变压器差动保护涌流制动原理的研究

2017-07-14申亚东田禾

科学中国人 2017年21期

关键词：差动馈线配电

申亚东，田禾

鸡西市郊区农电局

变压器差动保护涌流制动原理的研究

申亚东，田禾

鸡西市郊区农电局

在我国社会电力运行系统的快速发展的过程之中，变压器运行保护工作能否高质量的完成对于电力系统的顺畅运行有着很大的作用，变压器的安全运行处理应该被国家重视起来，本文对于变压器保护的基本运行原理进行了分析和介绍，希望有关部门可以作为参考，改进和优化当前的变压器保护机制。

变压器；差动保护；涌流制动

一、变压器运行保护的基本原理

在电力系统的运行之中，后勤部分和基础设施中的工作人员应该做好对电力系统运行保护计划的设计和完整的实行，只有保证电力系统的正常运行，我国才能在系统之中进行必要的升级和改造，以强化电力系统的运行效率。因此，变压器的运行保护对于电力系统的发展有很大的影响。

在我国传统的变压器保护方案的设计之中，前人选择了差动式保护的方式对变压器的正常运行进行保证。差动保护的主要原理是基尔霍夫电流定律，主要是对变压器内部的纯电路组成部分进行保护，蔽日变压器之中的电子线路、母线等电子元件，这种保护方法不适合于保护组成之中有磁路进行链接的电子其间，因为磁性器件不满足差动式保护方式的实用范围。

二、差动保护涌流机制的研究分析

差动式保护原理在其发展的100年间有着足够大的完善和优化，在完善的过程之中，人们对差动式保护方式进行了诸多的优化，增加了差动式保护的设备选择性，检测的灵敏度和电路保护的高速性，在变压器保护的历史上占据者非常重要的地位。

但是，在我国的差动式保护方式的使用过程之中，电力系统的工作人员在进行工作实践的过程之中发现了许多差动式保护方式的不足之处，在变压器的差动式保护方式的使用过程之中，变压器的运行过程之中存在空载合闸和过电压的状况，这就阻碍了差动式保护的作用效果，在这种情况发生时，差动式保护装置会误以为系统出现故障二关停整个系统，因此，若想在运行过程之中继续使用差动式保护方式，研究和技术人员应该在变压器内设置以电流波形和磁电流为依据的防误动保护措施。

同时随着电力系统的发展,超高压长线对地电容的增大,增设无功补偿设备等,使变压器差动保护区内短路时,差动保护受到2次或偶次谐波电流的制动作用,恶化了差动保护性能。现在又要求带匝间短路的变压器空载合闸时,差动保护能快速切除。现有的以励磁涌流波形特征为闭锁条件的变压器差动保护,难以胜任越来越高的技术要求。

在现有的变压器保护装置之中，现有的涌流原理主要是电流的二次谐波和对称波，一般在保护装置的设置之中，工程人员普遍使用二次谐波和波形对称原理来完成变压器运行保护之中的励磁涌流的判断基础。但是根据这种算法，工程人员对于系统运行的过程之中的三相变压器空载合闸时的涌流大小。因为对称涌流的出现，变压器运行保护的启动速度和启动条件都得到了很大的影响，因此，对于涌流制动原理的分析和应用上的优化可以提高变压器运行保护装置的运行效率。

在涌流原理的分析之中，研究的目的主要是涌流条件对于变压器保护系统的影响和对于涌流制动原理的优化。其中为了提高变压器的运行安全的程度，一般要对变压器的电流稳定程度进行分析和探讨。而在传统的变压器的可靠性评估之中，一般是对配电系统的运行状态进行分析和研究。在一般的电力系统之中，配电系统一般是呈辐射状或是开环辐射状进行运行。在系统的评定之中，基本的评估方法是对于系统的故障模式和故障结果进行模拟分析，进而得出系统是否稳定。在测试之中，可靠性评估测试主要是以配电系统之中的元件为测试的对象，对于元件可能出现的故障模式和故障原因进行假设之后，分析每一种故障对电力系统的正常运行造成的影响，最终综合故障模式和后果的分析，对配电系统的可靠性作出评估。

在基本的电路网络之中，简单配电系统的基本组成是一条主馈线，其主要的电子元件包括变压器，输电线，断路器和隔离开关等元器件，并在电路的馈线末端借有备用电源，以防止电路因故障而失去电源。主馈线的主要结构是由输电线、熔断器和变压器组成的负荷支路，其结构较为简单。

在进行简单配电系统的可靠性评估时，检测人员一般会将配电系统内部的电路进行等效的变化，并组成仅有负荷回路和馈线段串联而成的简单逻辑电路。配电系统的负荷点进行可靠性评估的主要指标是系统的平均故障率，平均停运次数和平均停运时间。

一般在较为复杂的系统分析之中，工程人员会将系统简化为基本的状态模型进行分析，在常用的系统模型之中，用于评估可靠性的模型一般是将配电系统简化为三状态模型进行分析，在模型之中，主要的模型元素包括系统的正常运行状态，系统的故障修复状态，计划检修状态，三种状态分别以系统之中的故障修复率、计划检修率和计划修复率为影响因素被，在三种状态之间相互转换。

实际的配电系统较为复杂，是由多条简单配电系统电路相互组合而形成的复杂系统，在实际的配电系统之中，一般将系统划分为主馈线和副馈线，然后利用可靠性等值的计算方法，将各条馈线等值为简单地辐射状配电网络，进而简化复杂系统可靠性评估时的繁琐计算。

在进行简化时，各条馈线的简化方法与简单配电并系统的简化方法类似，以一条馈线为系统，然后将该条馈线简化为三状态模型，进行可靠性评估。在完成各条馈线的计算和评估之后，在将各条馈线等值为基本配电系统的辐射状网络，得出对整个系统的评估结果。

在复杂系统简化为多条馈电线路组成的辐射状网络之后，其基本的可靠指标可以根据简化系统之中系统的正常运行状态，系统的故障修复状态，计划检修状态等几个指标进行计算，各个可靠指标均可以通过对基本指标的计算得出。