提高微機(jī)變壓器保護(hù)可靠性的措施梁國艷，王麗君（沈陽工程學(xué)院，遼寧沈陽110036）護(hù)運(yùn)行鯉性的關(guān)鍵之一。在微機(jī)保護(hù)開發(fā)的整個(gè)blish真的目的邋消除采樣數(shù)據(jù)中的偽數(shù)據(jù)wl除在微大型電力變壓器在電力系統(tǒng)中的地位非常重要，特別是在220~500kV系統(tǒng)中，一旦發(fā)生故障，影響范圍很大。近年來對(duì)主變保護(hù)運(yùn)行動(dòng)作行為的統(tǒng)計(jì)資料表明，主變保護(hù)的正確動(dòng)作率始終在60%~70%之間，無法令人滿意。從國調(diào)中心2000年全國繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)分析“報(bào)告中，關(guān)于變壓器保護(hù)不正確動(dòng)作原因的分類可知，對(duì)微機(jī)變壓器保護(hù)，大多數(shù)的不正確動(dòng)作原因多屬質(zhì)量不良，包括裝置硬、軟件的抗干擾能力欠佳、電氣設(shè)計(jì)可靠性不夠，TA誤接線或按工程對(duì)象的不同對(duì)軟硬件設(shè)計(jì)的頻繁改動(dòng)等。本文針對(duì)上述情況進(jìn)行分析，并提出了提高微機(jī)變壓器保護(hù)可靠性的措施。

　　1提高硬件的抗干擾能力設(shè)計(jì)微機(jī)繼電保護(hù)裝置的主要任務(wù)，除了完成保護(hù)功能外就是提高產(chǎn)品的抗干擾能力，保證裝置不誤動(dòng)和不拒動(dòng)。提高產(chǎn)品的可靠性有各種各樣的方法，如采用冗余設(shè)計(jì)，精選元器件等各種方法。精簡電路，用最簡單的電路完成同樣的功能是提高裝置可靠性的一個(gè)最有效的方法。很明顯，電路簡單了，數(shù)據(jù)總線和地址總線的長度短了，甚至不出線路板，不出芯片，那么受干擾的可能性就小了。如在微機(jī)繼電保護(hù)裝置中采用現(xiàn)場可編程外圍芯片PSD311取代了EPROM、端口擴(kuò)展電路、地址譯碼電路。改進(jìn)原有微機(jī)保護(hù)CPU模塊，簡化了電路，提高裝置的可靠性。其硬件原理結(jié)構(gòu)如所示。

　　2提高軟件的抗干擾能力微機(jī)保護(hù)的軟件性能是否可靠，是影響微機(jī)保過程中，應(yīng)強(qiáng)調(diào)軟件的可靠性。在工程實(shí)踐中，軟件抗干擾研究的主要內(nèi)容：硬件原理結(jié)構(gòu)消除模擬輸入信號(hào)的嗓聲（如數(shù)字濾波技術(shù)）程序運(yùn)行混亂時(shí)使程序重入正軌的方法。

　　微機(jī)保護(hù)裝置工作現(xiàn)場電磁干擾復(fù)雜，雖然在硬件方面已采取了一系列抗干擾的技術(shù)措施，但仍會(huì)有干擾進(jìn)入系統(tǒng)中，僅僅依靠硬件從根本上消除干擾是不可能的，因此在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)和組態(tài)時(shí)，還必須在軟件方面進(jìn)行抗干擾處理，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的安全可靠性。在微控制器處理能力允許的條件下，對(duì)硬件和軟件均可實(shí)現(xiàn)的功能，應(yīng)盡可能用軟件來完成，這樣，不僅硬件電路簡單，引入和發(fā)出的干擾因素也相應(yīng)減少，還有利于調(diào)試和提高系統(tǒng)的可靠性，節(jié)省硬件投資，降低成本。軟件抗干擾的措施很多，并在不斷發(fā)展和完善，常用的方法有數(shù)字濾波、設(shè)置軟件陷阱及自檢程序等。

　　數(shù)字濾波的實(shí)質(zhì)是通過一定的計(jì)算程序?qū)Σ蓸有盘?hào)進(jìn)行平滑加工，保護(hù)有用信號(hào)，減弱或消除干擾信號(hào)。一般方法是把多次采集到的數(shù)據(jù)由小到大進(jìn)行排列，去掉幾個(gè)最大值和最小值，達(dá)到去偽存機(jī)模擬量通道中引入的尖峰干擾。系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行0寸，根據(jù)被測信號(hào)的性質(zhì)選用不同的方法。

　　此外，還可以采取指令冗余和攔截技術(shù)（設(shè)計(jì)軟件陷阱和軟件“看門狗3電氣設(shè)計(jì)可靠性3.1對(duì)電流互感器飽和的識(shí)別發(fā)生在被保護(hù)變壓器區(qū)內(nèi)的短路故障所引起的TA飽和是不易用差動(dòng)電流和制動(dòng)電流的比值區(qū)分的。這是因?yàn)椴顒?dòng)電流和制動(dòng)電流的測量值都會(huì)受到影響，而且它們的比值立即就會(huì)滿足保護(hù)動(dòng)作條件，這時(shí)，比率差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作特性還是有效的，故障特征滿足比率差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作條件。

　　對(duì)發(fā)生在被保護(hù)變壓器區(qū)外的故障，產(chǎn)生的較大的穿越性短路電流（特別是其中的非周期分量）引起的TA飽和會(huì)產(chǎn)生很大的虛假差動(dòng)電流，在各個(gè)測量點(diǎn)的TA飽和情況不同時(shí)更為嚴(yán)重。如果由此產(chǎn)生的量值引發(fā)的工作點(diǎn)落在了比率差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作特性區(qū)內(nèi)，而且不采取任何穩(wěn)定比率差動(dòng)保護(hù)的措施，比率差動(dòng)保護(hù)將會(huì)誤動(dòng)作。而實(shí)際情況是TA并不是在故障一開始就發(fā)生飽和，是在故障發(fā)生后經(jīng)過一段時(shí)間，其鐵心的磁通達(dá)到飽和密度后才開始。這樣，TA從故障起始到開始飽和總會(huì)有一段時(shí)間還能夠線性變換電流量，不會(huì)立即產(chǎn)生飽和。因此，按照基爾霍夫電流定律計(jì)算變壓器各側(cè)的電流量得到的差動(dòng)電流，在開始的短時(shí)間內(nèi)基本平衡，僅會(huì)產(chǎn)生較小的不平衡電流，待TA飽和后才會(huì)產(chǎn)生較大的差動(dòng)電流，引起變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。

　　針對(duì)上述情況，變壓器差動(dòng)保護(hù)可以設(shè)一個(gè)TA飽和時(shí)的附加穩(wěn)定特性區(qū)，能夠區(qū)分出這種變壓器區(qū)內(nèi)、外故障情況，其工作特性見。

　　檢查變壓器區(qū)外故障引起TA飽和的判據(jù)公式為數(shù)。

　　對(duì)發(fā)生在被保護(hù)變壓器區(qū)外的故障引起的TA飽和，利用故障發(fā)生最初的短時(shí)間內(nèi)，可以通過高值的初始制動(dòng)電流（Aa）檢測出來，此制動(dòng)電流會(huì)將工作點(diǎn)短暫地移至附加穩(wěn)定特性區(qū)內(nèi)。反之，當(dāng)變壓器區(qū)內(nèi)故障時(shí)，由于差動(dòng)電流很大，其與制動(dòng)電流的比值引發(fā)的工作點(diǎn)會(huì)立即進(jìn)入比率差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作特性區(qū)內(nèi)。因此，保護(hù)通過測量的電流量值引發(fā)的工作點(diǎn)是否在附加穩(wěn)定特性區(qū)內(nèi)，在短時(shí)間內(nèi)由此判別作決定。一旦檢查出是由外部故障引起的TA飽和，可以選擇自動(dòng)閉鎖比率差動(dòng)保護(hù)，并在整定時(shí)間Tta內(nèi)一直有效閉鎖比率差動(dòng)保護(hù)，直到整定的時(shí)間到達(dá)時(shí)才解除閉鎖。

　　3.2電流互感器二次電路斷線或短路時(shí)的對(duì)策微機(jī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)對(duì)判別其TA二次電路的斷線或短路故障比較困難。原因是單純通過本身的電流量去判斷接線比較復(fù)雜的TA二次電路中多種多樣的斷線和短路故障，很難與其他的異?；蚬收锨闆r區(qū)分，因此很多微機(jī)型變壓器差動(dòng)保護(hù)都只是配有簡單的TA二次電路斷線判別元件。針對(duì)這種情況，可采取一種由電流量和電壓量共同判別TA二次電路斷線或短路的判別原理，特別適合于主后備一體化方式的微機(jī)型變壓器保護(hù)裝置。

　　1差流異常告警當(dāng)任何一相差流的有效值大于告警門檻值，而且連續(xù)滿足該動(dòng)作條件的時(shí)間超過10s時(shí)，保護(hù)裝置發(fā)出差流異常告警信號(hào)，但是不閉鎖比率差動(dòng)保護(hù)。該項(xiàng)功能兼有TA二次電路斷線或短路、采樣通道異常（器件損壞或特性改變等）、外部接線回路不正常等情況的綜合告警作用。

　　2瞬時(shí)TA斷線或短路告警該判據(jù)在保護(hù)啟動(dòng)后滿足以下任一條件時(shí)開放比率差動(dòng)保護(hù)：任一側(cè)任一相的電壓元件有突變啟動(dòng)；任一側(cè)負(fù)序電壓大于門檻值；啟動(dòng)后任一側(cè)的任一相電流比啟動(dòng)前增大；如果上述排除系統(tǒng)故障或擾動(dòng)的判據(jù)不滿足，而差動(dòng)電流的工作點(diǎn)滿足式（1），那么保護(hù)判別為第2節(jié)的數(shù)據(jù)補(bǔ)足的方法。對(duì)歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)分兩種情況考慮。

　　情況一：不對(duì)歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)的缺失值進(jìn)行補(bǔ)足，此時(shí)的建模誤差、預(yù)測誤差的分布情況。

　　情況二：對(duì)歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)的缺失值進(jìn)行補(bǔ)足，運(yùn)用此種數(shù)據(jù)的建模誤差、預(yù)測誤差的分布情況。

　　分析2001年9月2日~12月6日時(shí)段的歷史數(shù)據(jù)，各種數(shù)據(jù)如表2所示。

　　表2兩種情況的比較值日期段統(tǒng)計(jì)量情況一情況二建模誤差均值建模誤差標(biāo)準(zhǔn)差預(yù)測誤差均值預(yù)測誤差標(biāo)準(zhǔn)差外推誤差均值外推誤差標(biāo)準(zhǔn)差由表2可以看出，數(shù)據(jù)補(bǔ)足前后，建模誤差標(biāo)準(zhǔn)差、預(yù)測誤差標(biāo)準(zhǔn)差和外推誤差標(biāo)準(zhǔn)差均相對(duì)變小。

　　4結(jié)論電力負(fù)荷是受多種因素影響的既有規(guī)律性又含隨機(jī)性的時(shí)間序列。由于采集系統(tǒng)的不完全可靠，使得篩選歷史數(shù)據(jù)中的異常數(shù)據(jù)并進(jìn)行有效的處理成為預(yù)測工作中至關(guān)重要的一步。在可獲得多個(gè)數(shù)據(jù)源的前提下，本文提出了一種通過各個(gè)數(shù)據(jù)源實(shí)際負(fù)荷之間的比較來實(shí)現(xiàn)最優(yōu)數(shù)據(jù)源的選取方法，并應(yīng)用該方法實(shí)現(xiàn)對(duì)某一存在缺失值的數(shù)據(jù)源進(jìn)行補(bǔ)足。實(shí)際結(jié)果證明了該方法具有一定的普遍性，保證了負(fù)荷數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為提高預(yù)測精度奠定了基礎(chǔ)。