提高微機變壓器保護可靠性的措施梁國艷，王麗君（沈陽工程學院，遼寧沈陽110036）護運行鯉性的關(guān)鍵之一。在微機保護開發(fā)的整個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。近年來對主變保護運行動作行為的統(tǒng)計資料表明，主變保護的正確動作率始終在60%~70%之間，無法令人滿意。從國調(diào)中心2000年全國繼電保護與安全自動裝置運行情況統(tǒng)計分析“報告中，關(guān)于變壓器保護不正確動作原因的分類可知，對微機變壓器保護，大多數(shù)的不正確動作原因多屬質(zhì)量不良，包括裝置硬、軟件的抗干擾能力欠佳、電氣設(shè)計可靠性不夠，TA誤接線或按工程對象的不同對軟硬件設(shè)計的頻繁改動等。本文針對上述情況進行分析，并提出了提高微機變壓器保護可靠性的措施。

　　1提高硬件的抗干擾能力設(shè)計微機繼電保護裝置的主要任務(wù)，除了完成保護功能外就是提高產(chǎn)品的抗干擾能力，保證裝置不誤動和不拒動。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，精選元器件等各種方法。精簡電路，用比較簡單的電路完成同樣的功能是提高裝置可靠性的一個比較有效的方法。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。如在微機繼電保護裝置中采用現(xiàn)場可編程外圍芯片PSD311取代了EPROM、端口擴展電路、地址譯碼電路。改進原有微機保護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保護的軟件性能是否可靠，是影響微機保過程中，應(yīng)強調(diào)軟件的可靠性。在工程實踐中，軟件抗干擾研究的主要內(nèi)容：硬件原理結(jié)構(gòu)消除模擬輸入信號的嗓聲（如數(shù)字濾波技術(shù)）程序運行混亂時使程序重入正軌的方法。

　　微機保護裝置工作現(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，但仍會有干擾進入系統(tǒng)中，僅僅依靠硬件從根本上消除干擾是不可能的，因此在進行軟件設(shè)計和組態(tài)時，還必須在軟件方面進行抗干擾處理，進一步提高系統(tǒng)的安全可靠性。在微控制器處理能力允許的條件下，對硬件和軟件均可實現(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)字濾波的實質(zhì)是通過一定的計算程序?qū)Σ蓸有盘栠M行平滑加工，保護有用信號，減弱或消除干擾信號。一般方法是把多次采集到的數(shù)據(jù)由小到大進行排列，去掉幾個比較大值和比較小值，達到去偽存機模擬量通道中引入的尖峰干擾。系統(tǒng)設(shè)計與運行0寸，根據(jù)被測信號的性質(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)計軟件陷阱和軟件“看門狗3電氣設(shè)計可靠性3.1對電流互感器飽和的識別發(fā)生在被保護變壓器區(qū)內(nèi)的短路故障所引起的TA飽和是不易用差動電流和制動電流的比值區(qū)分的。這是因為差動電流和制動電流的測量值都會受到影響，而且它們的比值立即就會滿足保護動作條件，這時，比率差動保護的動作特性還是有效的，故障特征滿足比率差動保護的動作條件。

　　對發(fā)生在被保護變壓器區(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飽和會產(chǎn)生很大的虛假差動電流，在各個測量點的TA飽和情況不同時更為嚴重。如果由此產(chǎn)生的量值引發(fā)的工作點落在了比率差動保護的動作特性區(qū)內(nèi)，而且不采取任何穩(wěn)定比率差動保護的措施，比率差動保護將會誤動作。而實際情況是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)過一段時間，其鐵心的磁通達到飽和密度后才開始。這樣，TA從故障起始到開始飽和總會有一段時間還能夠線性變換電流量，不會立即產(chǎn)生飽和。因此，按照基爾霍夫電流定律計算變壓器各側(cè)的電流量得到的差動電流，在開始的短時間內(nèi)基本平衡，僅會產(chǎn)生較小的不平衡電流，待TA飽和后才會產(chǎn)生較大的差動電流，引起變壓器差動保護誤動。

　　針對上述情況，變壓器差動保護可以設(shè)一個TA飽和時的附加穩(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)。

　　對發(fā)生在被保護變壓器區(qū)外的故障引起的TA飽和，利用故障發(fā)生比較初的短時間內(nèi)，可以通過高值的初始制動電流（Aa）檢測出來，此制動電流會將工作點短暫地移至附加穩(wěn)定特性區(qū)內(nèi)。反之，當變壓器區(qū)內(nèi)故障時，由于差動電流很大，其與制動電流的比值引發(fā)的工作點會立即進入比率差動保護的動作特性區(qū)內(nèi)。因此，保護通過測量的電流量值引發(fā)的工作點是否在附加穩(wěn)定特性區(qū)內(nèi)，在短時間內(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，可以選擇自動閉鎖比率差動保護，并在整定時間Tta內(nèi)一直有效閉鎖比率差動保護，直到整定的時間到達時才解除閉鎖。

　　3.2電流互感器二次電路斷線或短路時的對策微機型變壓器差動保護對判別其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，因此很多微機型變壓器差動保護都只是配有簡單的TA二次電路斷線判別元件。針對這種情況，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型變壓器保護裝置。

　　1差流異常告警當任何一相差流的有效值大于告警門檻值，而且連續(xù)滿足該動作條件的時間超過10s時，保護裝置發(fā)出差流異常告警信號，但是不閉鎖比率差動保護。該項功能兼有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TA斷線或短路告警該判據(jù)在保護啟動后滿足以下任一條件時開放比率差動保護：任一側(cè)任一相的電壓元件有突變啟動；任一側(cè)負序電壓大于門檻值；啟動后任一側(cè)的任一相電流比啟動前增大；如果上述排除系統(tǒng)故障或擾動的判據(jù)不滿足，而差動電流的工作點滿足式（1），那么保護判別為第2節(jié)的數(shù)據(jù)補足的方法。對歷史負荷數(shù)據(jù)分兩種情況考慮。

　　情況一：不對歷史負荷數(shù)據(jù)的缺失值進行補足，此時的建模誤差、預(yù)測誤差的分布情況。

　　情況二：對歷史負荷數(shù)據(jù)的缺失值進行補足，運用此種數(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)計量情況一情況二建模誤差均值建模誤差標準差預(yù)測誤差均值預(yù)測誤差標準差外推誤差均值外推誤差標準差由表2可以看出，數(shù)據(jù)補足前后，建模誤差標準差、預(yù)測誤差標準差和外推誤差標準差均相對變小。

　　4結(jié)論電力負荷是受多種因素影響的既有規(guī)律性又含隨機性的時間序列。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。在可獲得多個數(shù)據(jù)源的前提下，本文提出了一種通過各個數(shù)據(jù)源實際負荷之間的比較來實現(xiàn)比較優(yōu)數(shù)據(jù)源的選取方法，并應(yīng)用該方法實現(xiàn)對某一存在缺失值的數(shù)據(jù)源進行補足。實際結(jié)果證明了該方法具有一定的普遍性，保證了負荷數(shù)據(jù)的準確性，為提高預(yù)測精度奠定了基礎(chǔ)。