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微机变压器保护的可靠性分析摘要:本文论述了微机变压器保护的技术特性、保护原理以及与可靠性相关的各个方面，尤其是软件可靠性潜力的开发研究和推广应用。
关键词:变压器；保护可靠性abstract: this paper discusses the technical characteristic of the microcomputer transformer protection, protection principle and reliability related aspects, especially the software reliability research and application potential of development.key words: transformer; to protect the reliability.中图分类号：tm42文献标识码：a文章编号：2095-2104（2013）引言变压器是电力系统的主要设备，对其保护性能的要求非常高，尤其是保护的可靠性，不解决微机保护的可靠性问题，微机变压器保护在电力系统当中的应用将受到限制。
微机变压器保护的可靠性包括两个方面：不误动和不拒动。
影响保护可靠性的方面很多，如：保护的原理、配置、软件、调试、抗干扰、元器件质量等。
从保护原理方面来说，主要指微机变压器差动保护原理，它包括五个方面：（1）涌流判别原理（2）比率差动原理（3）涌流加速原理（4）ct断线判别原理（5）保护启动原理，不同的保护原理有不同的可靠性；从保护配置方面来说，构成微机变压器保护的三个组成部分为差动保护、后备保护和开关量保护，不同的保护配置有不同的可靠性；从保护软件方面来说，由于变压器后备保护不定型，保护软件如何来适应这一要求，直接影响到微机变压器后备保护的可靠性；从保护调试方面来说，如何增加微机变压器保护的透明度，增加各种调试手段，从而使得由于调试不当影响保护可靠性的因素彻底消除；从抗干扰、元器件质量等方面来说，要保证微机变压器保护的可靠性，必须遵循微机保护抗干扰的措施要求，必须有对元器件质量进行在线自动检测的手段及必要的措施。
Science &Technology Vision 科技视界1保护配置PRS-778装置集成了一台变压器的的全套电量保护,主保护和后备保护共用一组CT,可满足各种电压等级变压器的双套后备保护完全独立配置的要求,满足变电站综合自动化系统的要求。
每项保护功能均可通过整定或压板设置分别选择投退。
后备保护中各段保护出口均可由厂家通过跳闸矩阵来选择,适用于各种跳闸方式。
2CT 极性及差动说明330kV 及以上电压等级变压器为Y0/Y0/△-11接线。
为简化现场接线,本装置要求变压器各侧CT 均按Υ形接线,要求各侧CT 均按相同极性接入保护装置(各侧CT 的正极性端在远离变压器侧),即各侧电流均以流入变压器为正方向。
图1为示意图。
图1330kV 及以上电压等级变压器CT 极性示意图2.1差动保护说明基于示意图1对各种差动保护进行说明。
纵差保护由高压侧开关CT1、中压侧开关CT2、低压侧开关CT3构成差动。
分相差动保护由高压侧开关CT1、中压侧开关CT2、低压套管CT4构成差动。
低压侧小区差动保护A 相差动由低压侧开关CT3的A 相电流、低压套管CT4的A 相和B 相电流构成差动保护,低压侧小区差动保护B 相、C 相差动依此类推。
分侧差动保护由高压侧开关CT1、中压侧开关CT2、公共绕组CT5构成差动。
零序差动保护由高压侧开关CT1、中压侧开关CT2、公共绕组CT5各侧自产零序电流构成差动保护。
2.2各侧CT 的平衡装置内部对变压器Υ形侧的电流进行相位校正。
另外,装置还对变压器各侧电流进行调整,即每种差动每侧设置一个CT 平衡系数,装置采集的电流量乘以各差动保护该侧平衡系数后再参与各差动保护计算。
3保护原理3.1启动元件PRS-778装置利用双保护主板(BCPU 和PCPU)互为闭锁启动,启动元件动作后,开放出口正电源;同时,针对不同的保护设置不同的启动元件。
各保护元件只有在本身动作且另一主板上相应的启动元件动作后才能跳闸出口。
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）06-0526-011、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。
微机型变压器差动保护基本原理
微机型变压器差动保护是用于保护变压器的一种电气保护装置。
它基于电气原理和微机控制技术，能够及时准确地检测和判断变压器绕组内部的故障情况，并采取相应的保护动作，以防止故障扩大和保护变压器正常运行。
微机型变压器差动保护的基本原理如下：
1.变压器差动保护的目的是通过比较变压器的输入和输出电流来检测变压
器绕组内部的故障。
正常情况下，输入电流和输出电流应该是相等的，而
在发生内部故障时，输入电流和输出电流之间会出现差异。
2.变压器差动保护系统主要由电流互感器、差动电流计算单元和保护动作单
元三部分组成。
电流互感器用于将变压器的输入和输出电流转换为低电流
信号，送入差动电流计算单元。
3.差动电流计算单元通过对输入和输出电流的加减运算，得到差动电流值。
差动电流值可以表示变压器绕组内部的电流差异情况。
4.差动电流计算单元将得到的差动电流值与预设的保护动作阈值进行比较。
当差动电流超过阈值时，说明变压器出现故障，保护动作单元就会发出保
护信号。
5.保护动作单元接收到保护信号后，会采取相应的控制动作，比如切断故障
绕组的供电，保护变压器不受进一步损坏。
6.此外，微机型变压器差动保护还可以实现对变压器的参数监测、故障录波、
通信等功能，提高保护的可靠性和智能化水平。
目录一、REF541装置功能介绍： (2)1、保护功能库 (3)2、测量功能库 (3)3、控制功能库 (3)4、监视功能库 (3)二、REF541综自装置的结构配置： (4)1、模拟量输入 (4)2、开关量输入 (4)3、开关量输出 (4)4、跳闸回路断线监视 (4)三、保护定值计算概述 (5)1、变压器的反时限过电流保护 (6)2、电动机过电流保护的计算 (6)四、应用中遇到的问题 (7)五、装置的评价 (8)REF541微机保护装臵的原理及应用董建民1廖平2（1、中国铝业中州分公司生产运行部，河南焦作454174；2、中南大学机电工程学院湖南长沙410083）摘要：REF54_系列微机保护综合自动化装臵（以下简称“综自装臵”）是ABB公司研制生产的，又称“馈线终端”（feeder terminal），或者称为“保护继电器”（relay）。
适用于中压网络的控制、保护、测量和监视，是构成变电站自动化“金字塔”(PYRAMID)的核心部件，可应用于各种类型的开关设备，如进线、母联和支路等；同时又适应于双母线、单母线以及其他复杂接线系统。
REF54_分为两大类，一类以REF541、543、545为代表，为芬兰公司研制生产；另一类为德国公司开发的REF542、544系列产品。
本文以REF541为例，对其基本的工作原理及在配电系统中的应用进行介绍。
关键词：综自装臵、功能、保护、应用在配电系统的综合自动化系统中，REF541起着承上启下的作用。
一方面不断采集该支路所在系统的三相电压、三相电流、零序电压及零序电流等模拟量，以及各开关、断路器、接地刀闸、小车位臵等开关量信号，同时通过其模拟通道进行计算，产生出生产运行所需要的参数如有、无功功率，有、无功电能，功率因数及频率、谐波等，同时判断系统的运行状况是否存在故障；另一方面，通过通讯端口经光缆集中于变电站的RER103光隔离接口模块，实现向上位机的数据传输。
目录前言 (3)第一章绪论 (4)1.1微机继电保护概况 (4)1.1.1微机继电保护的发展 (4)1.1.2微机继电保护的基本构成 (5)1.1.3微机继电保护与常规的模拟式的区别 (5)1.1.4微机继电保护特点 (6)1.1.5微机继电保护的发展趋势 (6)第二章微机继电保护的理论基础 (9)2.1微机保护装置硬件系统的基本构成 (9)2.2微机继电保护算法基础 (10)2.2.1数字滤波器 (10)2.2.2富氏算法 (12)第三章微机变压器保护 (15)3.1微机变压器差动保护 (15)3.1.1变压器差动保护原理 (15)3.1.2微机差动电流的获取方式： (16)3.2外部故障和内部故障的区分 (16)3.2.1具有折线制动特性的差动原理 (16)3.2.2利用标积制动区分内外故障 (18)3.3励磁涌流的鉴别 (20)3.3.1 利用二次谐波制动原理来躲过励磁涌流 (20)3.3.2 利用间断角原理来躲过励磁涌流 (20)3.3.3 利用波形对称法来躲过励磁涌流 (22)3.4各原理的分析及较 (27)第四章 RCS-978系列变压器成套保护装置的认识 (31)4.1硬件原理说明 (31)4.2保护工作原理 (31)4.2.1 装置管理总起动元件及CPU板起动元件 (32)4.2.2 变压器差动各侧电流相位差补偿和平衡 (33)4.2.3 稳态比率差动保护 (33)4.2.4 差动保护在过励磁状态下的闭锁判据 (34)4.2.5 励磁涌流判别原理 (34)4.2.6 小结 (34)第五章新原理及新方法的应用 (35)5.1故障分量比率差动保护原理 (35)5.2利用磁通特性来鉴别励磁涌流的原理 (37)5.2.1 利用磁通导数的特性鉴别 (37)5.2.2“图形识别”法鉴别 (40)附录 (42)Ⅰ差动保护比率制动整定中的动作电流与制动系数等关系分析 (42)Ⅰ.1典型比率制动特性及分析 (43)⒈理想比率制动特性曲线 (43)⒉实用比率制动特性曲线 (43)⒊实用比率制动特性曲线分析 (44)Ⅰ.2差动保护比率制动整定步骤 (46)Ⅰ.3小结及注意 (46)ⅡRCS-978稳态比率差动保护中的平衡系数的计算 (47)致谢 (48)参考文献 (49)前言本论文的题目是作者经过阅读大量继电保护书籍而选定的，微机变压器保护原理分析及应用。
此毕业设计论文共分五章，第一章主要介绍了微机继电保护的概况及其发展，第二章对微机保护的理论基础包括硬件及一些基本且常用的算法进行了说明，第三章以微机变压器保护原理的实现为中心，着重讨论了微机式变压器差动保护的构成原理及实际运行情况及微机式变压器差动保护外部短路时差动不平衡电流的情况，励磁涌流的识别方案等问题。
第四章介绍分析了RCS—978数字式变压器成套保护装置的硬件组成、保护原理及功能。
它集成了一台主变的全套电量保护,对每台主变采用双套主保护、双套后备保护的配置原则,可提高安全性和可靠性。
最后介绍了微机变压器保护的一些新原理等。
在做毕业设计过程中得到了本院老师数月的精心指导，提出很多宝贵的意见，最后由老师进行了仔细的审阅，同时也非常感谢院图书馆、电力系机房给予的大力支持。
由于本人缺少实际的操作经验，对保护的事故现场分析不足，在本文中难免有不足之处，望各位老师批评指导！第一章绪论1.1 微机继电保护概况电力系统经常发生各种故障，进入不正常的运行状态，可能引发事故，并导致用户停电或电能质量下降，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。
继电保护装置能检测电力系统故障及不正常运行状态，动作于断路器跳闸、自动隔离故障，或发生故障告警信号，有助于运行人员或其它自动装置进行故障处理。
因此继电保护是保障电力系统安全稳定运行的重要手段。
微机保护就是指以数字式计算机（包括微型计算机）为基础而构成的继电保护。
1.1.1微机继电保护的发展微机式继电保护可以说是继电保护技术发展历史过程中的第四代，即从电磁型、晶体管型、集成电路型到微机型。
电磁型和整流型保护装置在电力系统中运行时间长，制造和运行维护的经验丰富，抗电磁干扰的性能好，实践证明，这类保护装置的可靠性也较高。
但这类保护装置交直流回路的功耗大、动作时间慢、调试工作量大。
晶体管型和集成电路型变压器保护装置，在我国已有42多年的制造和运行历史，有成熟的制造技术和比较丰富的运行维护经验。
与电磁型、整流型保护装置相比，具有体积小，功耗大，动作速度快，调试简单等优点。
虽然在抗电磁干扰方面不如电磁型、整流型保护，但在长期的制造和运行过程中已经摸索出了一套行之有效的抗干扰措施，解决了抗电磁干扰的问题。
但很快就被微机继电保护所代替。
微机型保护装置具有体积小，功耗小，动作快，功能全，整定方便，运行维护简单等优点。
更主要的是，它具有其他型式保护装置不可比拟的、完美的保护性能。
此外，还具有打印、记录，能与变电所的微机监控装置通信等功能，给运行及分析研究事故的隐患带来极大方便。
在各种微机保护装置发展的同时，利用计算机的特有的优势，还发展了许多新的保护原理，特别是故障分量原理和自适应式保护原理，这些保护原理的引入，使继电保护的性能得到很大的完善和提高。
电力系统继电保护是一门综合性的科学，奠基于理论电工、电机学和电力系统分析等基础理论，还与电子技术、通信技术和信息科学等理论、新技术密切的融合在一起。
由于计算机络的发展和在电力系统中的大量采用给微机保护提供了无限发展的可能。
微机软硬件功能的强大，综合自动化系统的兴起和电力系统光纤信网络的逐步形成使得微机保护不再是一个独立的、任务单一的、消极的待命装置，而是积参与、共同维护电力系统整体安全稳定运行的计算机自动控制系统的基本组成单元。
由于网络信息共享的优越性，微机保护可以占用全系统的行数据和信息，应用自适应原理和人工智能方使保护原理、性能和可靠性得到进一步的发展提高。
继电保护技术将沿着网络化、智能化、适应和保护、测量、控制、数据通信一体化的方向不断前进。
1.1.2微机继电保护的基本构成继电保护的任务是判断电力系统有关设备是否发生故障而决定是否发出跳闸命令，使发生故障的设备尽量迅速地与电力系统隔离。
为此，首先要取得与被保护设备有关的信息，根据这些信息，根据不同原理，进行综合和逻辑判断，最后作出决断，并付诸执行。
所以，继电保护的基本结构大致上可以分为三部分：⑴信息获取与初步加工；⑵信息的综合、分析与逻辑加工、决断；⑶决断结果的执行。
输入信号通常包括电压电流模拟量和开关量以及一些通讯数据。
在测量部分中，由于计算机是数字电路，其工作电平比电力系统互感器的二次输出信号电平还低。
为了适应电子器件的弱信号的要求，在电流互感器、电压互感器与电子电路之间要求设置一些传变环节，通常使用电流变换器、电压变换器以至电抗变换器等等。
即微机保护要对输入模拟信号进行预处理，再经计算机采样计算后与已给定的整定值进行比较。
逻辑部分主要包括信息的综合、分析与逻辑加工、决断等环节。
微机保护的主要部分是计算机系统，用来分析计算电力系统的有关电气量和判定系统是否故障，然后决定是否发出跳闸信号。
因此，除微机系统主体外，还必须配备自电力系统向计算机送入有关信息的输入接口部分和向电力系统送出控制信息的输出接口部分。
此外，微机还要具有相关监控和操作程序，输出记录的信息，以供运行人员分析。
这就是人机对话部分。
1.1.3微机继电保护与常规的模拟式的区别微机继电保护与常规的模拟式的根本区别是在中间部分，即信息的综合、分析与逻辑加工、决断的环节。
区别是在于实现上述功能的手段。
常规的模拟式保护是靠模拟电路的构成来实现的即用模拟电路实现各种电量的加、减、乘、除和延时与逻辑组合等要求。
而微机保护，即数字式继电保护却是用数字技术进行数值（包括逻辑）运算来实现上述功能的。
数字式电子计算机上的数字和逻辑运算是通过软件进行的，即这些运算要通过预先按一定的规则（语言）制定的计算程序进行的。
这是与模拟式截然不同的工作模式。
也就是说，微机继电保护是由“硬件”和“软件”两部分组成的，硬件是实现继电保护功能的基础。
而继电保护原理直接由软件，既由计算程序来实现的，程序的不同可以实现不同的原理。
程序的好坏、正确与错误都直接影响着保护性能的优劣、正确或错误。
1.1.4微机继电保护特点研究和实践证明，微机保护有许多优点。
其主要的特点如下：1．改善和提高继电保护的动作特性和性能⑴用数学方程的数字方法构成保护的测量元件，其动作特性可以得到很大的改进，或得到常规保护（模拟式）不易获得的特性；⑵用它的很强的记忆功能更好地实现故障分量保护；⑶可引进自动控制、新的数学理论基础和技术——自适应、状态预测、模糊控制及人工神经网络（ANN）等等。
2．可以方便地扩充其他辅助功能⑴打印故障前后电量波形——故障录波、波形分析；⑵打印故障报告：日期、时间、保护动作元件、时间先后、故障类型；⑶随时打印运行中的保护定值；⑷利用线路故障记录数据进行测量（故障定位）；⑸通过计算机网络、通信系统实现与厂站监控交换信息；⑹远方改变定值或工作模式。
3. 工艺结构条件优越⑴硬件比较通用，制造容易统一标准；⑵装置体积小，减少盘位数量；⑶功耗低。
4. 可靠性容易提高⑴数字元件的特性不容易受温度变化、电源波动、使用年限的影响，不易受元件更换的影响；⑵自检能力强，可用软件方法检测主要元件、部件工况以及功能软件本身。
5. 使用方便⑴维护调试方便，缩短维修时间；⑵依据运行经验，在现场可通过软件方法改变特性、结构。
6．保护的内部动作过程不象模拟式保护那样直观1.1.5微机继电保护的发展趋势随着计算机技术和通信技术以及各种新方法和新理论在继电保护中的广泛应用，微机保护技术未来趋势是向网络化、综合自动化和智能化发展。
⒈微机保护硬件的发展随着计算机硬件的迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展。
微机保护的硬件已由第一代单CPU 硬件结构和第二代多单片机的多CPU硬件结构发展到以高性能单片机构成的第三代硬件结构，其具有总线不需引出芯片，电路简单的特点，抗干扰性能进一步加强，并且完善了通信功能，为实现变电站自动化提供了方便。
近年来，数字信号处理(DSP)技术开始广泛应用于微机保护领域。
DSP与目前通用的CPU不同，是一种为了达到快速数学运算而具有特殊结构的微处理器。
DSP 的突出特点是计算能力强、精度高、总线速度快、吞吐量大。
将数字信号处理器应用于微机继电保护，极大地缩短了数字滤波、滤序和傅里叶变换算法的计算时间，可以完成数据采集、信号处理的功能和传统的继电保护功能。
⒉网络化目前，继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围（这是首要任务），还要保证全系统的安全稳定运行。
微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性，每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据，各个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的安全稳定运行。
