高海斌

（山西省晉神能源有限公司沙坪洗煤廠，山西 忻州 036500）

引言

選煤廠的通信設(shè)備通常是連續(xù)運(yùn)行，具有運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)且不間斷的特點(diǎn)，導(dǎo)致通信設(shè)備容易發(fā)生諸多故障問(wèn)題，在很大程度上影響工作的正常進(jìn)行。在通信設(shè)備中加入差動(dòng)裝置可以起到很好的保護(hù)作用，促使通信設(shè)備能夠正常運(yùn)行。在通信設(shè)備將要發(fā)生故障時(shí)，差動(dòng)裝置能夠及時(shí)將其切斷，并提醒相關(guān)人員盡快處理，以此避免通信設(shè)備被破壞。由此可見(jiàn)，差動(dòng)裝置對(duì)通信設(shè)備發(fā)揮著一定的保護(hù)作用。

1 選煤廠通信差動(dòng)保護(hù)簡(jiǎn)介

1.1 差動(dòng)保護(hù)的定義

差動(dòng)保護(hù)是在變壓器正常運(yùn)行的狀態(tài)下對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，以判斷是否發(fā)生故障，實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。差動(dòng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)其保護(hù)性能主要是依靠“矢量差”來(lái)判斷，在使用差動(dòng)保護(hù)時(shí)應(yīng)該設(shè)置一個(gè)電流矢量差標(biāo)準(zhǔn)值，根據(jù)輸入兩端的CT電流矢量差與設(shè)定值比較來(lái)判斷變壓器是否存在故障。當(dāng)變壓器即將出現(xiàn)故障或有可能存在故障時(shí)，差動(dòng)保護(hù)裝置測(cè)得的數(shù)據(jù)達(dá)到設(shè)定值甚至大于設(shè)定值，就會(huì)判斷為存在故障，自動(dòng)切斷運(yùn)行設(shè)備并發(fā)出信號(hào)，操作人員進(jìn)行進(jìn)一步的檢查。差動(dòng)保護(hù)裝置有其自身的優(yōu)越性，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)等多種設(shè)備的保護(hù)。差動(dòng)裝置還能檢測(cè)電路中是否有短路、斷路的問(wèn)題。在實(shí)際工作中，差動(dòng)保護(hù)是通過(guò)某個(gè)接點(diǎn)電流的大小來(lái)判斷是否發(fā)生故障，這個(gè)接點(diǎn)通常是需要被保護(hù)的元件，如果差動(dòng)裝置與被保護(hù)設(shè)備的電流相同，則設(shè)備正常工作，如果電流值不相同則設(shè)備運(yùn)行不正常，此時(shí)差動(dòng)裝置會(huì)切斷電源，這樣就可以避免故障的發(fā)生。

1.2 差動(dòng)保護(hù)的原理

差動(dòng)形式不同其工作原理也不盡相同，當(dāng)前多采用電流差動(dòng)保護(hù)裝置。電流差動(dòng)保護(hù)裝置通常采用的是三相電流，正相序時(shí)電流的順序?yàn)锳、B、C，超前的角度為120°；反向序時(shí)A超前C120°，C超前B，超前角度同樣為120°。在發(fā)揮差動(dòng)保護(hù)裝置的保護(hù)作用時(shí)，需要考慮基爾霍夫電流定律。對(duì)于變壓器裝置，當(dāng)處于正常運(yùn)行的狀態(tài)時(shí)，流入和流出變壓器的電流值大小相等，差動(dòng)保護(hù)裝置不會(huì)有反應(yīng)；一旦變壓器發(fā)生問(wèn)題，差動(dòng)保護(hù)裝置會(huì)把短路電流提供給變壓器，還能以感受到的數(shù)據(jù)作為依據(jù)對(duì)發(fā)生故障的位置進(jìn)行判斷，此時(shí)的差動(dòng)裝置開(kāi)始開(kāi)始運(yùn)行。

根據(jù)差動(dòng)裝置的原理可以發(fā)現(xiàn)，它是依靠電流的變化從而判斷故障是否發(fā)生，事實(shí)上差動(dòng)保護(hù)裝置是根據(jù)某指標(biāo)的變化來(lái)判斷故障的發(fā)生與否，因而除了電流差動(dòng)保護(hù)，還有線路差動(dòng)保護(hù)、母線差動(dòng)保護(hù)等。對(duì)于變壓器的差動(dòng)保護(hù)，接線的形式有很重要的意義，其兩側(cè)互感二次線圈上的電流是判斷變壓器是否發(fā)生故障的重要依據(jù)。

2 選煤廠通信設(shè)備差動(dòng)保護(hù)的應(yīng)用

隨著變壓器在各個(gè)系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)變壓器的保護(hù)也日趨重要。差動(dòng)保護(hù)對(duì)各類可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行防范，但凡設(shè)備出現(xiàn)異常情況可以及時(shí)診斷并啟動(dòng)報(bào)警功能，以提醒工作人員加以排查。在其他設(shè)備保護(hù)中，差動(dòng)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)短路故障的保護(hù)，避免設(shè)備因短路而遭到損害。

2.1 線路的連接

在選煤廠通信系統(tǒng)中應(yīng)用差動(dòng)裝置，通常還需要一些其他設(shè)備的輔助來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)繞組變壓器的保護(hù)，可以在變壓器的兩端安裝電流互感器，然后根據(jù)圖紙連接線路。在連接過(guò)程中首先應(yīng)該注意電流互感器的同極性端的朝向，應(yīng)都對(duì)著母線一側(cè)，其次兩接線之間要并連一個(gè)電流繼電器，最終根據(jù)電流的數(shù)值判斷變壓器工作正常與否。電力行業(yè)有相關(guān)的要求，對(duì)于差動(dòng)保護(hù)裝置需要進(jìn)行相關(guān)的維護(hù)，所以對(duì)技術(shù)人員接線的準(zhǔn)確性提出了更高的要求。要結(jié)合實(shí)際設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行判斷，電流互感器處于變壓器的兩側(cè)，其特點(diǎn)存在一定的差異，變壓器有外圍故障時(shí)會(huì)有異常電流通過(guò)差動(dòng)回路，此時(shí)流經(jīng)繼電器的電流為異常電流，盡可能縮小異常電流的范圍是技術(shù)人員需要考慮的問(wèn)題，這樣才能避免差動(dòng)裝置判斷錯(cuò)誤，引發(fā)問(wèn)題，不利于差動(dòng)裝置發(fā)揮對(duì)變壓器保護(hù)作用的發(fā)揮。

2.2 差動(dòng)裝置保護(hù)作用的實(shí)現(xiàn)

當(dāng)變壓器在運(yùn)行過(guò)程中由于某些問(wèn)題發(fā)生短路或是勿動(dòng)等故障，差動(dòng)線路中的回路電流會(huì)受到其他故障電流的影響，繼而改變?cè)瓉?lái)的流通方向。這種情況下流經(jīng)保護(hù)裝置的電流是兩電流的總和，即流過(guò)繼電器的電流同樣會(huì)增大，使繼電器的作用得到發(fā)揮。在差動(dòng)保護(hù)裝置發(fā)揮對(duì)變壓器的保護(hù)作用時(shí)，主要可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電流互感器中間運(yùn)用到的相關(guān)設(shè)備的保護(hù)，例如電氣設(shè)備、鏈接設(shè)備等，在保護(hù)裝置啟動(dòng)時(shí)對(duì)這些設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)予以檢測(cè)。差動(dòng)保護(hù)裝置能夠保護(hù)的范圍是有限的，對(duì)于超出保護(hù)范圍的設(shè)備不能起到保護(hù)作用，因此在安裝變壓器時(shí)相關(guān)人員應(yīng)分析可能出現(xiàn)故障的設(shè)備及故障類型，并針對(duì)故障設(shè)計(jì)可靠方案。

差動(dòng)保護(hù)在電力行業(yè)中僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)元件的保護(hù)，大多數(shù)還是通過(guò)電流來(lái)對(duì)發(fā)生故障進(jìn)行判斷。隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步，差動(dòng)保護(hù)裝置蓬勃發(fā)展，可以從更多方面來(lái)對(duì)故障進(jìn)行判斷。目前其重點(diǎn)仍是對(duì)變壓器的保護(hù)，發(fā)生故障時(shí)，流入繼電器兩端的電流值不同，由于互感器的影響，故障狀態(tài)下的電流值會(huì)逐漸變化，當(dāng)?shù)陀诓顒?dòng)保護(hù)裝置預(yù)先設(shè)定的電流值時(shí)，故障會(huì)得到一定程度的緩解，裝置不會(huì)產(chǎn)生大的反應(yīng)。當(dāng)變壓器內(nèi)發(fā)生短路，電流值過(guò)大，超過(guò)設(shè)定值，保護(hù)裝置開(kāi)始起作用，切斷電源。對(duì)于保護(hù)裝置的選擇應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，包括操作方式、價(jià)格、性能、結(jié)構(gòu)等因素，這樣才能保證差動(dòng)保護(hù)裝置充分發(fā)揮作用。

3 差動(dòng)保護(hù)功能結(jié)構(gòu)處理的相關(guān)策略

3.1 穩(wěn)定電流

電流互感器在實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)過(guò)程中有重要的意義，直接關(guān)系保護(hù)效果，在差動(dòng)保護(hù)模式的構(gòu)建過(guò)程中對(duì)電流互感器應(yīng)投入更多的精力。在差動(dòng)保護(hù)裝置的安裝過(guò)程中，在安裝前必須選擇合適的電流互感器型號(hào)，充分發(fā)揮裝置保護(hù)作用。通常采用變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置專用的型號(hào)（D級(jí)電流互感器）。此外當(dāng)保護(hù)裝置外圍電流達(dá)到最大值時(shí)，差動(dòng)回路的二次負(fù)荷誤差不能超過(guò)10%。

3.2 控制負(fù)荷

負(fù)荷應(yīng)保證在一定的范圍內(nèi)，如果負(fù)荷偏大，則會(huì)對(duì)電流互感器產(chǎn)生不良的影響，互感器長(zhǎng)時(shí)間超載運(yùn)行會(huì)減小其使用壽命。所以，為了使電流互感器在正常狀態(tài)下運(yùn)行，要加強(qiáng)電流互感器負(fù)荷的控制，在一定范圍內(nèi)降低電流互感器的勵(lì)磁電流，還可以通過(guò)減小控制電纜電阻的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的控制。應(yīng)當(dāng)注意的是，互感器的運(yùn)行狀態(tài)務(wù)必要定期檢查。

3.3 選擇產(chǎn)品

面對(duì)市場(chǎng)上各式各樣的互感器，在選擇時(shí)應(yīng)以實(shí)際變壓器的保護(hù)方式來(lái)進(jìn)行選擇。如果變壓器電流較大，一般建議選擇帶小氣隙的互感器，由于其鐵芯剩磁小，使電流互感器的飽和難度提高，差動(dòng)保護(hù)裝置的保護(hù)性能得到提高。此外勵(lì)磁電流小還能有效控制失衡電流。

3.4 保護(hù)設(shè)備

在選煤廠的通信系統(tǒng)中，除了電流差動(dòng)的保護(hù)形式還能根據(jù)操作難度的不同選擇其他的差動(dòng)保護(hù)形式實(shí)現(xiàn)保護(hù)設(shè)備的目的。常見(jiàn)的有比率差動(dòng)保護(hù)，它同樣可以實(shí)現(xiàn)變壓器的保護(hù)，對(duì)發(fā)生的故障進(jìn)行診斷。其原理就在于當(dāng)變壓器電流值增大時(shí)，增大保護(hù)裝置的保護(hù)能力，由此避免故障的發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

如今差動(dòng)保護(hù)被廣泛地使用于變壓器的保護(hù)中，使變壓器能夠得以正常運(yùn)行，降低變壓器的故障發(fā)生率，使其能夠保持相對(duì)較好的性能，維持整個(gè)系統(tǒng)的有序運(yùn)行。在選煤廠通信中使用差動(dòng)保護(hù)裝置，使其通信性能得到了保護(hù)，保證通信設(shè)備能夠正常的收發(fā)信號(hào)，從而使選煤廠的生產(chǎn)正常進(jìn)行，避免因通信問(wèn)題而對(duì)生產(chǎn)效益造成影響。

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