變壓器差動(dòng)保護(hù)涌流制動(dòng)原理的研究

申亞東，田禾

雞西市郊區(qū)農(nóng)電局

變壓器差動(dòng)保護(hù)涌流制動(dòng)原理的研究

申亞東，田禾

雞西市郊區(qū)農(nóng)電局

在我國社會(huì)電力運(yùn)行系統(tǒng)的快速發(fā)展的過程之中，變壓器運(yùn)行保護(hù)工作能否高質(zhì)量的完成對(duì)于電力系統(tǒng)的順暢運(yùn)行有著很大的作用，變壓器的安全運(yùn)行處理應(yīng)該被國家重視起來，本文對(duì)于變壓器保護(hù)的基本運(yùn)行原理進(jìn)行了分析和介紹，希望有關(guān)部門可以作為參考，改進(jìn)和優(yōu)化當(dāng)前的變壓器保護(hù)機(jī)制。

變壓器；差動(dòng)保護(hù)；涌流制動(dòng)

一、變壓器運(yùn)行保護(hù)的基本原理

在電力系統(tǒng)的運(yùn)行之中，后勤部分和基礎(chǔ)設(shè)施中的工作人員應(yīng)該做好對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行保護(hù)計(jì)劃的設(shè)計(jì)和完整的實(shí)行，只有保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，我國才能在系統(tǒng)之中進(jìn)行必要的升級(jí)和改造，以強(qiáng)化電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。因此，變壓器的運(yùn)行保護(hù)對(duì)于電力系統(tǒng)的發(fā)展有很大的影響。

在我國傳統(tǒng)的變壓器保護(hù)方案的設(shè)計(jì)之中，前人選擇了差動(dòng)式保護(hù)的方式對(duì)變壓器的正常運(yùn)行進(jìn)行保證。差動(dòng)保護(hù)的主要原理是基爾霍夫電流定律，主要是對(duì)變壓器內(nèi)部的純電路組成部分進(jìn)行保護(hù)，蔽日變壓器之中的電子線路、母線等電子元件，這種保護(hù)方法不適合于保護(hù)組成之中有磁路進(jìn)行鏈接的電子其間，因?yàn)榇判云骷粷M足差動(dòng)式保護(hù)方式的實(shí)用范圍。

二、差動(dòng)保護(hù)涌流機(jī)制的研究分析

差動(dòng)式保護(hù)原理在其發(fā)展的100年間有著足夠大的完善和優(yōu)化，在完善的過程之中，人們對(duì)差動(dòng)式保護(hù)方式進(jìn)行了諸多的優(yōu)化，增加了差動(dòng)式保護(hù)的設(shè)備選擇性，檢測(cè)的靈敏度和電路保護(hù)的高速性，在變壓器保護(hù)的歷史上占據(jù)者非常重要的地位。

但是，在我國的差動(dòng)式保護(hù)方式的使用過程之中，電力系統(tǒng)的工作人員在進(jìn)行工作實(shí)踐的過程之中發(fā)現(xiàn)了許多差動(dòng)式保護(hù)方式的不足之處，在變壓器的差動(dòng)式保護(hù)方式的使用過程之中，變壓器的運(yùn)行過程之中存在空載合閘和過電壓的狀況，這就阻礙了差動(dòng)式保護(hù)的作用效果，在這種情況發(fā)生時(shí)，差動(dòng)式保護(hù)裝置會(huì)誤以為系統(tǒng)出現(xiàn)故障二關(guān)停整個(gè)系統(tǒng)，因此，若想在運(yùn)行過程之中繼續(xù)使用差動(dòng)式保護(hù)方式，研究和技術(shù)人員應(yīng)該在變壓器內(nèi)設(shè)置以電流波形和磁電流為依據(jù)的防誤動(dòng)保護(hù)措施。

同時(shí)隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展,超高壓長線對(duì)地電容的增大,增設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備等,使變壓器差動(dòng)保護(hù)區(qū)內(nèi)短路時(shí),差動(dòng)保護(hù)受到2次或偶次諧波電流的制動(dòng)作用,惡化了差動(dòng)保護(hù)性能?，F(xiàn)在又要求帶匝間短路的變壓器空載合閘時(shí),差動(dòng)保護(hù)能快速切除。現(xiàn)有的以勵(lì)磁涌流波形特征為閉鎖條件的變壓器差動(dòng)保護(hù),難以勝任越來越高的技術(shù)要求。

在現(xiàn)有的變壓器保護(hù)裝置之中，現(xiàn)有的涌流原理主要是電流的二次諧波和對(duì)稱波，一般在保護(hù)裝置的設(shè)置之中，工程人員普遍使用二次諧波和波形對(duì)稱原理來完成變壓器運(yùn)行保護(hù)之中的勵(lì)磁涌流的判斷基礎(chǔ)。但是根據(jù)這種算法，工程人員對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行的過程之中的三相變壓器空載合閘時(shí)的涌流大小。因?yàn)閷?duì)稱涌流的出現(xiàn)，變壓器運(yùn)行保護(hù)的啟動(dòng)速度和啟動(dòng)條件都得到了很大的影響，因此，對(duì)于涌流制動(dòng)原理的分析和應(yīng)用上的優(yōu)化可以提高變壓器運(yùn)行保護(hù)裝置的運(yùn)行效率。

在涌流原理的分析之中，研究的目的主要是涌流條件對(duì)于變壓器保護(hù)系統(tǒng)的影響和對(duì)于涌流制動(dòng)原理的優(yōu)化。其中為了提高變壓器的運(yùn)行安全的程度，一般要對(duì)變壓器的電流穩(wěn)定程度進(jìn)行分析和探討。而在傳統(tǒng)的變壓器的可靠性評(píng)估之中，一般是對(duì)配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析和研究。在一般的電力系統(tǒng)之中，配電系統(tǒng)一般是呈輻射狀或是開環(huán)輻射狀進(jìn)行運(yùn)行。在系統(tǒng)的評(píng)定之中，基本的評(píng)估方法是對(duì)于系統(tǒng)的故障模式和故障結(jié)果進(jìn)行模擬分析，進(jìn)而得出系統(tǒng)是否穩(wěn)定。在測(cè)試之中，可靠性評(píng)估測(cè)試主要是以配電系統(tǒng)之中的元件為測(cè)試的對(duì)象，對(duì)于元件可能出現(xiàn)的故障模式和故障原因進(jìn)行假設(shè)之后，分析每一種故障對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成的影響，最終綜合故障模式和后果的分析，對(duì)配電系統(tǒng)的可靠性作出評(píng)估。

在基本的電路網(wǎng)絡(luò)之中，簡單配電系統(tǒng)的基本組成是一條主饋線，其主要的電子元件包括變壓器，輸電線，斷路器和隔離開關(guān)等元器件，并在電路的饋線末端借有備用電源，以防止電路因故障而失去電源。主饋線的主要結(jié)構(gòu)是由輸電線、熔斷器和變壓器組成的負(fù)荷支路，其結(jié)構(gòu)較為簡單。

在進(jìn)行簡單配電系統(tǒng)的可靠性評(píng)估時(shí)，檢測(cè)人員一般會(huì)將配電系統(tǒng)內(nèi)部的電路進(jìn)行等效的變化，并組成僅有負(fù)荷回路和饋線段串聯(lián)而成的簡單邏輯電路。配電系統(tǒng)的負(fù)荷點(diǎn)進(jìn)行可靠性評(píng)估的主要指標(biāo)是系統(tǒng)的平均故障率，平均停運(yùn)次數(shù)和平均停運(yùn)時(shí)間。

一般在較為復(fù)雜的系統(tǒng)分析之中，工程人員會(huì)將系統(tǒng)簡化為基本的狀態(tài)模型進(jìn)行分析，在常用的系統(tǒng)模型之中，用于評(píng)估可靠性的模型一般是將配電系統(tǒng)簡化為三狀態(tài)模型進(jìn)行分析，在模型之中，主要的模型元素包括系統(tǒng)的正常運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)的故障修復(fù)狀態(tài)，計(jì)劃檢修狀態(tài)，三種狀態(tài)分別以系統(tǒng)之中的故障修復(fù)率、計(jì)劃檢修率和計(jì)劃修復(fù)率為影響因素被，在三種狀態(tài)之間相互轉(zhuǎn)換。

實(shí)際的配電系統(tǒng)較為復(fù)雜，是由多條簡單配電系統(tǒng)電路相互組合而形成的復(fù)雜系統(tǒng)，在實(shí)際的配電系統(tǒng)之中，一般將系統(tǒng)劃分為主饋線和副饋線，然后利用可靠性等值的計(jì)算方法，將各條饋線等值為簡單地輻射狀配電網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而簡化復(fù)雜系統(tǒng)可靠性評(píng)估時(shí)的繁瑣計(jì)算。

在進(jìn)行簡化時(shí)，各條饋線的簡化方法與簡單配電并系統(tǒng)的簡化方法類似，以一條饋線為系統(tǒng)，然后將該條饋線簡化為三狀態(tài)模型，進(jìn)行可靠性評(píng)估。在完成各條饋線的計(jì)算和評(píng)估之后，在將各條饋線等值為基本配電系統(tǒng)的輻射狀網(wǎng)絡(luò)，得出對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的評(píng)估結(jié)果。

在復(fù)雜系統(tǒng)簡化為多條饋電線路組成的輻射狀網(wǎng)絡(luò)之后，其基本的可靠指標(biāo)可以根據(jù)簡化系統(tǒng)之中系統(tǒng)的正常運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)的故障修復(fù)狀態(tài)，計(jì)劃檢修狀態(tài)等幾個(gè)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，各個(gè)可靠指標(biāo)均可以通過對(duì)基本指標(biāo)的計(jì)算得出。

三、結(jié)語

基于對(duì)于涌流制動(dòng)原理的研究，國家工程部門可以對(duì)涌流的發(fā)生機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化，從而提高變壓器運(yùn)行保護(hù)系統(tǒng)的額運(yùn)行效率，更高質(zhì)量的對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行作出貢獻(xiàn)。

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[1]蔡華俠,吳建,劉強(qiáng).消除變壓器差動(dòng)保護(hù)中的不安全因素[J].安全，2017(03)

[2]王楓,張鎮(zhèn),齊志銘,王舒,馬寧寧.平衡系數(shù)對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)的影響[J].東北電力技術(shù)，2016(11)