關(guān)于電力變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)的思考

李海岳

摘要：為了保證電力系統(tǒng)中變壓器設(shè)備繼電保護(hù)功能有良好的質(zhì)量，應(yīng)認(rèn)識到繼電保護(hù)的重要性，并能結(jié)合實(shí)際的供電系統(tǒng)方面繼電保護(hù)工作的實(shí)際需要，制定科學(xué)的繼電保護(hù)體系設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)推動(dòng)繼電保護(hù)工作質(zhì)量提升的目標(biāo)。本文就電力系統(tǒng)變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：變壓器；繼電保護(hù)；設(shè)計(jì)

隨著經(jīng)濟(jì)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(hù)裝置越發(fā)重視。為了能夠有效的使電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，所以當(dāng)電力變壓器的保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，工作人員要及時(shí)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(guān)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(hù)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(hù)方面系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

當(dāng)代電力系統(tǒng)在其實(shí)際的運(yùn)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(hù)系統(tǒng)能對各種情況進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測、控制，而在繼電保護(hù)方面監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行全面監(jiān)測的時(shí)候。而從當(dāng)代電力系統(tǒng)當(dāng)中繼電保護(hù)系統(tǒng)組成方面來看，其主要包括了感應(yīng)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(gòu)成方面進(jìn)行分析的時(shí)候，其主要的構(gòu)成部分為積分器電路結(jié)構(gòu)、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(gòu)以及羅氏線圈等組成部分。電力變壓器繼電保護(hù)終端在線式無線監(jiān)測器，包括雷擊過壓，感應(yīng)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(hù)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(wù)器程序，包括實(shí)時(shí)顯示雷擊過壓，感應(yīng)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?fù)鋱D，歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出。

二、電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)方面功能分析

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

第三，接地電阻方面的檢測組件，從其組成結(jié)構(gòu)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(lì)類型脈沖信號發(fā)生單元等設(shè)備組件，這一設(shè)備在進(jìn)行電阻數(shù)值檢測的時(shí)候，通常檢測范圍會被控制在0歐姆到200歐姆之間，其報(bào)警信息也可以人為進(jìn)行設(shè)定。第四，在對接地電流進(jìn)行檢測的時(shí)候，其前端使用了羅氏線圈設(shè)備，通過組成中的數(shù)據(jù)采集以及儲存設(shè)備對各種信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并且在系統(tǒng)中還存在著積分電路，其實(shí)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(bào)警電流閥值也是可以人為進(jìn)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(hù)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(jìn)行處理，區(qū)分是否有雷擊過壓和感應(yīng)過壓，及區(qū)分是雷擊過壓還是感應(yīng)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(zhǔn)確性，需要在信號源和A/D轉(zhuǎn)換器之間加入一個(gè)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(zhǔn)確性，采樣/保持電路的采樣時(shí)間越短越好，其保持時(shí)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(hù)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(jìn)行處理并計(jì)算接地電流值及計(jì)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(hù)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(gè)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(jìn)行處理，計(jì)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(yuǎn)程將數(shù)據(jù)輸出到服務(wù)器通訊管理單元，服務(wù)器通訊管理單元將SDH模塊2M信號轉(zhuǎn)為USB接口，服務(wù)器通訊管理單元輸出連接到服務(wù)器。電力變壓器繼電保護(hù)在線式監(jiān)測系統(tǒng)接入市電進(jìn)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(shí)間內(nèi)造成電壓值出現(xiàn)大幅波動(dòng)，這種現(xiàn)象的主要危害在于，可能因?yàn)樗矔r(shí)電壓故障而導(dǎo)致線路與設(shè)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(bǔ)償器（SVG）等設(shè)備可以有效地減輕電壓波動(dòng)對于設(shè)備帶來的影響，起到平波的作用，同時(shí)也減輕了對于線路的損耗，是相對科學(xué)有效的辦法。

總之，電力能源對于現(xiàn)代社會運(yùn)行方面的影響十分突出，一旦社會運(yùn)行中出現(xiàn)了電力故障，那么就會對各領(lǐng)域造成較大的影響，甚至出現(xiàn)巨大的經(jīng)濟(jì)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(shè)備繼電保護(hù)裝置的運(yùn)用，就能對突發(fā)事件進(jìn)行有效處理，避免故障對系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]孔彬.關(guān)于電力變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)的探析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（31）

[2]于海濤.關(guān)于電力變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)的探析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（25）：107-107