浅议供电所乡镇供电所低压配电变压器保护系统设计网

摘要：乡镇变压器保护设备匮乏且功能相对单一，很难提高全面有效的保护措施。针对乡镇供电所低压配电变压器的一些特点提出一种新型保护系统的设计方案，整个系统包括现场保护装置和远程控制终端。利用剩余电流保护、过流保护和过热保护的原理，采集变压器运行状态，监测判断做出相应的保护控制。实验表明，整个系统完全满足设计要求，使低压配电变压器保护装置智能化综合性更强。
关键词：低压配电；变压器；保护系统
作者简介：王磊（1980-），男，安徽宿州人，宿州农电公司安全运检部副主任，助理工程师；蒋涛（1978-），男，安徽宿州人，宿州农电公司符离供电所长，助理工程师。（安徽 宿州 234000）
1007-0079（2013）08-0186-02
配电是电力再分配的过程。我国规定配电电压在110kV～35kV范围为高压配电，10kV为中压配电，380V/220V为低压配电。乡镇农村的配电网为低压配电网，其特点是普遍采用中心点直接接地方式运行，这样的运行方式有利于保护单相用电设备的相电压和传导三相不平衡电流，减少中心点电压偏移。但乡镇低压配电网仍存在较为普遍的变压器过热，变压器过载运行造成的过电流现象及现行剩余电流保护装置频繁的动作给用电用户带来不便等问题。此外，现行的变压器保护装置功能单一、安装花费较大、集成度低和自动化程度低，且不具备远程通讯能力，不能做到在线监测。[1-3]这些问题影响到工农业正常生产运行，因此，对配电设备保护装置进行技术革新和功能整合显得尤为迫切。

一、配电变压器保护系统的功能和指标

对配电变压器的状态进行监测，需要清楚知道变压器运行状态的各个指标。通过各运行参数指标采取如剩余电流保护、过流保护和过热保护等措施。其各保护指标如下：

1.过电流保护指标

主要通过监测变压器的运行负载的电流值，判断是否启动保护。判断的依据是负载电流大于变压器额定电流的105摘自：学报论文格式www.618jyw.com
%～500%，即认为是过电流发生，此时保护装置应利用反时限特性及时开断断路器。不同的电流值其开断时间不同，如超过额定电流5%，开断时间一般为100min，超过20%时开断时间为10min，如果超过400%时开断应该立即关断断路器，允许时长0.2S；

2.过热保护指标

变压器过热会造成严重的事故发生，当变压器自身温度超过90℃时，保护装置应动作切除负荷，待变压器恢复温度至70℃时重新启动允许。

3.剩余电流保护指标

剩余电流保护装置一般有3个档位：100mA、300mA和500mA。当线路中的剩余电流为本档位电流的50%～80%时，剩余电流保护装置将自动跳到下一个电流高的档位；如果当前的档位处于最高档位即500mA时，保持档位不变；当小于本档位的50%时跳到电流下的档位；当在最大档位时剩余电流超过80%，则切断线路。[4-6]
配电变压器的保护装置主要实现几个功能：变压器运行参数自动检测和界面显示功能和远程遥控与远程通讯功能。同时，对于变压器保护装置本身还必须具有抗雷击、抗干扰、耐温防潮和性能稳定等性能。

二、变压器保护系统设计

1.变压器保护系统设计总体方案设计

整个系统采用MCU为主控单元，信号调理电路将电流或电压互感器的电信号处理成芯片可接受的电信号，电能计量芯片完成对三相电流电压的采集和功率等的计算，各传感器完成对变压器温度采集。MCU将各采集模块的数据打包后通过串口上传至上位机，上位机经过解包分析处理，实时显示变压器运行状态，详见图1所示。