【正文】 次就是變壓器保護(hù)。由于大容量變壓器在電力系統(tǒng)中的地位非常重要，一旦發(fā)生故障，影響很大。對于前一個問題，已經(jīng)有一些有效的算法來解決，例如可變比率制動特性的差動過流算法，時間差動過流算法（簡稱差動算法），并成功運(yùn)用于工業(yè)裝置中?，F(xiàn)代大型變壓器的特點(diǎn)是容量大、電壓等級高，而且價格昂貴、修理困難。提高靈敏度 要求差動保護(hù)能靈敏動作于匝間短路故障，同時也要求靈敏動作內(nèi)部高電阻接地故障。有效地對付過勵磁 大型變壓器的工作磁密通常取得較高，短時過壓或頻率降低，勵磁電流會激增。計(jì)算機(jī)技術(shù)具有的長記憶功能和優(yōu)越的信息處理功能，以及在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，為解決這些難題提供了手段，主要表現(xiàn)在：在差動保護(hù)中可將CT二次側(cè)電流直接差改為數(shù)字差?？蓱?yīng)用更多更復(fù)雜的原理來改善勵磁涌流鑒別能力。采用復(fù)雜的運(yùn)算和邏輯處理在一定程度上實(shí)現(xiàn)CT和PT斷線報警和閉鎖。計(jì)算機(jī)變壓器保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些，通過進(jìn)一步研究，計(jì)算機(jī)技術(shù)所帶來的益處會不斷地被發(fā)掘出來。變壓器的瓦斯保護(hù)是變壓器油箱內(nèi)部故障的主要保護(hù)之一。此外，瓦斯保護(hù)還是油箱漏油或繞組、鐵芯燒損的唯一保護(hù)。輕瓦斯動作于信號，使運(yùn)行人員能夠迅速發(fā)現(xiàn)故障并及時處理，重瓦斯動作于跳開變壓器各側(cè)斷路器。對于20000kVA以上的變壓器，當(dāng)電流速斷保護(hù)的靈敏性不能滿足要求時也應(yīng)裝設(shè)縱差動保護(hù)。變壓器縱差動保護(hù)是反應(yīng)變壓器繞組和引出線相間短路、繞組匝間短路以及中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線接地短路的主保護(hù)。變壓器差動保護(hù)應(yīng)滿足以下的要求。故障變壓器空載投入時，可能伴隨較大的勵磁涌流，亦應(yīng)盡快動作。無論正常變壓器發(fā)生任何形式的勵磁涌流和過激勵應(yīng)可靠不動作。雙繞組單相變壓器縱差動保護(hù)的原理接線圖如圖31所示。流入差動繼電器KD的差動電流為 (32)縱差動保護(hù)的動作判據(jù)為: (33)：（1）躲過外部短路故障時的最大不平衡電流，整定式為 （34）式中，——可靠系數(shù)，；——外部短路故障時的最大不平衡電流。（3）躲過電流互感器二次回路斷線引起的差電流 （36）式中，——最大負(fù)荷電流；——可靠系數(shù)。后備保護(hù)的作用是為了防止由外部故障引起的變壓器繞組過電流，并作為相鄰元件（母線或線路）保護(hù)的后備以及在可能的條件下做為變壓器內(nèi)部故障時主保護(hù)的后備。過電流保護(hù)裝置的原理接線圖如圖32所示。圖32過電流保護(hù)裝置的原理接線圖保護(hù)的啟動電流按照躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來整定，即 （38）式中 ——可靠系數(shù)，；——返回系數(shù)，；——變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流。中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行的變壓器毫無例外地都采用零序過電流保護(hù)作為變壓器接地后背保護(hù)，接線圖如圖33所示。零序電流保護(hù)I段與相鄰元件零序電流保護(hù)I段相配合；零序電流保護(hù)II段與相鄰元件零序電流保護(hù)后背段相配合配合。零序電流保護(hù)I段的動作電流按下式整定 （39）式中 ——可靠系數(shù)，；——零序電流分支系數(shù)；——相鄰元件零序電流I段的動作電流。過負(fù)荷電流按躲過T額定電流來整定，即： （310）式中=；=為額定一次側(cè)電流 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可靠性的保證措施計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性是指在指定的條件下，在規(guī)定的事件內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中應(yīng)重點(diǎn)防止供電系統(tǒng)與過程通道的干擾。為了減少供電系統(tǒng)的干擾，通常采用的方法是：加裝電源低通濾波器，并采用帶屏蔽層的電源變壓器；交流電引線盡量短，引線接口靠近變壓器和低通濾波器；采用分散獨(dú)立功能塊構(gòu)成性能優(yōu)良的直流穩(wěn)壓電路，加大輸入輸出濾波電容，減少電源的紋波系數(shù)等。為了保證長線傳輸?shù)目煽啃?，主要措施是采用光電耦合器隔離、雙絞線和阻抗匹配等措施。當(dāng)前在軟件設(shè)計(jì)中常用的抗干擾對策有：（1）數(shù)據(jù)采集誤差的軟件對策。在一般的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，人們常采用一些簡單的數(shù)值，邏輯運(yùn)算處理來達(dá)到濾波的效果。在大量的開關(guān)量控制系統(tǒng)中，人們關(guān)注的問題是能否確保正常的控制狀態(tài)。為了確保系統(tǒng)安全，可采取下述軟件抗干擾措施。（3）程序運(yùn)行失常的軟件對策。第四章 微機(jī)保護(hù)硬件的基本組成 微機(jī)保護(hù)的基本原理欲實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)，必須首先解決如何正確區(qū)分電力系統(tǒng)正常運(yùn)行與發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)之間的差別，并研究在故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)下，各種物理量的特點(diǎn)及其變化規(guī)律。如故障時電壓劇降，可實(shí)現(xiàn)電壓保護(hù)。被保護(hù)設(shè)備兩端電流相位（或功率方向）或大小的變化。故障時才出現(xiàn)的某些對稱分量。非電氣量變化的差別。電氣量波形或時域、頻域分析上的特點(diǎn)，也可實(shí)現(xiàn)某些保護(hù)。另一方面，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)是通過繼電保護(hù)裝置來實(shí)現(xiàn)的，而組成繼電保護(hù)裝置的（如電流、電壓、功率方向、阻抗、差動、時間、空間、信號等）以及各種對稱分量濾過器的構(gòu)成、工作原理、動作特性、動作情況分析等也不容忽視。 微機(jī)保護(hù)裝置的構(gòu)成微型機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)的硬件一般包括以下三部分:（或稱數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）包括電壓組成、模擬濾波（ALF）、采樣保持(S/H)、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)(MPX)以及模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)等功能塊，完成將模擬輸入量準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換為所需的數(shù)字量。CPU執(zhí)行存放在EPROM中的程序，對由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸入至RAM區(qū)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，以完成各種繼電保護(hù)的功能。硬件原理框圖如圖41所示。如圖42所示。單片機(jī)經(jīng)采樣保持后通過自身集成A/D轉(zhuǎn)換器將模擬電壓轉(zhuǎn)化為控制系統(tǒng)可用的數(shù)字量。圖42 保護(hù)裝置總體框圖變壓器的主保護(hù)之一為差動保護(hù)，差動保護(hù)的判斷依據(jù)就是變壓器一、二次側(cè)的電壓、電流的平衡關(guān)系，因此，準(zhǔn)確而實(shí)時地測量電壓和電流是變壓器保護(hù)裝置的可靠運(yùn)行的有力保證。通過TV、TA變換后形成模數(shù)轉(zhuǎn)換電路可以測量的電壓，然后經(jīng)低通濾波器（ALF）、采樣保持器（S/H）及模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片（ADC）轉(zhuǎn)變成數(shù)字量，再由單片機(jī)對這些數(shù)字量進(jìn)行比較、判斷。在微機(jī)保護(hù)中通常要求輸入信號為177。10V的電壓信號，具體決定于所用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。交流電流的變換一般采用電流中間變換器并在其二側(cè)并電阻以取得所需電壓的方式。兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)。因此，當(dāng)一次流過非正弦電流時，其二次電壓波形將發(fā)生嚴(yán)重的畸變，這是所不希望的。電流中間變換器的最大優(yōu)點(diǎn)是，只要鐵芯不飽和，則其二次電流及并聯(lián)電阻上的二次電壓的波形可基本保持與一次電流波形相同且同相，即它的傳變可使原信息不失真。至于移相，提取某一分量或抑制某些分量等，在微機(jī)保護(hù)中，根據(jù)需要可以容易地通過軟件來實(shí)現(xiàn)。此外，這些中間變換器還起到屏蔽和隔離的作用，可提高保護(hù)的可靠性。JDZ10型電壓互感器是用環(huán)氧樹脂澆注的半封閉式電壓互感器，供頻率為50Hz、10kV電力系統(tǒng)作電壓，電能測量及繼電保護(hù)用。產(chǎn)品型號及意義為：（2）。（1）變壓器一次側(cè)采用LZZB110（HAT）型高精度電流互感器對電流進(jìn)行測量。耐污穢、耐潮濕性能好。可以供計(jì)量用或計(jì)量、測量共用。（2）（500～800/5A）電流互感器。圖42采樣保持電路原理圖（2）保持時間要長。（3）模擬開關(guān)的動作延時、閉合電阻和開斷時的漏電流要小。就截獲時間來說，希望Ch越小越好，但就保持時間而言，Ch則越大越好。目前已有將整個采樣保持電路集成在一塊芯片上的商品，但其中不包括電容Ch，一方面是因?yàn)橛眉呻娐窐?gòu)成電容困難，另一方面是為增加設(shè)計(jì)的靈活性，可根據(jù)不同的應(yīng)用場合選用不同容量的電容Ch。圖43 LF398芯片原理圖電路主要由兩只高性能的運(yùn)算放大器AA2構(gòu)成的跟隨器組成。由于運(yùn)算放大器的開環(huán)放大倍數(shù)極高，兩個輸入端之間的電位差實(shí)際上為零，所以輸出端對地電壓能跟蹤上輸入端對地電壓，也就是保持Ch兩端的電壓。在AS斷開后的保持階段，A2的輸出電壓不再變化，但模擬量輸入?yún)s仍在變化，A1不再從A2的輸出端獲得負(fù)反饋，為此在A1的輸出端和反相輸入端之間跨接了兩個反向并聯(lián)的二極管，配合電阻R起到隔離第二級輸出與第一級的聯(lián)系，而直接從A1的輸出端經(jīng)過二極管獲得負(fù)反饋，以防止A2進(jìn)入飽和區(qū)。又由于A2的緩沖和隔離作用使電路有較好的保持性能。A3的邏輯輸入端由外部電路按一定時序控制，進(jìn)而控制著Ch處于采樣或保持狀態(tài)。所有采樣保持器的邏輯輸入端并聯(lián)后由定時器同時供給采樣脈沖。多路轉(zhuǎn)換開關(guān)包括選擇接通路數(shù)的二進(jìn)制譯碼電路和由它控制的各路電子開關(guān)，它們被集成在一個集成電路芯片中。其管腳示意圖如圖44所示。當(dāng)片選信號有效時，芯片通過地址線A0～A3上的四位地址數(shù)據(jù)譯碼并選通相應(yīng)的通道，模擬輸入量信號通過，這時芯片呈低阻狀態(tài)，導(dǎo)通電阻不隨輸入電壓大小而變化，模擬輸入量從芯片的28口（COM）輸出，將選通的通道模擬量經(jīng)芯片送往A/D轉(zhuǎn)換器。它的主要性能如下：供電電壓低：，單電源或雙電源任選 表41 MAX396引腳名稱及功能引腳符號功能1V+ 正電源電壓輸入2，3，13NC空腳4—11No16—No9模擬信號輸入（雙向）12GND邏輯地14—17A3—A0邏輯地址輸入18EN禁止邏輯