變壓器保護原理分析及保護方案設計

摘 要：變壓器設備的運行質量狀態(tài)，是保障我國電力能源工業(yè)日常化生產經營活動順利開展的基本條件。隨著我國變壓器設備整體造價水平的不斷提升，變壓器設備在運行過程中的技術保護工作，也日漸引起了相關技術人員的廣泛關注，本文圍繞變壓器保護原理分析以及保護方案設計展開了簡要論述。

關鍵詞：變壓器；保護原理；保護方案；設計

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

0 引言

隨著我國的現有供電網絡系統電壓參數強度等級的不斷升高，我國電力變壓器設備的參數結構特征，也逐步向著容量擴大化、電壓等級提高化，以及設備部件結構復雜化的技術方向快速發(fā)展，與此同時，我國電力變壓器設備的造價水平，也處于不斷上升的過程中，在設備成本水平不斷提高的背景下，變壓器設備一旦出現運行技術故障，其實際給供電企業(yè)造成的經濟損失也將會更加嚴重，因而做好變壓器設備運行使用過程中的技術保護，對于我國電力能源生產供應事業(yè)的有序開展發(fā)揮著重要的保障作用，有鑒于此，本文將針對變壓器保護原理分析以及保護方案設計問題展開簡要論述。

1 變壓器設備保護的基本原理

1.1 差動保護原理

變壓器設備的差動保護，是通過對被保護變壓器設備兩側電流參數的相位、大小以及方向等技術指標，具體判斷變壓器設備在實際運行使用過程中是否出現技術故障，是基于技術測量手段對變壓器設備完成的保護。這一保護原理，主要被應用于保護變壓器設備的內外接線結構，防止其出現短路故障現象。其主要技術原理是：在變壓器設備的兩端分別安裝和連接電流互感器技術構件，當被保護變壓器設備處于正常工作狀態(tài)下，保護區(qū)域內實際流入和流出的電流應當具備相同的相位，同等的參數強度以及相反的矢量方向，在這種條件下，實際的差動回路電流強度為零；在變壓器內外線路出現短路故障條件下.線路兩端的電流參數都會向短路故障點發(fā)生位置流動，這時差動回路結構中的電流參數強度將不再保持為零，直接導致變壓器運行保護裝置的保護功能被觸發(fā)，斷路器做出跳閘動作，切斷變壓器內部線路結構中的電流供應，完成具體的設備保護功能。

1.2 磁通特性保護原理

磁通特性保護原理充分利用了變壓器和設備內部磁路技術結構的磁通特性.應用磁通原理的基本算法，具體區(qū)分變壓器設備在實際使用過程中的勵磁涌流狀態(tài)，以及內部線路結構短路故障狀態(tài)，并通過對變壓器設備實際運行使用狀態(tài)的正確判斷，切實減少變壓器設備保護技術裝置的技術誤動現象，保證變壓器設備持續(xù)處于最佳的技術運行狀態(tài)。磁通原理算法依照差流的上升，或者是下降沿開展具體的計算處理過程，實現了采樣值計算處理方法的直接使用，這種計算方法計算作業(yè)量較小，且計算結果精確性較高。

1.3 等值方程算法的技術保護原理

等值方程算法保護，是依照已經建立的技術描述方程等式兩端的計算數值是否相等，來完成變壓器設備實際運行性能狀態(tài)的判斷好確認，并在此基礎上針對變壓器設備在實際運行過程中，出現的技術故障現象做出針對性的技術改良處理。依照常規(guī)變壓器設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：

在變壓器設備處于正常工作條件下，上述方程的左右兩側應當處于相等狀態(tài)，變壓器設設備中連接的保護裝置本身不會發(fā)揮任何的技術動作，而在變壓器內部線路結構發(fā)生短路故障時。變壓器設備兩端的電壓參數和電流參數將會發(fā)生動態(tài)變化，同時導致變壓器設備內部繞組的參數狀態(tài)發(fā)生變化，直接導致上述等值方程左右兩側的計算數值不再相等，變壓器設備的技術保護裝置將會釋放跳閘信號，發(fā)揮對變壓器設備的技術保護作用。

2 變壓器保護方案的設計實現思路

新式變壓器設備的保護技術系統，是基于原有的變壓器微機保護設備系統的建設運行系統基礎上，通過對專門性設備部件構成體系，以及技術運行方案的改良而具體實現的，并且具體提升了變壓器設備保護技術裝置的運行狀態(tài)監(jiān)測和故障分析功能。

整體保護技術系統以工控機設備作為主要的硬件平臺，在前級位置有變換模塊的設置，能夠將強電信號轉化為可供DSP設備運行過程中接收的軟電信號，在信號處理技術單元采取和運用了TMS320VC330SP部件，主要完成變壓器設備動態(tài)運行參數的采集以及處理行為，在保護裝置中的管理單元，應當選取和應用Rabbit2000處理器技術部件，并借助這一處理器實現人際交流，以及對綜合自動化技術系統的動態(tài)控制。整套變壓器設備的設備組成結構如圖1所示。

3 結語

針對變壓器保護原理分析以及保護方案設計，本文從變壓器設備保護的基本原理，以及變壓器保護方案的設計實現思路兩個方面展開了具體論述，旨意為相關領域的技術人員提供借鑒。

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作者簡介：靳勇（1983-），男，北京人，助理實驗師。