)裝置本身不會(huì)發(fā)揮任何的技術(shù)動(dòng)作，而在變壓器內(nèi)部線路結(jié)構(gòu)發(fā)生短路故障時(shí)。變壓器設(shè)備兩端的電壓參數(shù)和電流參數(shù)將會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，同時(shí)導(dǎo)致變壓器設(shè)備內(nèi)部繞組的參數(shù)狀態(tài)發(fā)生變化，直接導(dǎo)致上述等值方程左右兩側(cè)的計(jì)算數(shù)值不再相等，變壓器設(shè)備的技術(shù)保護(hù)裝置將會(huì)釋放跳閘信號(hào)，發(fā)揮對(duì)變壓器設(shè)備的技術(shù)保護(hù)作用。

2 變壓器保護(hù)方案的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)思路

新式變壓器設(shè)備的保護(hù)技術(shù)系統(tǒng)，是基于原有的變壓器微機(jī)保護(hù)設(shè)備系統(tǒng)的建設(shè)運(yùn)行系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)專(zhuān)門(mén)性設(shè)備部件構(gòu)成體系，以及技術(shù)運(yùn)行方案的改良而具體實(shí)現(xiàn)的，并且具體提升了變壓器設(shè)備保護(hù)技術(shù)裝置的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障分析功能。

整體保護(hù)技術(shù)系統(tǒng)以工控機(jī)設(shè)備作為主要的硬件平臺(tái)，在前級(jí)位置有變換模塊的設(shè)置，能夠?qū)?qiáng)電信號(hào)轉(zhuǎn)化為可供DSP設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中接收的軟電信號(hào)，在信號(hào)處理技術(shù)單元采取和運(yùn)用了TMS320VC330SP部件，主要完成變壓器設(shè)備動(dòng)態(tài)運(yùn)行參數(shù)的采集以及處理行為，在保護(hù)裝置中的管理單元，應(yīng)當(dāng)選取和應(yīng)用Rabbit2000處理器技術(shù)部件，并借助這一處理器實(shí)現(xiàn)人際交流，以及對(duì)綜合自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)控制。整套變壓器設(shè)備的設(shè)備組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)變壓器保護(hù)原理分析以及保護(hù)方案設(shè)計(jì)，本文從變壓器設(shè)備保護(hù)的基本原理，以及變壓器保護(hù)方案的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)思路兩個(gè)方面展開(kāi)了具體論述，旨意為相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]張杰，羅隆福，R.K.Aggarwal，李勇，劉福生.新型換流變壓器保護(hù)方案設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2010（06）.

[2]高東學(xué)，智全中，朱麗均，梁旭.智能變電站保護(hù)配置方案研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2012（01）.

[3]湯大海，陳永明，曹斌，潘書(shū)燕，龍鋒.快速切除220kV變壓器死區(qū)故障的繼電保護(hù)方案[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2014（04）.

[4]廖衛(wèi)東.變壓器保護(hù)原理分析探究[J].電子制作，2014（22）.

[5]張杰，羅隆福，R.K.AGGARWAL，劉光曄，許加柱，寧志毫.新型換流變壓器差動(dòng)保護(hù)原理[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2011（04）.

作者簡(jiǎn)介：靳勇（1983-），男，北京人，助理實(shí)驗(yàn)師。