關(guān)于供電所低壓配電變壓器的保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題分析

李 帥

（西山煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司發(fā)電分公司， 山西 太原 030024）

經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動了我國電力行業(yè)的進(jìn)步，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行也變得至關(guān)重要，低壓配電變壓器可以在電網(wǎng)運(yùn)行時保障電網(wǎng)的安全性與穩(wěn)定性。目前，我國并沒有對電系系統(tǒng)的低壓配電變壓器實(shí)施保護(hù)措施，由于低壓配電壓變壓器對電力系統(tǒng)運(yùn)行的重要性，供電所必須對低壓配電變壓器進(jìn)行保護(hù)。

1 低壓配電變壓器保護(hù)系統(tǒng)的作用

配電變壓器通常有以下保護(hù)有兩種保護(hù)形勢，一是電量保護(hù)，電流速斷、過電流、過負(fù)荷、低壓零序電流保護(hù)；二是非電量保護(hù)，油變有輕瓦斯、重瓦斯保護(hù)、干變有超溫、超高溫保護(hù)。要檢測配電變壓器工作狀態(tài)，工作人員了解變壓器的運(yùn)行指標(biāo)，保證變壓器正常運(yùn)行，對運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析，例如，對變壓器的電流保護(hù)，對變壓器過流和過熱保護(hù)，要采取一定的措施?，F(xiàn)階段，我國低壓配電器保護(hù)系統(tǒng)常出現(xiàn)的問題是，單一的系統(tǒng)設(shè)置，不能有效監(jiān)控變壓器的正常運(yùn)行，所監(jiān)控數(shù)據(jù)并不具備較高的精確性，會影響供電所工作人員對變壓器實(shí)際狀況的分析，低壓配電變壓器保護(hù)系統(tǒng)，所使用的數(shù)據(jù)精確度比較高，所涉及的范圍比較廣，將數(shù)據(jù)送到供電所，實(shí)現(xiàn)供電監(jiān)控系統(tǒng)智能化，這樣有利于供電所的正常運(yùn)行，還可以提高變壓器數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。工作人員通過計(jì)算機(jī)監(jiān)控變壓器的運(yùn)行狀況，由于變壓氣易受溫度和濕度的影響，工作人員選擇合適的環(huán)境，將變壓器安裝其中，就算出現(xiàn)雷雨天氣，有效防止變壓器受到雷擊，進(jìn)而保護(hù)了變壓器系統(tǒng)，提高了電壓器使用效果，這樣可以避免電流的干擾，從而增強(qiáng)了變壓器的抵抗能力[1]。

2 供電所低壓配電變壓器的保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 供電所低壓配電變壓器的保護(hù)

2.1.1 配電變壓器的保護(hù)

在供電所低壓配電變壓器保護(hù)中，要明確過電流保護(hù)、對變壓器過熱保護(hù)和變壓器剩余電流保護(hù)。首先，過電流保護(hù)要檢測變壓器運(yùn)行的負(fù)載，保護(hù)其所決定的負(fù)載量，過流保護(hù)主要是指額定電流與負(fù)載電流相差較多，保護(hù)變壓器的系統(tǒng)，其次，如果變壓器自身的溫度比較高時，對變壓器的過熱進(jìn)行保護(hù)，降低變壓器自身的溫度，要切除負(fù)荷，在一定程度上，保護(hù)了變壓器系統(tǒng)。最后，工作人員設(shè)置變壓器剩余的電量，將其設(shè)置為三個檔位，對如果所剩的電量不到總電量的50%時，變壓器的電量就會跳到下一個檔位，起到保護(hù)變壓器電量的作用。因此，工作人員檢測低壓配電變壓器參數(shù)，對電壓器系統(tǒng)實(shí)施保護(hù)，對電壓配電器設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)時，滿足變壓器具備耐高溫、防潮濕、抗干擾和抗雷擊性較好，這樣才能保證變壓器性能的穩(wěn)定，還有利于電壓器的正常運(yùn)行[2]。

2.1.2 配電變壓器保護(hù)指標(biāo)

配電變壓器保護(hù)指標(biāo)包括過電流保護(hù)指標(biāo)、過熱保護(hù)指標(biāo)和剩余電流保護(hù)指標(biāo)。首先，電流保護(hù)指標(biāo)要檢測變壓器的所運(yùn)行負(fù)載的電流值，來判斷保護(hù)變壓器的保護(hù)作用，過電流主要是指負(fù)載電流要大于變壓器的額定電流105%～500%，采用反時限特性保護(hù)裝置，以斷開變壓器中的斷路器。判斷電流值的情況，結(jié)合電流斷開的時間，如果變壓器超過額定電流，且超過5%時，保證斷開的時間是100 min，超過額定電流的20%時，保證斷開的時間是10 min，超過額定電流的40%時，管理人員要立即斷開斷路開關(guān)，且控制斷開時間0.2 s。其次，過熱保護(hù)指標(biāo)保證變壓器自身的溫度在90℃以上，90℃，要切除保護(hù)裝置的負(fù)荷，這樣不僅可以防止便也器過熱發(fā)生事故，使變壓器恢復(fù)正常的溫度，變壓器重新啟動。最后，剩余電流保護(hù)裝置有100 mA、300 mA和500 mA三個檔位，如果線路中所剩余的電流為50%～80%，裝置會自動跳到下一檔位，實(shí)現(xiàn)電流的保護(hù)，如果電流處于最高檔位時，要保證檔位不變，超過裝置的50%時，會跳到下一檔位，超過80%的電流時，會斷路[3]。

2.2 供電所低壓配電變壓器的保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.2.1 低壓變壓器的總體方案

低壓變壓器的保護(hù)系統(tǒng)主要以MCU為主控單位，成電信號由成電信號組成，以此調(diào)理信號電路，電能計(jì)量芯片是三相電流電壓，并且對功率的計(jì)算，利用傳感器的采集低壓變電器的溫度，將MCU所包含的模塊數(shù)據(jù)打包，并上傳，工作人員對所上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)施顯示變壓器的數(shù)據(jù)，這樣才能監(jiān)控低壓變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。

2.2.2 低壓變壓器保護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集

低壓變壓器保護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集包括溫度和電量參數(shù)采集，實(shí)施監(jiān)管變壓器溫度和電量參數(shù)數(shù)據(jù)，及時調(diào)整變壓器實(shí)際的溫度和變壓器電量參數(shù)，這樣不僅可以避免變壓器溫度過高，還可以有效防止過流的出現(xiàn)。一方面，變壓器溫度數(shù)據(jù)采集，溫度的采集主要通過溫度傳感器實(shí)現(xiàn)的，將所采集的信號通過濾波和放大處理實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，工作人員對轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這樣才能實(shí)時監(jiān)督變壓器的溫度。另一方面，變壓器電量參數(shù)的采集，通過傳感器采集電壓和電流的參數(shù)，對三相電壓和電流轉(zhuǎn)換后，經(jīng)過轉(zhuǎn)壓和降壓這一過程，通過三相電流的處理，將轉(zhuǎn)換的電流和電壓導(dǎo)入電能計(jì)量芯片中，電能計(jì)量芯片導(dǎo)入其中的電流和電壓，所使用的芯片是ATT7022B三相芯片，將其應(yīng)用于三線和四線制的電路中，計(jì)算電能芯片的電流和電壓，計(jì)算各相的功率和能量進(jìn)行計(jì)算，還要計(jì)算變壓器的頻率和相角，通過芯片上的SPI總線接口，來控制外部數(shù)據(jù)，這樣不僅可以合理的設(shè)置變壓器的電量，還可以實(shí)時監(jiān)控變壓器的電量和電能[4]。

2.2.3 變壓器保護(hù)系統(tǒng)的RS232接口通信模塊

在RS232接口通信模塊中，對低壓變壓器通信速率要求并不高，變壓器在系統(tǒng)保護(hù)中，對上位機(jī)RS232串口進(jìn)行通信，為了實(shí)現(xiàn)RS232串口的通信功能，將RS232串口與與MCU模塊間實(shí)現(xiàn)通信功能，這樣才能實(shí)現(xiàn)MAX232的接口芯片。在RS232接口通信中，電壓發(fā)生器、兩個驅(qū)動器和兩個接收器來組成MAX232芯片，采用MAX232芯片為MAX232提供電平，TIA/EIA-232-F器件用 5V TTL/CMOS電平來代替，將器件TIA/EIA-232-F轉(zhuǎn)化為能接受的電平，

3 所低壓配電變壓器的保護(hù)系統(tǒng)的試驗(yàn)結(jié)果

在低壓配電器保護(hù)系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)低壓配電器，這樣可以檢測變壓器性能，實(shí)現(xiàn)變電器的檢測效果。對變壓器系統(tǒng)檢測，這樣可以證明數(shù)據(jù)檢測的準(zhǔn)確性，檢測低壓變電器各個保護(hù)系統(tǒng)，從實(shí)驗(yàn)的溫度和電量參數(shù)來檢測，降低了變壓器的參數(shù)與實(shí)際值之間的誤差，從而保證變壓器所運(yùn)行的實(shí)際參數(shù)的準(zhǔn)確性。通過實(shí)驗(yàn)證明，對低壓變電器保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，這樣不僅可以保護(hù)低壓變電器，還有利于電壓變電器的正常運(yùn)行。

4 結(jié)語

在供電所低壓配電變壓器的保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，變壓器保護(hù)裝置具有抗雷擊、抗干擾、耐溫防潮和性能穩(wěn)定等性能，根據(jù)供電所低壓配電變壓器的保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，低壓變壓器的總體方案，低壓變壓器保護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，變壓器保護(hù)系統(tǒng)的RS232接口通信模塊，自動檢測和界面顯示功能和遠(yuǎn)程遙控與遠(yuǎn)程通訊功能，以實(shí)現(xiàn)電流保護(hù)和電量保護(hù)。