關于電力變壓器繼電保護設計的思考

李海岳

摘要：為了保證電力系統(tǒng)中變壓器設備繼電保護功能有良好的質(zhì)量，應認識到繼電保護的重要性，并能結(jié)合實際的供電系統(tǒng)方面繼電保護工作的實際需要，制定科學的繼電保護體系設計，最終實現(xiàn)推動繼電保護工作質(zhì)量提升的目標。本文就電力系統(tǒng)變壓器繼電保護系統(tǒng)設計方案進行了分析。

關鍵詞：變壓器；繼電保護；設計

隨著經(jīng)濟水平的不斷發(fā)展，人們生活質(zhì)量的越來越高，對安全意識也逐漸提高，人們對生活中的電力保護裝置越發(fā)重視。為了能夠有效的使電力系統(tǒng)安全運行，所以當電力變壓器的保護系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，工作人員要及時做出合理的調(diào)整，保證電力系統(tǒng)能夠正常的工作不給周圍的人帶來不便。相關的研究人員經(jīng)過長期的研究發(fā)現(xiàn)，電力變壓器繼電保護系統(tǒng)中一般最容易出現(xiàn)二次回路問題等電流互感的故障等問題。

一、電力系統(tǒng)中繼電保護方面系統(tǒng)結(jié)構分析

當代電力系統(tǒng)在其實際的運行中可能會受到各種意外因素的影響，因此也就更需要繼電保護系統(tǒng)能對各種情況進行精準監(jiān)測、控制，而在繼電保護方面監(jiān)測系統(tǒng)進行全面監(jiān)測的時候。而從當代電力系統(tǒng)當中繼電保護系統(tǒng)組成方面來看，其主要包括了感應過壓模塊、電流流向判斷模塊、接地電流分析模塊等組成模塊。而從物理構成方面進行分析的時候，其主要的構成部分為積分器電路結(jié)構、數(shù)據(jù)信息采集裝置、數(shù)據(jù)儲存器、數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構以及羅氏線圈等組成部分。電力變壓器繼電保護終端在線式無線監(jiān)測器，包括雷擊過壓，感應過壓，接地電流，電流方向判斷檢測模塊：包括羅氏線圈，積分器電路，數(shù)據(jù)采集器，CPLD，存儲器，CPU處理器，無線數(shù)據(jù)傳輸部。電力變壓器繼電保護終端有線通信管理單元，包括RS485接口轉(zhuǎn)SDH的2M，無線通信管理單元，包括無線轉(zhuǎn)RS485接口，RS485接口轉(zhuǎn)SDH的2M，通信管理單元包括SDH的2M轉(zhuǎn)RS485接口，RS485接口轉(zhuǎn)USB接口，服務器程序，包括實時顯示雷擊過壓，感應過壓，接地電阻，接地電流，電流方向，告警信息，曲線圖，數(shù)據(jù)記錄，拓撲圖，歷史數(shù)據(jù)導出。

二、電力系統(tǒng)中繼電保護方面功能分析

當代電子信息技術以及相應設備強化了監(jiān)測系統(tǒng)的性能，在當前電力系統(tǒng)方面繼電保護中實現(xiàn)了在線類型的監(jiān)測，能時時監(jiān)控電力系統(tǒng)在其運行階段中的各種情況。在對雷擊導致的電壓超載問題進行處理的時候，這一設備的前端采用了羅氏線圈設備，同時輔助以積分電路結(jié)構、數(shù)據(jù)處理結(jié)構、信息數(shù)據(jù)采集以及處理結(jié)構。在該系統(tǒng)運行的時候會對單元脈沖信息進行有監(jiān)測，并以判斷的依據(jù)為基礎，對是否是雷擊情況進行有效判定。其次，對于感應過壓情況的判斷處理，其前端同樣采用羅氏線圈設計方案，同時也輔助以積分電路結(jié)構、數(shù)據(jù)處理結(jié)構、信息數(shù)據(jù)采集以及處理結(jié)構，而這種感應過壓檢測和雷擊過載保護的差別主要體現(xiàn)在對單元脈沖時間的檢測上，一旦系統(tǒng)檢測到的單元脈沖時間長度在250微秒到2500微妙之間則就能對其進行精準判定。

第三，接地電阻方面的檢測組件，從其組成結(jié)構方面來看，其內(nèi)部主要有內(nèi)置非接觸類型傳感器，電流檢測單元組件、信息數(shù)據(jù)處理組件、激勵類型脈沖信號發(fā)生單元等設備組件，這一設備在進行電阻數(shù)值檢測的時候，通常檢測范圍會被控制在0歐姆到200歐姆之間，其報警信息也可以人為進行設定。第四，在對接地電流進行檢測的時候，其前端使用了羅氏線圈設備，通過組成中的數(shù)據(jù)采集以及儲存設備對各種信息數(shù)據(jù)進行處理，并且在系統(tǒng)中還存在著積分電路，其實際的檢測區(qū)間在0安培到400安培治之間，并且該系統(tǒng)中的報警電流閥值也是可以人為進行控制，能滿足不同使用環(huán)境中的具體需要。

三、工作方式分析

電力變壓器繼電保護接地線穿過羅氏線圈，羅氏線圈輸出連接到積分器模塊，積分器模塊輸出連接到10M采集/8位模塊，采集模塊輸出連接到數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元對采集的數(shù)據(jù)進行處理，區(qū)分是否有雷擊過壓和感應過壓，及區(qū)分是雷擊過壓還是感應過壓，數(shù)據(jù)處理單元處理完數(shù)據(jù)輸出到顯示單元和輸出接口（RS485或433M）。為了保持被采集信號的準確性，需要在信號源和A/D轉(zhuǎn)換器之間加入一個采樣/保持電路來確保信號源的可靠性。為了提高系統(tǒng)的準確性，采樣/保持電路的采樣時間越短越好，其保持時間越長越好。A/D轉(zhuǎn)換器具有很多類型，一般采用逐次逼近型的A/D轉(zhuǎn)換器。電力變壓器繼電保護接地線穿過羅氏線圈，羅氏線圈輸出連接到積分器模塊，積分器模塊輸出連接到10k/24位采集模塊，采集模塊輸出連接到數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元對采集的數(shù)據(jù)進行處理并計算接地電流值及計算相位值，數(shù)據(jù)處理單元處理完數(shù)據(jù)輸出到顯示單元和輸出接口（RS485或433M）。

電力變壓器繼電保護接地線穿過傳感器，數(shù)據(jù)處理單元觸發(fā)脈沖發(fā)生模塊，脈沖發(fā)生模塊輸出連接到傳感器，傳感器輸出一個電流信號到數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊輸出到數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元對采集的數(shù)據(jù)進行處理，計算接地電阻值，數(shù)據(jù)處理單元處理完數(shù)據(jù)輸出到顯示單元和輸出接口（RS485或433M）。輸出接口（RS485或433M）輸出連接到監(jiān)測器通訊管理單元，監(jiān)測器通訊管理單元將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為SDH模塊2M輸出，監(jiān)測器通訊管理單元遠程將數(shù)據(jù)輸出到服務器通訊管理單元，服務器通訊管理單元將SDH模塊2M信號轉(zhuǎn)為USB接口，服務器通訊管理單元輸出連接到服務器。電力變壓器繼電保護在線式監(jiān)測系統(tǒng)接入市電進行供電，但是對于穩(wěn)壓部分的要求更高。如果穩(wěn)壓模塊不夠合理，那么短時間內(nèi)造成電壓值出現(xiàn)大幅波動，這種現(xiàn)象的主要危害在于，可能因為瞬時電壓故障而導致線路與設備不可逆的損壞，處理方法主要有提供不間斷電源、電壓整流器等。采用不間斷電源（UPS）、無功功率補償器（SVG）等設備可以有效地減輕電壓波動對于設備帶來的影響，起到平波的作用，同時也減輕了對于線路的損耗，是相對科學有效的辦法。

總之，電力能源對于現(xiàn)代社會運行方面的影響十分突出，一旦社會運行中出現(xiàn)了電力故障，那么就會對各領域造成較大的影響，甚至出現(xiàn)巨大的經(jīng)濟損失，不利社會穩(wěn)定的向前發(fā)展。因此也就要能從源頭做好供電體系的管理工作，通過變壓器設備繼電保護裝置的運用，就能對突發(fā)事件進行有效處理，避免故障對系統(tǒng)運行產(chǎn)生影響。

參考文獻：

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