(同煤大唐塔山第二發(fā)電有限責任公司，大同 037000)

0 引 言

隨著科技的持續(xù)發(fā)展，人們對電能的需求日益提高。變壓器作為發(fā)電廠配電裝置的重要設(shè)備直接決定著人們能否獲得充足穩(wěn)定的電能供應(yīng)。因此對于發(fā)電廠配電電壓裝置綜合智能保護系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的探究有著重要意義。

1 綜合智能保護系統(tǒng)在發(fā)電廠配電變壓器中的應(yīng)用

傳統(tǒng)保護系統(tǒng)在對發(fā)電廠配電電壓裝置進行保護時，主要依靠變壓器保護裝置、線路保護裝置以及測控裝置發(fā)揮功能。當上述三個裝置被特定信號觸發(fā)后，傳統(tǒng)保護系統(tǒng)的各個保護環(huán)節(jié)將啟動；傳統(tǒng)保護系統(tǒng)需要借助多個機械接口將系統(tǒng)的保護裝置與發(fā)電廠的配電變壓設(shè)備相連，這不但增加了接線難度也使傳統(tǒng)的保護系統(tǒng)更易遭受周圍電磁的干擾，降低傳統(tǒng)保護系統(tǒng)的可靠性。綜合智能保護系統(tǒng)能夠借助智能終端，將發(fā)電廠的配電變壓裝置進行合并為發(fā)電廠的配電變壓器裝置的各個設(shè)備提供統(tǒng)一保護。例如，出現(xiàn)內(nèi)部故障將增大裝置短路電流，使得電流互感器TA處于飽和狀態(tài)，同時由于同一時間TA的基波電流為0，具有諧波高次分量,需要借助差動速斷策略,并根據(jù)勵磁電流與不平衡電流開展整定速斷作業(yè),此時的整定值應(yīng)為復(fù)合電流的6～7倍，要大于電磁保護數(shù)據(jù)。利用I2C總線將發(fā)電廠的配電變壓裝置的各個設(shè)備與綜合智能保護系統(tǒng)相連[1]。這種方式能夠在實現(xiàn)綜合保護性能的前提下，降低對相關(guān)設(shè)備機械接口的使用率，提升發(fā)電廠配電變壓設(shè)備的安全性，充分發(fā)揮綜合智能保護系統(tǒng)自動化與集成化的優(yōu)勢，滿足發(fā)電廠配電變壓裝置各個設(shè)備的保護需求。如圖一即為發(fā)電廠配電變壓器保護裝置。

2 系統(tǒng)關(guān)鍵性技術(shù)

綜合智能保護系統(tǒng)為實現(xiàn)對發(fā)電廠的配電電壓裝置的保護，應(yīng)確保對自身智能系統(tǒng)的有效控制和管理；當發(fā)電廠的配電變壓裝置出現(xiàn)相應(yīng)故障時，綜合智能保護系統(tǒng)能夠迅速開啟針對性的保護裝置，防止配電變壓器的相關(guān)設(shè)備受到損壞導致大面積停電現(xiàn)象出現(xiàn)。為充分解決這一問題，綜合智能保護系統(tǒng)使用微機控制軟件為發(fā)電廠配電系統(tǒng)的各個設(shè)備提供相對獨立的微機防護。借助比率差動公平變換量原件靈敏的檢測配電變壓制各項設(shè)備的內(nèi)部電流故障情況。微機控制系統(tǒng)作為綜合智能保護系統(tǒng)的主要防護功能可以及時檢測出配電變壓制的故障情況，進行針對性的處理，有效清除故障產(chǎn)生原因。只有在綜合智能保護系統(tǒng)防護失敗后，才會啟用相應(yīng)的后背防護功能。在綜合智能保護系統(tǒng)微機控制的實際運行期間，借助類似于差動保護的硬件線路對設(shè)備的電流傳感器使用Y形接線。其后借助微機控制軟件自動完成對電流變動值與相位的補償系數(shù)，進而對配電變壓裝置所在線路進行針對性的運營維護、調(diào)校和修復(fù)。綜合智能防護系統(tǒng)的后備防護功能主要借助側(cè)向獨立的配置方法，確保后背防護功能獨立運行與主保護功能之外，完善發(fā)電廠配電變壓裝置的保護條件，提升智能綜合保護系統(tǒng)的穩(wěn)定性。綜合智能保護系統(tǒng)的后背防護功能主要分為遠端后備防護功能與近端防護功能。當綜合智能保護系統(tǒng)確定自身的主保護功能失效后，會根據(jù)配電變壓裝置的具體位置，啟動相應(yīng)的遠端后備防護功能或近端防護后備功能。兩種后備防護功能通過裝置的繼電器協(xié)調(diào)運作實現(xiàn)確保各自運行的獨立性。

3 系統(tǒng)關(guān)鍵性技術(shù)應(yīng)用

3.1 微機技術(shù)應(yīng)用

為充分體現(xiàn)微機保護技術(shù)的作用，綜合智能防護系統(tǒng)要實現(xiàn)差動速斷保護與比率制動保護功能，向發(fā)電廠的配電系統(tǒng)變壓裝置提供充足的保護。綜合智能保護系統(tǒng)在主保護系統(tǒng)中需要配置差動繼電器，并在高壓側(cè)配置過負荷保護裝置與過電流保護裝置。為充分實現(xiàn)差動速斷保護功能，綜合智能保護系統(tǒng)使用比率制動策略，依據(jù)特定比率保護設(shè)備的動作電流，當系統(tǒng)外部的短路電流出現(xiàn)增大時，迅速啟用主保護裝置；在確保外部不發(fā)生短路的同時，迅速啟動內(nèi)部短路保護裝置。比率制動策略的比率是制動電流與差動電流的比值。通過計算不平衡電流的數(shù)值來判斷故障產(chǎn)生的位置，若由外部故障引發(fā)，則制動作用較大；若有內(nèi)部故障引發(fā)，則制動作用較小。一旦出現(xiàn)嚴重的內(nèi)部故障，將迅速增大短路電流，使得電流互感器TA處于嚴重飽和狀態(tài)，同時由于同一時間TA的基波電流為零,具備極強的諧波高次分量,不能僅僅依靠比率制動策略實現(xiàn)差動防護功能,此時需要使用差動速斷策略,根據(jù)不平衡電流開展整定速斷作業(yè),整定值應(yīng)為復(fù)合電流的4～5倍，要不小于電磁保護數(shù)據(jù)[2]。當配電主變壓器出現(xiàn)內(nèi)部故障時,使用差動防護策略為發(fā)電廠配電系統(tǒng)變壓設(shè)備提供保護；若出現(xiàn)外部故障，則不會產(chǎn)生保護動作。結(jié)合實際的保護經(jīng)驗，應(yīng)將配電系統(tǒng)變壓裝置的二次諧波制動值設(shè)置在0.01～0.02區(qū)間內(nèi)；若數(shù)值設(shè)置過大會使得綜合智能保護系統(tǒng)內(nèi)的各項保護裝置不能及時啟動保護動作。若數(shù)值設(shè)置過小，則會導致保護裝置出現(xiàn)錯誤動作。同時充分考慮鐵芯質(zhì)量與變壓器容量等因素對基波電流與勵磁涌流產(chǎn)生的相關(guān)影響應(yīng)將制動值設(shè)置在0.15～0.20區(qū)間內(nèi)。與此同時，電流互感器TA有可能在配電系統(tǒng)變壓裝置運行期間內(nèi)出現(xiàn)線路斷線的現(xiàn)象；若出現(xiàn)斷線現(xiàn)象后，TA為0會引發(fā)配電系統(tǒng)的保護裝置啟動保護動作。針對這一現(xiàn)象，應(yīng)依照零序電流與三相電流矢量的數(shù)值大小判定是否出現(xiàn)此種問題。借助微機控制技術(shù)與參照值設(shè)定，能夠自動診斷TA數(shù)值，并及時向外界發(fā)布報警信號，啟動相應(yīng)的差動保護裝置。針對容量超過10 000 kVA的配電系統(tǒng)變壓裝置，可以使用縱聯(lián)差動策略替代電流速斷策略。

3.2 后備防護技術(shù)

后備防護技術(shù)主要為發(fā)電廠的配電系統(tǒng)變壓裝置提供零序保護，過負荷保護以及過電流保護等策略。過電流保護策略主要用于外部故障導致的繞組過電流的現(xiàn)象，借助安裝復(fù)合電壓的閉鎖裝置能夠依照付續(xù)過電壓與正常低電壓判定系統(tǒng)故障原因。復(fù)合性電壓閉鎖保護比低電壓啟動具備更強的靈敏性，根據(jù)額定電壓的0.08～0.16倍開展整定作業(yè)。依照傳統(tǒng)保護模式，應(yīng)設(shè)置撫恤電壓以及低電壓繼電器，同時安裝過電壓繼電器用來確保復(fù)合性電壓閉鎖裝置能夠及時實現(xiàn)自身功能。過負荷保護策略需要借助一項電流I段發(fā)布預(yù)警信號，借助II段啟動風扇冷卻器，最終借助III段調(diào)壓有載閉鎖，并且以最大相電流為觸發(fā)性信號，實現(xiàn)相應(yīng)的后備保護功能。零序保護策略用于發(fā)電廠的配電系統(tǒng)變壓裝置超過110 kVA時,包括了主變零序電流、間隙零序電流元件以及主變零序電壓等部分。結(jié)合配電電壓設(shè)備的不同接地方式，例如，經(jīng)間隙接地、不接地以及直接接地方式設(shè)置相應(yīng)的配電系統(tǒng)變壓保護方式。

4 結(jié)束語

綜上所述，相比于傳統(tǒng)的保護系統(tǒng)，綜合智能保護系統(tǒng)在發(fā)電廠的配電系統(tǒng)變壓裝置方面的應(yīng)用可以充分結(jié)合變壓裝置的實際運轉(zhuǎn)情況，給出針對性的保護策略。借助微機控制技術(shù)與后備防護技術(shù)可以有效提升綜合智能保護系統(tǒng)的穩(wěn)定性，充分滿足發(fā)電廠配電變壓裝置的保護需求。