（广西电网有限责任公司南宁供电局）
摘要：随着电网建设规模及容量的不断增大，变压器区外短路时故障电流对变压器的冲击也在不断增大。变压器近区或出口短路造成跳闸时应进行绕组变形试验，防止因变压器绕组累积造成的绝缘事故。而目前对变压器区外故障对绕组冲击的分析统计多为人工手动处理，缺乏有效的自动化手段。本文介绍了一种利用保信系统进行变压器区外短路电流冲击在线分析的方法，并通过程序自动实现，促进变压器运维效率提升。
关键词：保信系统；变压器区外短路故障；绕组冲击；统计分析程序
《防止电力生产事故的二十五项重点要求》、《中国南方电网公司反事故措施（2017年版）》均明确要求变压器近区或出口短路造成跳闸时应进行绕组变形试验，防止因变压器绕组累积造成的绝缘事故。而目前主变区外短路故障发生后，需要运维人员到变电站调取相关数据，并手工计算分析变压器受冲击情况，极大增加了日常工作量，有时还造成故障分析的滞后，对变压器运维提升带来较大影响。
变电站继电保护信息系统（简称保信系统）能方便调取故障时刻变电站开关继电保护动作或启动录波，输出相关故障数据信息。可利用保信系统对变压器区外短路受冲击电流的统计分析，促进变压器运维效率提升。
1基于保信系统的变压器区外短路故障电流冲击在线分析的方法原理
基于保信系统的变压器区外短路故障电流冲击在线分析的原理是，由保信系统子站调取变压器区外故障时刻流过变压器绕组（相应侧开关）的故障电流数据，并通过保信系统应用程序模块自动分析计算达到允许短路电流的冲击百分比，输出统计结果至保信主站，指导检修人员开展变压器绕组变形试验等差异化运维。同时实现相关短路冲击信息的历史统计、在线统计分析，避免工作人员进站调取、分析数据而引起的滞后、不准确等问题，从而有效提升工作效率。方法原理图如下图1所示。
图1.基于保信系统的变压器区外短路故障电流冲击在线分析的方法原理图
2程序设计方案选择
在现有保信系统中，已可以动态召唤变电站继电保护设备故障录波情况，本次分析讨论两种解决方案。
方案一：冲击电流分析计算主程序配置于保信子站。在该方案中，冲击电流分析计算主程序配置于保信子站，同时允许额定短路电流相关数据也在保信子站配置，主要分析计算工作由该程序在保信子站端完成。而保信主站仅配置召唤分析计算结果的召唤程序，负责将分析结果召唤统计。
该方案优点是，变压器受冲击数据实现分布式计算分析，减轻主站计算分析的工作量。
该方案的缺点：在相关变压器的允许短路电流变化后，需要保信系统主站下发更新允许短路电流值。且相比原来的保信系统，需多上送变压器受冲击电流百分比、受冲击次数等结果信息。因保信系统运行在电力调度数据网I区，在网络安全要求严格的情况下，对主站增加上送信息、对子站增加下发信息的行为容易增加网络数据流，严重会造成网络堵塞及网络安全问题。
方案二：冲击电流分析计算主程序放置于保信主站。在该方案中，冲击电流分析计算主程序及各变电站变压器允许额定电流均配置于保信主站，保信子站端仅需在变压器区外故障发生时刻将相关录波上传至保信主站。故障判断、受冲击比例计算、结果校验、生成报告等程序主要工作由该程序在保信主站端完成。
该方案的优点：无需保信子站上送多余信息数据（故障录波文件为保信系统原上送文件）；同时在相关变压器的允许短路电流变化后，仅需在保信主站统一更新允许短路电流值，无需下发更新保信子站数据。
该方案的缺点：集中式计算，对主站计算分析的工作量有所增加。而就目前的保信系统硬件配置而言，主站的冲击电流分析计算主程序运算量相对较小，其影响几乎可以忽略。
因此，对比选择有点及可行性较好的方案二。
3程序的构建
（1）确定程序计算变量及关系
首先，以变压器高压侧为例，按①计算变压器高压侧的允许短路电流：
INh=UNh/(√3*（Zh+ZEh)）…………①
其中：
INh为变压器高压侧允许短路电流（中、低压侧分别用后缀m、l表示，下同）；
UNh为变压器高压侧额定电压；
ZNh为变压器高压侧短路阻抗；
ZEh为变压器高压侧的系统短路阻抗。
其次，按②式计算变压器相应侧的绕组受冲击比例：
Rh%=Ih/INh×100%…………②
其中：
Rh%为变压器高压侧绕组受冲击比例；
Ih为变压器区外故障时刻高压侧实际短路电流。
（2）真实故障与检修数据识别
变压器绕组冲击为变压器运行中区外故障受到的真实电流冲击。而在变压器停电检修时，相关继电保护装置出现大量非真实冲击的保护调试电流数据。为此，需设置故障判断逻辑量f，通过计算变压器运行时三侧功率平衡量来判别主变是否在运行状态。当主变保护运行时为“Y”，当保护检修时为“N”。
（3）建立数据库变量
其次，根据本程序涉及的相关变量关系，确定数据库变量配置表，各变量的定义如下表1所示。
4、结语
保信系统与继电保护装置实时通信，拓展应用空间较大。变压器绕组冲击的主要参考量为故障时刻留过变压器绕组（相应侧开关）的电流，利用保信系统能快速有效提取相关电流数值，因此利用保信系统对变压器区外故障电流冲击的分析与应用研究，可有效提升变压器运维的质量和效率。
参考文献
[1]《电力变压器绕组变形的电抗法检测判断导则》（DL/T1093-2008）。
[2]《南方电网继电保护信息系统技术规范》（南方电网系统〔2016〕13号）。
[3]王跃强，廖华兴，袁晓清，陈志云，徐子利，罗春风. 基于保信系统的继电保护状态评价系统的开发与应用. 电力系统保护与控制, 2014(8):134-138。
论文作者:覃栋
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/10
标签：变压器论文; 电流论文; 绕组论文; 区外论文; 故障论文; 系统论文; 主站论文; 《电力设备》2017年第36期论文;