關于供電所低壓配電變壓器的保護系統的設計問題分析

李 帥

（西山煤電（集團）有限責任公司發電分公司， 山西 太原 030024）

經濟發展帶動了我國電力行業的進步，電力系統的穩定運行也變得至關重要，低壓配電變壓器可以在電網運行時保障電網的安全性與穩定性。目前，我國并沒有對電系系統的低壓配電變壓器實施保護措施，由于低壓配電壓變壓器對電力系統運行的重要性，供電所必須對低壓配電變壓器進行保護。

1 低壓配電變壓器保護系統的作用

配電變壓器通常有以下保護有兩種保護形勢，一是電量保護，電流速斷、過電流、過負荷、低壓零序電流保護；二是非電量保護，油變有輕瓦斯、重瓦斯保護、干變有超溫、超高溫保護。要檢測配電變壓器工作狀態，工作人員了解變壓器的運行指標，保證變壓器正常運行，對運行參數進行分析，例如，對變壓器的電流保護，對變壓器過流和過熱保護，要采取一定的措施。現階段，我國低壓配電器保護系統常出現的問題是，單一的系統設置，不能有效監控變壓器的正常運行，所監控數據并不具備較高的精確性，會影響供電所工作人員對變壓器實際狀況的分析，低壓配電變壓器保護系統，所使用的數據精確度比較高，所涉及的范圍比較廣，將數據送到供電所，實現供電監控系統智能化，這樣有利于供電所的正常運行，還可以提高變壓器數據的準確性。工作人員通過計算機監控變壓器的運行狀況，由于變壓氣易受溫度和濕度的影響，工作人員選擇合適的環境，將變壓器安裝其中，就算出現雷雨天氣，有效防止變壓器受到雷擊，進而保護了變壓器系統，提高了電壓器使用效果，這樣可以避免電流的干擾，從而增強了變壓器的抵抗能力[1]。

2 供電所低壓配電變壓器的保護系統的設計

2.1 供電所低壓配電變壓器的保護

2.1.1 配電變壓器的保護

在供電所低壓配電變壓器保護中，要明確過電流保護、對變壓器過熱保護和變壓器剩余電流保護。首先，過電流保護要檢測變壓器運行的負載，保護其所決定的負載量，過流保護主要是指額定電流與負載電流相差較多，保護變壓器的系統，其次，如果變壓器自身的溫度比較高時，對變壓器的過熱進行保護，降低變壓器自身的溫度，要切除負荷，在一定程度上，保護了變壓器系統。最后，工作人員設置變壓器剩余的電量，將其設置為三個檔位，對如果所剩的電量不到總電量的50%時，變壓器的電量就會跳到下一個檔位，起到保護變壓器電量的作用。因此，工作人員檢測低壓配電變壓器參數，對電壓器系統實施保護，對電壓配電器設計系統進行保護時，滿足變壓器具備耐高溫、防潮濕、抗干擾和抗雷擊性較好，這樣才能保證變壓器性能的穩定，還有利于電壓器的正常運行[2]。

2.1.2 配電變壓器保護指標

配電變壓器保護指標包括過電流保護指標、過熱保護指標和剩余電流保護指標。首先，電流保護指標要檢測變壓器的所運行負載的電流值，來判斷保護變壓器的保護作用，過電流主要是指負載電流要大于變壓器的額定電流105%～500%，采用反時限特性保護裝置，以斷開變壓器中的斷路器。判斷電流值的情況，結合電流斷開的時間，如果變壓器超過額定電流，且超過5%時，保證斷開的時間是100 min，超過額定電流的20%時，保證斷開的時間是10 min，超過額定電流的40%時，管理人員要立即斷開斷路開關，且控制斷開時間0.2 s。其次，過熱保護指標保證變壓器自身的溫度在90℃以上，90℃，要切除保護裝置的負荷，這樣不僅可以防止便也器過熱發生事故，使變壓器恢復正常的溫度，變壓器重新啟動。最后，剩余電流保護裝置有100 mA、300 mA和500 mA三個檔位，如果線路中所剩余的電流為50%～80%，裝置會自動跳到下一檔位，實現電流的保護，如果電流處于最高檔位時，要保證檔位不變，超過裝置的50%時，會跳到下一檔位，超過80%的電流時，會斷路[3]。

2.2 供電所低壓配電變壓器的保護系統的設計

2.2.1 低壓變壓器的總體方案

低壓變壓器的保護系統主要以MCU為主控單位，成電信號由成電信號組成，以此調理信號電路，電能計量芯片是三相電流電壓，并且對功率的計算，利用傳感器的采集低壓變電器的溫度，將MCU所包含的模塊數據打包，并上傳，工作人員對所上傳的數據進行分析，實施顯示變壓器的數據，這樣才能監控低壓變壓器的運行狀態。

2.2.2 低壓變壓器保護系統的數據采集

低壓變壓器保護系統數據采集包括溫度和電量參數采集，實施監管變壓器溫度和電量參數數據，及時調整變壓器實際的溫度和變壓器電量參數，這樣不僅可以避免變壓器溫度過高，還可以有效防止過流的出現。一方面，變壓器溫度數據采集，溫度的采集主要通過溫度傳感器實現的，將所采集的信號通過濾波和放大處理實現數據的轉換，工作人員對轉換后的數據進行處理，這樣才能實時監督變壓器的溫度。另一方面，變壓器電量參數的采集，通過傳感器采集電壓和電流的參數，對三相電壓和電流轉換后，經過轉壓和降壓這一過程，通過三相電流的處理，將轉換的電流和電壓導入電能計量芯片中，電能計量芯片導入其中的電流和電壓，所使用的芯片是ATT7022B三相芯片，將其應用于三線和四線制的電路中，計算電能芯片的電流和電壓，計算各相的功率和能量進行計算，還要計算變壓器的頻率和相角，通過芯片上的SPI總線接口，來控制外部數據，這樣不僅可以合理的設置變壓器的電量，還可以實時監控變壓器的電量和電能[4]。

2.2.3 變壓器保護系統的RS232接口通信模塊

在RS232接口通信模塊中，對低壓變壓器通信速率要求并不高，變壓器在系統保護中，對上位機RS232串口進行通信，為了實現RS232串口的通信功能，將RS232串口與與MCU模塊間實現通信功能，這樣才能實現MAX232的接口芯片。在RS232接口通信中，電壓發生器、兩個驅動器和兩個接收器來組成MAX232芯片，采用MAX232芯片為MAX232提供電平，TIA/EIA-232-F器件用 5V TTL/CMOS電平來代替，將器件TIA/EIA-232-F轉化為能接受的電平，

3 所低壓配電變壓器的保護系統的試驗結果

在低壓配電器保護系統中，設計低壓配電器，這樣可以檢測變壓器性能，實現變電器的檢測效果。對變壓器系統檢測，這樣可以證明數據檢測的準確性，檢測低壓變電器各個保護系統，從實驗的溫度和電量參數來檢測，降低了變壓器的參數與實際值之間的誤差，從而保證變壓器所運行的實際參數的準確性。通過實驗證明，對低壓變電器保護系統進行監控，這樣不僅可以保護低壓變電器，還有利于電壓變電器的正常運行。

4 結語

在供電所低壓配電變壓器的保護系統的設計中，變壓器保護裝置具有抗雷擊、抗干擾、耐溫防潮和性能穩定等性能，根據供電所低壓配電變壓器的保護系統的設計，低壓變壓器的總體方案，低壓變壓器保護系統的數據采集，變壓器保護系統的RS232接口通信模塊，自動檢測和界面顯示功能和遠程遙控與遠程通訊功能，以實現電流保護和電量保護。