摘要：近年来，随着国民经济的快速发展，电力产业也得到了迅速的发展，带来发展机遇的同时也带来全新的挑战。高新材料、精细化的制作工艺以及计算机系统的发展促进电力系统的不断完善，特别是计算机系统在变压器微机保护领域的应用越来越普遍。电力变压器作为供电系统的重要设备，在整个运行过程中进行能量和电压的转换，其是否能够安全运行直接关系到电力系统的运行。变压器微机保护系统能反应电力系统运行故障和异常状态，并且当此类现象发生时能够及时作用于系统，迅速选择性的处理故障电路，从而保证供电系统的安全运行，提高供电质量和效率。特别是最近十年来经过不断的探索和改进，其功能更加完善，优越性体现的淋漓尽致。但是变压器微机保护理论在实践过程中，依然存在很多问题亟待解决。本文就变压器微机保护现存的问题进行讨论，参考相关文献做出阐述，希望能够提供一些参考。
关键词：变压器微机；保护装置；智能；电路；电力系统
1 变压器微机保护概述
微机保护是利用数字计算机，通过程序软件作为媒介来实现复杂的继电保护。近年来，作为电力系统继电保护领域的主要发展方向，充分显示出强大的选择性、灵敏性以及可靠性，具有强大的市场潜力。
1.1 微机保护概述
微机保护理论的提出最早追溯于上世纪60年代，有学者提出利用计算机系统构建继电保护装置，试图以小型计算机为起点，用一台计算机操控多个继电系统。早期的理论同时涵盖了输电线路、相关软件开发等方面的研究，诸如此类的理论基础为继电保护大发展奠定了强大的理论基础。上世纪70年代中期，微机保护的理论探索进入了快速发展期，为后期发展奠定了深厚的理论基础，但没有进入实际应用阶段。到了70年代末期，随着计算机技术、大规模集成电路技术的发展，微机保护得到了极大发展，另外诸如价格、可靠性等方面促进了微机保护的实用化发展。
1.2我国微机保护发展历程
80、90年代美国、本等国家相继进行了大规模的微机投入，成果也是比较可观。虽然国内微机保护的研究起于1979年，起步比较晚，但是发展速度迅猛。各大高校、企业纷纷注入大量人力、物力、财力到微机保护的研发中。1984年国内第一次计算机继电保护学术会议的召开，标志着我国继电保护进入了快速发展阶段。各种新型高可靠性、高抗干扰、高网络通信能力的国际化水准的产品相继面市投入使用。纵观发展历程，我国继电保护先后经历了机械型、整流型、晶体管型和集成电路型阶段后，现在已经到达微机保护阶段。该技术已经广泛应用于电力系统。
1.3微机保护发展方向展望
随着计算机核心技术和通信高端技术在变压器微机保护领域的推广，微机保护逐渐倾向于计算机化、网络化、智能化发展，应用方向更加趋向与集保护、控制、测量和数据通信一体化
2 智能变压器微机保护装置原理
2.1 智能变压器微机保护优点
除了具备传统的电路保护功能外，还具有下列功能：①故障分析处理能力。②良好适应能力：能够通过相关程序操作而改变保护系统定值，并能进行信息交互处理。③自我检测和诊断处理能力：能够检测系统故障，外源数据进行识别校正，保护微机的正常运行。④保护、测距能力。⑤良好性价比，实用性强，方便操作，营成本合理。
2.2 智能变压器微机保护基本原理
智能微机保护的关键是主动识别已经发生故障的或者非正常运行状态的系统，然后利用相关程序处理异常故障，从而保护系统的正常运行。在电路电压上，电压都会有一定的波动，在电源段的线路上的电压比较高。电路始端与电流的相位角也是受到线路参数的影响。电路受到的测量阻抗一般情况是固定不变的，在实际过程中也对微机保护功能有所影响。在运行过程中为了保证微机主保护系统的安全性，此时系统仅仅识别与主保护有关的信息。采样过程主保护系统主要是负责保护三相电流，三相电压以及零电压的切换。采样数据被硬件过滤后通过软件程序计算处理后，使有效信号转换成与信号有关的等量数据。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆智能变压器微机保护系统能够实现对保护对象的监测，通过双侧值的对比，实现对监测对象的保护；经过系统软件程序的计算，可以针对性的切换保护方式。
3 智能变压器微机保护装置构造
3.1 变压器差动保护
智能变压器微机保护压差保护基于KCL方程。基础电路引出线在电路上连接时，被保护设备被当做一个下端节点。在电路运行过程时设备的正常运行和外部故障符合基尔霍夫电流定律。因电流的变化以及联接方式不同等原因，导致不平衡电流的产生，微机保护系统能够联合各误差系数平衡差动电流的影响。当发生较大故障时，电流出现不平衡状态，差动电流异常，此时智能变压器可以启动电流不平衡保护系统。当流经变压器的外部电压过高，出现异常时，比率差动保护能够迅速做出反应，调节电压的大小，其灵敏度更大。当变压器内部出现故障，发生电路的短路，电流较大，电流互感器受到影响，而差动速断保护快速启动程序，调节电路使其正常运行。
3.2 变压器后备保护
当发生变压器电流增大电压反而下降的现象，即不对称现象，微机保护将进行复压过电流保护。该装置由复合电压元件、过电流装置以及时间元件构成，能够提高保护的灵敏度，提升运行效率。此外还存在零序过流保护、过负荷保护等程序，能够的提高后备保护的效果。
3.3 变压器硬件装置构成
变压器微机保护装置的硬件设计是基础部分，同时影响保护功能的实现和软件的设计。在硬件装置设计时同时兼顾功能性和软件设计的兼容性。智能变压器微机保护采用双CPU的设计思路，使用DSP芯片构建保护单元实现其保护功能，单片机辅助芯片实现其管理功能。对数据进行采集时进行合适的转换，然后行算法、逻辑是否判断、变量的重新判断，最后分析处理结果。在电路正常运行过程中需要实时监控运行情况，对事件进行记录和参数的准确校正，同时反馈时间的记录情况，并进行相关传输，得到时间信息的常见方式为利用芯片自身携带的计时器或者计数器，通过软件实现计时，当然也可以采用专用的时钟芯片。采样电路的设计要求与电流互感器吻合，能够较好的反应电流比值，确保装置的正常动作，在正常情况下一般电路的要求精度不是特比高的情况下，使用微调节系统使电流能够正常运行，系统计算计量偏差。频率测量过程同样也是电力测试系统的一个重要过程，在设计方面应用单元模块设计，能够起到很好的效果。
综上所述，本文主要是对智能变压器微机保护装置做了初步研究和讨论。参考相关文献以及实际考察情况，对课题进行了较为深刻的阐述和分析。首先参考相关文献，对微机保护的概念做了阐述，有关微机保护的发展情况做了系统概述，从概念的提出到发展期，一直到当代的研究进展都做了分析。结合我国变压器微机保护发展的历程进行了适当展望，未来微机保护一定会更加现代化、高效化、优质化。结合实践经验对变压器微机保护装置的原理进行了综合分析，同时对智能变压器微机保护装置的构造进行了适当解说。当然由于实际情况的限制和其他方面的原因，研究过程可能存在某些问题。最后期望本文能为该领域的相关人员提供一些参考。
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论文作者:黄岷江
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/1
标签：微机论文; 变压器论文; 电流论文; 保护装置论文; 电路论文; 系统论文; 智能论文; 《电力设备》2017年第22期论文;