摘要：随着我国经济的发展和科学技术的进步，社会用电量的激增，我国电网的供电技术难度也不断上升。为了满足日益增多的用电需求和应对供电工作中繁琐的管理控制过程，相关的电厂配电系统中进行了控制系统自动化改造。本文分析了电厂配电变压器综合智能保护系统关键技术。
关键词：电厂配电变压器；智能保护系统；技术；
变压器是电力系统最重要的电气设备之一。尽管它是静止设备,结构可靠,但运行经验表明,在实际运行中,仍可能发生各种故障和不正常的运行状态。若不能迅速地切除故障,不但会烧毁主设备,而且会引发系统事故或大面积停电事故。
1 变压器故障
变压器的不正常工作情况主要是:由于外部短路引起的过电流,长时间的过负荷和不允许的油面降低等。它将使变压器绕组温度升高,绝缘加速老化,缩短使用寿命,甚至引起变压器内部故障,因此必须采取措施加以消除。根据《继电保护和自动装置设计技术规程》的规定,变压器继电保护装置一般应具有如下保护功能:防御变压器油箱内部各种短路故障和油面降低的瓦斯保护;防御变压器绕组和引出线多相短路、单相接地短路及绕组匝间短路的纵联差动保护或电流速断保护;防御变压器外部相间短路并作为瓦斯保护和差动保护(电流速断保护)后备的过电流保护(或复合电压起动的过电流保护、或负序过电流保护);防御大接地电流系统中变压器外部接地短路的零序电流保护;防御变压器对称过负荷的过负荷保护;防御变压器过励磁的过励磁保护。
2 电厂配电变压器综合智能保护系统关键技术
2.1 变压器的差动保护
（1）比率制动式差动保护。比率制动式差动保护的原理就是保护的动作电流(差动电流定值)随外部短路电流按比率增大,即能保证外部短路不误动,又能保证内部短路有较高的灵敏度。这里的比率就是指差动保护的差动电流与制动电流之比。制动电流这样选取:在不平衡电流较大的外部故障时有制动作用,在内部故障时制动作用最小。在综合自动化系统中,微机变压器差动保护的制动电流一般按最大差电流相的三侧电流之最大者来选作制动电流。
（2）解决差动保护误动有2种途径:一种是抛开差动保护的思路,寻求一种更为可靠的主保护原理,从而避开涌流问题,例如基于变压器模型的保护原理, 既考虑了变压器的励磁特性,又避免了变压器铁芯复杂的非线性铁磁性质的影响,从根本上摆脱了涌流和过励磁电流的影响; 另一种就是从完善纵差保护原理方面入手,使其具有识别和应涌流的能力,例如基于等效瞬时电感识别涌流的方法能够细致反映变压器饱和程度的变化,有望从根本上解决涌流引起差动保护误动的问题。
2.2 变压器后备保护
一是复合电压闭锁方向过流保护。根据变压器容量和系统短路电流的水平不同,实现保护的方式有:过电流保护、低电压起动的过电流保护、复合电压起动的过电流保护以及负序过电流保护等。复合电压闭锁元件是利用正序低电压和负序过电压反映系统故障,防止保护误动作的对称序电压测量元件。复合电压闭锁过流保护的灵敏度比低电压启动的过流保护灵敏度高。这两种保护的动作电流都是按躲过变压器额定电流整定,低电压元件是按变压器额定电压U的0.7倍整定的,复合电压闭锁元件中的负序电压是按变压器额定电压U的0.06～ 0.12倍来整定的。在常规的变压器保护中,要实现复合电压闭锁过流保护,需增加三只低电压继电器和负序电压滤过器及其过电压继电器,还需增加不少硬件,接线复杂。因此过去大型高压变压器才配置这类后备保护,中小型变压器一般只配置低电压启动过电流保护。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆微机保护中复合电压闭锁元件靠软件构成,不增加任何硬件情况下实现,故一般变压器即使是35kV,容量不很大的变压器后备保护也都配置复合电压闭锁过流保护。二是变压器过负荷保护。变压器过负荷保护一般仅取一相电流(如B向电流) ,I段用于发警告信号,II段用于启动风扇冷却器,III段用于闭锁有载调压。过负荷保护是主变的后备保护之一。它以最大相电流为动作依据。它可以采用定时限判据,也可以使用反时限判据。这里使用的是定时限判据。
3 与设备检修RCM的结合
以可靠性为中心的检修(简称“RCM”)是目前国际上流行的、用以确定设备预防性维修需求的一种系统工程方法。RCM把人们从管理故障模式的观念转到了管理故障影响和故障后果的观念上来，较好地解决了“为什么修、何时修、修什么”的问题。它的基本思路是：对系统进行功能与故障分析，明确系统内各故障的后果；用规范化的逻辑决断方法，确定出各故障后果的预防性对策。成功地实施RCM，有赖于现场故障数据统计，以设备状态为基础，通过专家评估、定量化建模等手段在保证安全性和完好性的前提下，实现维修停机损失最小的目的。在保证巡检系统独立运行的前提下，通过数据挖掘技术，得到设备运行第一手资料，避免了各项资源的重复投入，是RCM一个经济的实现方法。
4 RS6011GGPRSRTU 装置的实际应用。
4.1 RS6011G GPRS RTU 装置是一种用来实现远程集成监控的智能控制系统，它将信息采集、数据传输和控制进行集成管理使配电系统的自动化和智能化程度进一步提高，使运转更加的科学高效。该装置的终端控制装置内设计的有一个性能极高的微型处理器。这个终端合一通过采集和滤波相关的模拟信号等技术手段进过上传现场的传感器发来的开关量、信号和模拟量到远程监控中心。该种监控方案按照用户的需求变化来修改数据储存与上报周期长度，通过通用的工业性组态软件直接和远程现场的传感器材进行数据交换，实现了现场信息采集直至远程监控中心的整套监控方案，该无限控制装置使用的组态软件无需专门定制相关的驱动来来帮助驱动工作。
4.2 采用的关键技术
一是数据查询。巡检系统可对系统内的巡检对象数据、巡检任务数据、巡检采集数据进行查询、导出和打印。同时，针对巡检系统中所记录的巡检采集数据，可以进行各种统计，得出报表并进行输出。这样就方便运行人员对设备数据进行分析，及时掌握设备状态趋势。二是数据采集模块。数据采集模块嵌入在采集器中，是巡检人员在实际巡检过程中进行条码扫描定点、采集数据记录、采集数据修改、员工工作记录和数据上传的设备。采集器可以通过Web 页面从服务器中下载员工信息，员工必须以自己的身份使用采集器进行数据采集，这样就能确定每个员工的工作量以及每个设备的采集人员。该功能对于明确巡检责任、加强巡检过程的监督与控制有重要意义。三是电流互感器断线监视。在运行中电流互感器某相断线,断线相的二次电流为零,差电流Id不为零,也可能引起差动保护误动作。需进行电流互感器的断线监测和监视。电流互感器二次回路断线的判据对于电厂总降压变电所主变压器来说,也应装设过电流保护、电流速断保护和瓦斯保护;在有可能过负荷时,也需装设过负荷保护。但是如果单台运行的变压器容量在10000kV A及以上和并列运行的变压器每台容量在6300kV•A及以上时,则要求装设纵联差动保护来取代电流速断保护。
目前我国配电控制技术因为经济和科技等原因的制肘，自动化和智能化的水平还不足以应对我国日益上升的新增用电需求，因此我国的各地的变电所应该结合当地的实际情况，积极的推动配电系统的自动和和智能化改造进程，从而保证配电工作的更好进行。
参考文献：
[1]李杨.变电所低压配电自动控制技术应用[A].科技创新导报，2015，（25）：91.
[2]杜伟波.智能化技术在广州地铁低压配电系统中的应用[B].石油化工建设，2015，（11）:77-79.
论文作者:张风歧
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/4
标签：变压器论文; 电流论文; 电压论文; 系统论文; 故障论文; 差动论文; 负荷论文; 《电力设备》2017年第14期论文;