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微機型變壓器保護的一種缺陷及改進方案
日期：2025-06-25 00:47
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摘要：
微機型變壓器保護的一種缺陷及改進方案
[關鍵詞]變壓器保護;回路;數字量切換
[關鍵詞]變壓器保護;回路;數字量切換
一、引言
微機型變壓器保護分為差動保護、后備保護、失靈保護和本體保護四部分，其中差動保護作為變壓器的主保護，可以靈敏、快速地反應其保護范圍內的多種故障，在主變保護的構成中不可缺少。即使在變壓器主變開關(又稱本線開關)停役，由旁路開關代其運行時，也要求差動保護投入運行。
二、微機型變壓器保護本線/旁路的切換
微機型變壓器保護運行規程規定，在由旁路開關代主變開關運行時，應首先停用主變保護的差動保護和高壓側后備保護，再將主變差動保護電流回路由主變開關的電流回路切換至旁路開關電流回路，*后恢復主變保護的差動保護和高壓側后備保護。而在恢復主變開關運行時，又需要首先停用主變保護的差動保護和高壓側后備保護，再將主變差動保護電流回路由旁路開關電流回路切換回到主變開關的電流回路，*后恢復主變保護差動保護和高壓側后備保護。
下面以某變電站1＃主變的220KV側開關（開關編號2801，以下稱本線）轉旁路開關（開關編號2810，以下稱旁路）來說明微機型變壓器差動保護回路的切換方法。將1＃主變的220KV側由旁路開關轉回本線開關運行的方法類似，這里不再贅述。
2.1 檢查2SD旁路2810電流輸入端子接線柱5與6、6與7、7與8之間插孔內的螺栓應在旋入位置，如[圖1]；
2.2 停用1#主變保護差動保護和高壓側后備保護，將A屏“高壓側本線旁路交流電壓切換開關1ZK”切至旁路位置；
2.3將1#主變保護2SD旁路2810電流輸入端子接線柱1與5、2與6、3與7、4與8之間的插孔內旋入螺栓，其余空置，如[圖2]；
2.4 合上2810開關，拉開2801開關
2.5 短接1SD高壓側2801開關電流輸入端子，如[圖3]；
2.6 檢查差動保護差流正常, 測量差動保護壓板兩端對地無異極性電壓后，投入差動保
護。
2.7 投入主變保護裝置高壓側后備保護；
2.8 測量 “跳旁路2810開關23LP” 壓板兩端無異極性電壓后投入；
2.9 解除 “21LP跳高壓側2801開關”壓板。
三、現有微機型變壓器保護存在的缺陷
從上述微機型變壓器保護本線/旁路的切換方法可以看出,其存在以下缺陷：
3.1電流、電壓切換全部手動操作，切換過程中易造成電流回路開路，危及運行人員**；
3.2進行電流、電壓切換時必須先退保護，切換完畢后再投入保護，操作步驟煩瑣，易造成差動保護誤動；
3.3保護出口跳本線開關還是跳旁路開關全部由壓板切換，操作時需切換多個壓板，容易
造成切換錯誤，從而造成開關的誤動或者拒動。
3.4無法進行遠方遙控操作，不能適應變電站無人值班的要求。
四、現有微機型變壓器保護改進方案
為解決傳統微機型變壓器保護存在的缺陷，只要在微機型變壓器保護的設計中，對其軟、硬件進行適當地改進，將主變開關和旁路開關電流回路同時接入差動保護，采用數字量切換的方式，即可方便地實現差動電流回路的自動切換。下面以變壓器高壓側開關本線/旁路切換為例，給出改進方案，變壓器的中、低壓側如有旁路開關按此方案同時進行相應改進。
4.1硬件改進：在主變微機保護硬件上增加一組交流電流采樣接口用于旁路開關電流的輸入，將主變開關電流與旁路開關電流同引入主變保護裝置中。增加一組交流電壓采樣接口用于旁路開關電壓的輸入，將主變開關電壓與旁路開關電壓同引入主變保護裝置中。增加2路開關量輸入通道及光耦，分別用于引入QJ1,本線開關工作狀態接點；QJ2，旁路開關工作狀態接點。QJ1、QJ2工作狀態形成回路見圖四、圖五。其中，YK1為遙控本線工作繼電器觸點,YK2為遙控旁路工作繼電器觸點；FJ1為本線開關輔助觸點，FJ2為旁路開關輔助觸點；QK為本線/旁路切換開關，本線位置時，①③接通，旁路位置時，②④接通，①③斷開；ZK為遠方控制/就地控制轉換開關，遠方位置時②④、⑥⑧接通，①③、⑤⑦斷開；旁路位置時①③、⑤⑦接通，②④、⑥⑧斷開；QJ1為本線開關工作狀態繼電器，QJ2為旁路開關工作狀態繼電器。
4.2軟件改進：程序中增加交流電流采樣模塊，用于采集旁路開關電流。增加交流電壓采樣模塊，用于采集旁路開關電壓。增加檢測QJ1、QJ2開關量狀態的模塊，用于對開關運行狀態進行判斷，并根據判斷結果正確地采樣回路的數據。增加閉鎖出口的軟件模塊用于電流回路切換時自動閉鎖差動保護，增加保護出口跳本線/旁路的切換模塊。
4.3動作原理：對主變開關和旁路開關輸入的電流和電壓進行采樣，轉換為數字量后，送至CPU，由CPU檢測QJ1、QJ2的狀態。當主變開關運行時，QJ1接點閉合，QJ2接點斷開，CPU選用主變開關電流和電壓采樣值轉換的數據；當旁路開關代主變開關運行時，QJ2接點閉合，QJ1接點斷開，CPU選用旁路開關電流和電壓采樣值轉換的數據，從而實現變壓器差動保護電流和電壓回路的自動切換。若CPU檢測QJ1、QJ2接點同時閉合或斷開，則發出告警信號，同時閉鎖保護出口。
4.4遙控功能的實現：當遠方/就地開關在遠方位置時，可以通過遙控繼電器的觸點YK1、YK2實現本線/旁路開關工作狀態的轉變，保護出口壓板跳本線/旁路開關壓板的切換可由QJ1、QJ2來驅動中間繼電器進行切換，也可以在保護內部用軟件進行切換。由于采用了電流、電壓回路和保護出口的自動切換，在切換的同時又閉鎖了保護，所以能夠滿足變電站無人值班的要求。
五、結束語
改進后的微機型變壓器保護采取數字量切換方式對電壓、電流，使得電流回路切換沒有開路的可能，在電流回路切換時自動閉鎖差動保護，且可以遠方操作自動切換，滿足了變電站無人值班的要求，實現了微機變壓器保護在各種運行方式下**可靠的運行。