芻議電力運(yùn)行中變壓器保護(hù)的應(yīng)用

程剛

摘 要：變壓器在電力系統(tǒng)中是不可或缺的一項(xiàng)設(shè)備，也是電力系統(tǒng)的核心組成部件。變壓器能否得到足夠的保護(hù)，對整個電力系統(tǒng)的安全、平穩(wěn)運(yùn)行有著極大的影響。因此，在電力運(yùn)行過程中加強(qiáng)對變壓器的保護(hù)極為重要。對變壓器在電力運(yùn)行中的常見故障進(jìn)行分析，主要就變壓器保護(hù)在電力運(yùn)行中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；變壓器；保護(hù)；安全

中圖分類號：TM407 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）13-0028-02

作為電力系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一，變壓器能否安全運(yùn)行直接影響著電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、安全性和穩(wěn)定性。隨著國家電網(wǎng)改造工程的進(jìn)行，許多大型高壓電網(wǎng)相繼上馬，變壓器作為電力運(yùn)行的保護(hù)裝置，其結(jié)構(gòu)和性能也在不斷發(fā)展和完善中。然而在實(shí)際運(yùn)行過程中，對變壓器的保護(hù)還存在一些疏漏，這在一定程度上制約了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，同時也間接增加了變壓器的維修費(fèi)用。因此，在電力運(yùn)行過程中，如何更好地保護(hù)變壓器，保障電力系統(tǒng)平穩(wěn)、安全運(yùn)行，已成為一項(xiàng)非常重要的研究課題。

1 變壓器的常見故障

顧名思義，變壓器就是調(diào)節(jié)改變電壓的一種裝置。在電力系統(tǒng)中，它是核心設(shè)備之一，也是保障傳輸電力電壓安全穩(wěn)定的關(guān)鍵。如果變壓器在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障，就可能對整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行造成影響。根據(jù)對過往變壓器故障的分析和總結(jié)，變壓器故障可以分為以下幾種：①在電力運(yùn)行時，變壓器發(fā)生漏油，周邊溫度出現(xiàn)異常，并伴有噪聲。經(jīng)驗(yàn)表明，這種故障產(chǎn)生的主要原因是變壓器內(nèi)部元件在運(yùn)行過程中過負(fù)荷工作或質(zhì)量不過關(guān)，需要維修人員在第一時間全面排查故障位置，找出發(fā)生故障的元件部位。②在電力運(yùn)行中，變壓器突然發(fā)生異常響動，甚至有爆裂聲，周邊溫度急劇攀升，并伴有漏油，油位急劇下降。這表明變壓器已受到嚴(yán)重的破壞，應(yīng)在第一時間及時進(jìn)行停電處理，安排技術(shù)人員對故障進(jìn)行全面排查。③在一定程度上，變壓器還存在遭受雷擊的危險。為了預(yù)防雷擊，應(yīng)從中性點(diǎn)位和接頭位置兩方面入手，對變壓器進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)計。④在電力運(yùn)行過程中，變壓器還會出現(xiàn)類似風(fēng)吹或錘擊的不正常噪聲。一般而言，這些噪聲是因?yàn)樽儔浩鲀?nèi)部個別元件連接不緊或螺絲松動引起的。

2 變壓器保護(hù)在電力運(yùn)行中的應(yīng)用

2.1 微機(jī)保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

隨著計算機(jī)技術(shù)的成熟、進(jìn)步，以及在各領(lǐng)域不斷滲透和應(yīng)用，計算機(jī)技術(shù)在變壓器保護(hù)方面也發(fā)揮了十分重要的作用。所謂“微機(jī)保護(hù)技術(shù)”是指充分利用計算機(jī)的特點(diǎn)，運(yùn)用計算機(jī)技術(shù)構(gòu)成繼電保護(hù)裝置，對變壓器進(jìn)行實(shí)時保護(hù)。運(yùn)用微機(jī)保護(hù)技術(shù)保護(hù)變壓器，具有安全可靠、靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)，同時也可以保證電力系統(tǒng)各部件內(nèi)儲存的數(shù)據(jù)信息不會因意外斷電而部分或全部丟失。基于微機(jī)保護(hù)技術(shù)的變壓器保護(hù)系統(tǒng)是由閃卡、只讀內(nèi)存卡、CPU組件和隨機(jī)儲存器等多個性能良好的微機(jī)處理組件構(gòu)成，能夠全方位、全天候?qū)﹄娏\(yùn)行中的變壓器進(jìn)行有效保護(hù)。此外，通過對只讀內(nèi)存卡和閃卡的靈活運(yùn)用，能夠顯著提升保護(hù)系統(tǒng)的性能，給系統(tǒng)增添了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和記錄功能，能夠更好地處理變壓器運(yùn)行過程的各種故障。微機(jī)保護(hù)技術(shù)的功能比較齊備，兼具通訊、保護(hù)、監(jiān)控等多種功能于一身，在電力運(yùn)行過程中能夠?qū)崿F(xiàn)對變壓器的有效保護(hù)。

2.2 數(shù)據(jù)采集組件的應(yīng)用

數(shù)據(jù)采集組件是由具有相當(dāng)高可靠度的14位精度AVD轉(zhuǎn)換器和擁有多路開關(guān)的濾波回路共同構(gòu)成，其中，14位精度的AVD轉(zhuǎn)換器是由同步電路構(gòu)成的最新內(nèi)芯。因此，運(yùn)用數(shù)據(jù)采集組件保護(hù)變壓器具有準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、功率消耗少和轉(zhuǎn)換速度快等特點(diǎn)。同時，在數(shù)據(jù)采集組件的子系統(tǒng)測量中，不需要借助外在輔助工具，通過高測量精度的內(nèi)置芯片就能調(diào)節(jié)電力運(yùn)行中的各種誤差。除此之外，在數(shù)據(jù)采集組件內(nèi)部，還具有獨(dú)特的輸入和輸出功能，數(shù)據(jù)采集組件的CPU系統(tǒng)共有16個預(yù)設(shè)開關(guān)、10個外部輸出開關(guān)和一個供GPS使用的專屬開關(guān)。通過這10個外部輸出開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)向系統(tǒng)供給24 kV穩(wěn)定電壓電源的目的，另外的5個開關(guān)則主要負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)采集組件運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)督和控制等。最后，在數(shù)據(jù)采集組件中設(shè)置了一個精巧的時鐘回路，使時鐘芯片更加精確和細(xì)致，從而保障變壓器的保護(hù)裝置充分接受GPS的脈沖信號。

2.3 跳閘組件模塊的應(yīng)用

在變壓器的保護(hù)裝置中，根據(jù)跳閘組件模塊性質(zhì)的不同，可以分為跳閘繼電器和邏輯繼電器兩類。其中，邏輯繼電器是一種在自動化系統(tǒng)中普遍使用的遠(yuǎn)程監(jiān)控電子器；而具體到變壓器保護(hù)系統(tǒng)中，跳閘繼電器集成了多種回路繼電器的綜合功能，其工作內(nèi)容包含了合閘保持繼電器、手動跳閘繼電器、跳閘位置繼電器和跳閘保護(hù)繼電器等組件的多種功用。對于以上繼電器，根據(jù)電流大小，可以分為0.5 A和1 A兩種。在變壓器保護(hù)裝置中應(yīng)用跳閘組件模塊，在閘參數(shù)調(diào)整后不需要進(jìn)一步更換掉相應(yīng)繼電器組件。在電壓器保護(hù)系統(tǒng)中應(yīng)用邏輯繼電器，由于邏輯繼電器是在CPU驅(qū)動下工作的，所以可以通過CPU驅(qū)動有效將其應(yīng)用到調(diào)合閘出口的中間繼電器上。通常而言，在沒有緊急情況或者突發(fā)狀況下，邏輯繼電器的負(fù)電源一般處在封閉模式下，這樣可以有效避免因開關(guān)損害引起的變壓器損壞，從而更進(jìn)一步避免不必要性的損失，實(shí)現(xiàn)降低整個系統(tǒng)維修費(fèi)用的目的。

2.4 變壓器數(shù)字保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用

在變壓器數(shù)字保護(hù)系統(tǒng)中，通常以電子操作平臺的形式，將有關(guān)變壓器的數(shù)據(jù)信息顯示給工作人員。在電子操作平臺上，根據(jù)功能的不同，可以分為鍵盤、指示燈和液晶顯示器等功能區(qū)域，極大地減少了工作人員的工作量。變壓器數(shù)字保護(hù)系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)在很大程度上倚重于其機(jī)箱功能的設(shè)計，變壓器數(shù)字保護(hù)系統(tǒng)的機(jī)箱應(yīng)與外界環(huán)境完全隔絕，使其擁有高強(qiáng)度的抗震性能和一定的防塵、防水性能，從而在相對困難的外部條件下仍可以實(shí)現(xiàn)大部分保護(hù)功能。在變壓器數(shù)字保護(hù)系統(tǒng)中，內(nèi)置采用了最新的科技成果——微處理器和容量超大的ROM，大幅度提升了CPU 組件處理數(shù)據(jù)信息的能力，使其能夠在各種復(fù)雜的環(huán)境或嚴(yán)重的故障下對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時的記錄和處理。

3 結(jié)束語

綜上所述，變壓器是電網(wǎng)系統(tǒng)的核心組成部件，在電力運(yùn)行中，加強(qiáng)對變壓器的保護(hù)對維持整個電網(wǎng)系統(tǒng)的安全、平穩(wěn)運(yùn)行具有十分重要的意義。然而現(xiàn)階段，對變壓器的保護(hù)措施還不到位，變壓器乃至整個電網(wǎng)系統(tǒng)的安全問題仍面臨著許多潛在的威脅。這就需要綜合運(yùn)用多種技術(shù)，選擇合理的方法提高變壓器的安全性能，為整個電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行提高保障。

參考文獻(xiàn)

[1]李文會.淺談變壓器保護(hù)在電力運(yùn)行中的應(yīng)用研究[J].中國電業(yè)（技術(shù)版），2013（12）.

[2]馬南，張立光.電力運(yùn)行中變壓器保護(hù)的應(yīng)用研究[J].黑龍江科技信息，2012（12）.

〔編輯：李玨〕

Abstract： Transformer is an integral part of the device in the power system， but also the core components of the power system. Transformers can get adequate protection of the security of the entire power system running smoothly has a great impact. Therefore， to enhance the protection of the transformer in the power during operation is extremely important. A common fault in the power transformer operation is analyzed mainly on the transformer protection applications in power running discussed.

Key words： power system； transformer； protection； safety