浅谈微机型变压器保护装置在煤矿的应用

摘要：煤矿对电力系统连续、安全、可靠供电的要求越来越高。微机保护以其可靠性高、动作迅速、维护调试方便、保护性能好等优点在矿区35kV变电所得到了迅速推广。与传统的机械式继电器相比，微机保护具有保护动作灵敏、可靠，能够记录故障信息，可以进行远程控制和管理，微机保近年来，微机型保护装置日臻成熟，其在煤矿上的应用也日益广泛。本文阐述了微机型变压器保护装置的现状和存在的问题。

关键词：微机保护 煤矿企业 应用

中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）06-0526-01

1、概述

煤矿对电力系统连续、安全、可靠供电的要求越来越高。微机保护以其可靠性高、动作迅速、维扩调试方便，保护性能好等优点在矿区地面变电所和高压开关柜中得到了迅速推广。与传统的机械式继电器相比，微机保护具有保护动作灵敏、可靠，能够记录故障信息，可以进行远程控制和管理，微机保护自检功能强大等特点。淮北矿区正在使用的微机保护有南京南瑞、山东鲁能、浙江三辰、许继等几种类型。

2、变压器微机保护工作原理

微机保护一般包含电流差动和过电流保护元件的动作特性。电流差动提供作为变压器的主保护，能够提供差动速断和比率差动两种保护方式，两组共用一组出口接点。

2、1、差动速断

差动速断保护不经过比率制动、涌流闭锁和cT断线闭锁，因此能在变压器差动区内严重故障时快速切除变压器。它作为变压器的辅助保护，当变压器内部发生严重故障时，直接利用差动电流的全波峰值电流作为启动量。它的取值范围一般为变压器额定电流的4一10倍。

2、2、比率差动保护

采用双折线比率差动制动特性提高变压器内部轻微故障的灵敏度，以及抗区外故障电流互感器饱和的能力。对于区外短路故障差动回路通过最大不平衡电流，利用流过变压器的短路电流对继电器实施制动，继电器可靠不动作。而在内部短路故障时，因差动回路中流过的是短路电流，此时制动减弱甚至不制动，故继电器能可靠动作，具有较高的灵敏度。

在变压器空载投入或外部短路切除后产生很大的励磁涌流，励磁涌流中含有大量的非周期分量和二次谐波，其中二次谐波量占基波的30%一40%。比率差动保护利用差动电流中的二次谐波作为励磁涌流闭锁判断依据。三相电流中任一相电流中的二次谐波量大于十二次谐波制动系数（—般取值15%），则闭锁三相比率差动保护。

微机保护要求变压器二次侧电流互感器的接法为YY，因为这种接法保护范围大，系统阻抗是三角形接法的l/3。变压器各侧电流存在的相位差由系统软件自动调整。所以变压器内部任何—相故障都会引起两相比率差动动作，故微机保护选择两相及以上比率差动动作才允许差动继电器跳闸。

2、3、CT断线闭锁保护

微机保护通过测量差动电流网路中的负序电流分量的大小，判断是否有一相或两相断线现象。微机保护通过直接启动自锁CT继电器，封闭CT。既可以发现CT断线又可以防止CT断线后再发生区外故障；引发差动保护误动。

2、4、非电量保护

非电量保护包括变压器本体及调压轻、重瓦斯压力释放.冷却消失、油位、油温等保护。本体重瓦斯、调压重瓦斯，压力释放、冷却消失经非电量重动继电器直接跳闸出口。

2、5、其它类型保护

另外变压器保护还包括相过电流保护、负序过电流保护、零序电流保护.分别提供三种时限：瞬时、定时限、反时限。它们作为主保护的后备保护。

3、微机保护的投运测试

当主变使用一个新的微机保护系统时，需要进行投运测试来确保所有系统交流和直流的正确性，确保继电器功能符合你的整定值要求，确保辅助设备的操作符合要求。对微机保护我们可以通过菜单查看交流连接的极性和相序，系统带负荷运行时的辅入和输出，运用计算机模拟检测和传统试验相结合来判断微机保护的使用情况。微机保护通过自检可以检测出大部分的故障，保护自检效率高。而且具备完善的闭锁措施，很难直接误动出门。对其他测试方法的依赖将会安全地降低，可大大地延长预防性试验周期。

4、运行维护

自九十年代以来，我国微机保护的制造技术有了巨大的进步。应用于各种电气设备，误动率也越来越低。微机保护有自检能力和详细的表记和事件报告特性，因而降低了对常规维护的依赖性。各矿可以定期对设定参数查看和预防性试验查阅继电器的输出与每次故障的事件报告，应用事件报告电流和继电器元件数据来判断继电器保护元件的动作正确性。如果微机保护是正确的设置和连接.测量正确，以及自检正常，说明运行特性是正常的。

5、调试、运行情况及问题

5、1、操作和测试

有些厂家的微机保护前面板采用全英文界面，而且操作较复杂，对现场维护人员提出较高的要求。厂家不能提供完善的后台分析、调试软件，缺乏综合的试验手段，对于维护人员熟悉和了解微机保护的运行带来了难题。

5、2、不同的产品标准

不同厂家的产品使用的数据接口和硬件不同.在软件上也是使用各自的标准，计算电流和系统参数上面也是标准不一。不同的产品的软、硬件难以通用，难以交流和提高。基层维护人员需要在装置的调试和软件分析上投入更多的注意力。每矿应统一选用一家的产品。

5、3、控制的问题

只有少数机械化程度较高煤矿使用集中控制系统，大多数煤矿还是使用单机，造成系统自动化程度低。微机保护的远程控制处于长期关闭状态，造成微机保护部分功能闲置，不能适应变电所自动化的要求。

5、4、微机保护的功能应用不够

有些微机保护产品采用的CPU是16位单片机。受结构、时钟和总线的限制，其指令功能有限。寻址空间小、运算能力弱，开发平台局限在汇编语言上，微机产品的优势不能充分发挥。微机保护所固有的多种保护和后备保护没有投入，处于闲置状态，极大地浪费了微机保护的资源。

6、结语

通过几种变压器微机继电保护在煤矿电力系统的应用，证明微机保护性能稳定、可靠性高。可以通过面板或前台查看主变两侧的实时电流、电压及电流电压的相位情况，大大方便了维护人员的工作，节约工时。也对维护人员熟悉和掌握装置的性能原理，进一步理解变压器保护原理及配置起到了良好的示范作用，有利于微机继电保护在煤矿的广泛应用，是煤矿电力系统发展和更新改造的理想继电保护产品。

参考文献：

[1]马传星，朱守存，孙伟强 .微机保护在煤矿变压器上的应用，《煤矿现代化》2011、2

[2]张学深，张项安，杨智德，变压器组保护装置的设计与应用《电力系统自动化》2009、11