特变电工沈阳变压器集团有限公司 辽宁沈阳 110000
摘要：所谓数字化变电站被定义为基于IEC61850通信协议的智能一次设备，以及二次网络设备的分级结构，可以在智能设备之间实现信息共享，建立现代化的互操作的变电站。而且，IEC61850的变电站通信协议分成数字化的过程层，间隔层和站级层这三个主要部分，通过相关联的网络通信实现层与层之间的连接。
关键词：数字化变电站；间隔层；站级层
1电力变压器运行和维护的主要内容
1）检查电力变压器声音是否异常。在对变压器进行巡检过程中，首先从变压器的运转声音中进行分析，如果变压器的运行声音有间断不正常的“沙沙”的声音，通过经验可以判断变压器内部可能存在接触不好或者变压器内部存在间歇性短路的现象；如果听到变压器内部发出不正常的“尖锐”声音，可以判断是出现套管放电的现象或内部放电的现象；如果变压器发出“嗡嗡”的声音，则需要立刻查看变压器是否存在超负荷运转现象；如果听到“喀啦声”，则说明变压器的内部可能发生损坏，内部框架可能被击穿，一旦出现这种现象，应当马上将变压器的运行停止下来，对变压器进行并彻底的检查，以防造成设备事故和人身安全事故。
2）定期查看电力变压器的油位和油温。变压器安装的地点、位置及承载的大小都不同程度的对变压器的运转产生影响，不仅对变压器的油位高低产生影响，还会影响变压器的正常运转，温度高，油位就高，注油的量就小，因此在常温下，要按照说明书上的要求按时进行注油，如高温环境注油量比较小，则根据巡检情况及时注油，注油时一定要根据要求注到油标中间的位置，注满油和注油不够对变压器都会产生一定的害处，同时冷却器、散热器的质量不好也会导致电源变压器的温度上升。在检查过程中，电力变压器的油位如果在正常位置，但油中产生气泡的现象，可能是因为呼吸机输油管存在堵塞的情况，出现这类问题时，应立即停止变压器，疏通后再开启变压器；如果变压器的油位没有到要求的时间油位下降很快，说明可能是变压器有漏油现象，因此在调试变压器时，要将变压器注满油后，观察一段时间，油位没有变化再正常使用变压器。
3）对变压器漏油现象的检查及处理。在使用变压器前，首先要对变压器进行调试，将各油管接口处采用介质连接好后，将变压器注满油，观察一段时间（一般要24小时），如油位不下降，油管处接口处没有油渍出现，证明变压器不存在漏油的现象，可以正常使用。如果油位下降，应马上对变压器的进出油管连接处进行全面检查，发现漏油点后马上对漏油点进行处理，处理好后重新进行调试，直到正常为止。变压器在正常运行时，在对变压器进行巡检时，如发现油管连接处或者其他部位有油渍出现，要做好记录，待停机后进行处理，如漏油严重应马上停机检修。
2 电源变压器数字保护措施
决定电力变压器是否经济，安全，可靠的运行的主要因素有运行环境，生产质量和服务质量。本问主要探讨在变压器实现数字化的过程中，如何有效地防止可能出现的电力变压器故障，并且为有效的电力变压器的保护和维护提出相应的措施。
2.1 变压器数字保护
处理层主要包括合并单元（MU）以及智能操作单元这两各重要部分组成，隔离层则主要是保护智能设备（IED）通过合并单元层之间和与智能通信连接的操作单元之间的切换的过程进行保护，联合装置则提供保护所需要的每个模拟数据，智能的操作系统则实现了提供打开摄入信息的保护需求，在相同的时间间隔层的智能保护设备（IED）可实现判断结果的传输，检结果送到过程层，在过程层进行适当的处理，然后通过流程级智能操作单元对相应的命令进行执行。
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与传统的变压器保护相比，数字式变压器的保护要具有非常强的工作效率，但同时这也对变电站的电源变压器提出了更高的要求主要体现在：第一，完全基于变压器上传模拟单元在相同的时间对数据进行采集，这种同步采样的操作要求是比较繁杂的；第二，变压器故障跳闸命令可以在信号传送到过程级的同时实现操作，进而实现跳闸的目的的统一；第三，由于交换机通过过程层间的大量交换的数据，因此就需要保护单位有一个非常大的数据缓冲区空间，并且要具有较强的对数据处理的功能。
2.2 硬件设计
为了充分保证变压器和实时的数据交换以及保护功能的可靠性的要求，本文则采用数字信号处理器（DSP）和MPC8247微处理器进行结合的双CPU结构，并且还采用了数字信号处理器（DSP），这是由美国德克萨斯州仪器（TI）公司的型号为TMS320F2812的设备，该处理器的应用主要为了保护技术的实现和故障信息处理等相关的功能，而MPC8247则使用自由规模公司的MPC82XX系列处理器，实现在处理器芯片实现网络数据交换，保护数据过滤等功能。通过双口RAM实现两个CPU之间的数据共享，运用这种方式可以实现两个处理器的相互独立，从而能够进一步提高相应的硬件的可靠性。
变压器数字保护的硬件结构则是由DSP和MPC8247两个主要部分组成的。MPC8247芯片的集成了高性能的嵌入式PowerPC603e内核精简指令集（RISC）和通信处理模块（CPM）。数字保护的双核心的设计与传统的设计进行比较，具有大大降低功耗和提高处理速度的有时，通信处理模块则承担相关的外设的通信任务的实现。嵌入式的PowerPC内核和系统接口单元（SIU）以及通信处理器模块（CPM），则是通过系统内部的32位的总线紧密地结合在一起，从而构成了一个强大的MPC8247处理中心。而且在MPC8247处理器中还配置了6个相应的以太网端口，根据IEC61850-9-2通信协议并且结合IEC61850-8收集的每一侧的变压器数据和过程通过GOOSE网络接收的采样间隔采样的数据网络的过程层主要用于承受通信，从而打开了数据传输的通信协议的有效性。DSP则主要是采用TI公司生产的32个高性能处理器TMS320F2812芯片并且还配置了3个以太网端口，从而完成了协议IEC61850变电站的信息收集的水平，通过集中控制系统和保护系统的通信子站，并且对数据进行显示，实现调试和其他机接口函数的发送。
2.3 性能分析
与传统变压器的保护相比数字变压器的保护，则具有以下的几方面的优点：首先，利用了电子变压器，这样电流互感器饱和的问题就不会发生，而且过电阻的电流所造成的不平衡电流也会比较小，从而进一步提高了对于变压器的差动保护的可靠性；第二，由于差动保护阈值是比较低的，因此制动系数也是比较小，这就要求我们提高差动保护器的灵敏度；第三，由于电子变压器具有良好的线性关系，对于改进的差速有很好的作用，这样就可以保护的运行的速度；第四，运用IEC61850变电站通信协议来构建一个快捷的信息共享平台，这样容易实现与其它保护和控制单元进行信息交换和转让。
2.4 加快对电网设备的更新
对于110kV的主设备和保护装置做好检测，以便及时更换变压器并且进行相应的后备保护的安全改进，这样短路故障排除会更加迅速，从而能够减少对变压器的影响。如果使用新性的CT，并且使用SF6断路器代替油基开关所取得的效果就会更好。
3 结语
在电力系统中，电力变压器是其运行的一个重要设备。为了能够使电力变压器的性能充分发挥，就要选择适当的科学的方法对电力变压器的运行和维护进行管理。基于日常维护情况和故障排除情况，制定相应的维护和预防方法，从而进一步确保电源变压器运行的安全性和可靠性，实现有效经济运行的目的。
参考文献：
[1]何超.探讨电力系统中变压器的继电保护措施[J].大科技：科技天地，2011，18：270-271.
[2]房波.浅谈变压器故障诊断的方法与技术措施[J].黑龙江科技信息，2010（29）
论文作者:宋传波1,王镜博2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/4
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