十二五規(guī)劃以來(lái)，智能電網(wǎng)越來(lái)越受到國(guó)家的重視，數(shù)字智能變電站作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，賦予了傳統(tǒng)變電站新的活力。目前，我國(guó)已經(jīng)熟練掌握110kV、220kV、330kV、500kV、750kV等多個(gè)電壓等級(jí)的智能變電站建設(shè)。自2009年開始，我國(guó)開始在國(guó)內(nèi)試點(diǎn)數(shù)字智能變電站；2012年開始進(jìn)入了全面建設(shè)智能變電站階段；計(jì)劃到2015年時(shí)，新建變電站的智能化達(dá)到40%左右，將10%的原有變電站改造成數(shù)字智能變電站。
1、變壓器保護(hù)系統(tǒng)概況
數(shù)字智能變電站較傳統(tǒng)電站而言，實(shí)現(xiàn)了利用電子通訊、人工智能技術(shù)對(duì)變電站進(jìn)行一體化管理，并可以完成設(shè)備的故障診斷和決策分析等一系列功能，為電力系統(tǒng)的狀態(tài)評(píng)估診斷，太陽(yáng)能風(fēng)能的引入等提供了有力支撐。從系統(tǒng)構(gòu)成來(lái)看，數(shù)字智能變電站可分為站控層、間隔層、過(guò)程層、間隔通訊網(wǎng)、過(guò)程通訊網(wǎng)，五個(gè)部分構(gòu)成三層兩網(wǎng)的系統(tǒng)。變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)是變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中的重要組成部分，通常是以微機(jī)為基礎(chǔ)的數(shù)字電路，其核心元件為CPU，軟件系統(tǒng)為實(shí)時(shí)處理程序。
2、變壓器故障診斷研究
在忽略變壓器損耗的情況下，由基爾霍夫定律可知，流入各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流應(yīng)該保持矢量和恒為零，但變壓器內(nèi)部存在故障說(shuō)等于內(nèi)部增加了一條故障支路，故障節(jié)點(diǎn)的電流矢量和不在為零，此時(shí)應(yīng)對(duì)故障診斷。
智能變壓器的故障可分為內(nèi)部故障和外部故障兩部分。內(nèi)部故障指變壓器油箱內(nèi)的故障，主要包括：相間短路、匝間短路、單相接地等故障；外部故障指絕緣套管和引出線上的故障。數(shù)字智能變壓器的內(nèi)部故障診斷主要集中在暫態(tài)分析上，利用暫態(tài)分析變壓器內(nèi)部故障的關(guān)鍵在于匝間短路漏感參數(shù)的確定。
3、變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)
3.1、主保護(hù)
數(shù)字智能變電站變壓器主保護(hù)分為差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)兩種。由基爾霍夫定律，變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)差動(dòng)電流很大，變壓器各側(cè)有電源時(shí)差動(dòng)電流很小，當(dāng)差動(dòng)電流大于不平衡電流時(shí)，斷路器開路，保護(hù)啟動(dòng)；變壓器外部發(fā)生故障時(shí)差動(dòng)電流很小，不平衡電流大于差動(dòng)電流，保護(hù)不啟動(dòng)。因此，差動(dòng)元件的動(dòng)作電流一般要大于變壓器額定電流的4～8倍。
3.2、后備保護(hù)
數(shù)字智能變電站變壓器后備保護(hù)可分為復(fù)合電壓過(guò)流保護(hù)、零序過(guò)流保護(hù)、中性點(diǎn)間隙保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)四種。微機(jī)保護(hù)采用無(wú)死區(qū)、記憶性正序電壓方向元件，來(lái)控制整個(gè)保護(hù)過(guò)程中的正方向。若此保護(hù)為相鄰元件的則正方向?yàn)樽儔浩髦赶蚰妇€；若為變壓器的后備保護(hù)，則正方向相反。
零序過(guò)流保護(hù)一般安裝在110kV以上的變壓器中性點(diǎn)位置，大型變壓器零序過(guò)流保護(hù)一般為三段保護(hù)，僅最后一段無(wú)方向性。中性點(diǎn)間隙保護(hù)一般應(yīng)用在中性點(diǎn)不接地的變壓器中。過(guò)負(fù)荷保護(hù)一般分為發(fā)送警告信號(hào)、開啟冷卻風(fēng)機(jī)、關(guān)閉有載調(diào)壓三步。
3.3、變電站現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試
對(duì)傳統(tǒng)變電站變壓器進(jìn)行改造，得到改造后的數(shù)字智能變壓器二次回路接線?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)試過(guò)程中應(yīng)注意對(duì)保護(hù)進(jìn)行核實(shí)和測(cè)試，對(duì)帶開關(guān)傳動(dòng)進(jìn)行測(cè)試。保護(hù)動(dòng)作時(shí)間是衡量保護(hù)裝置性能的重要指標(biāo)，對(duì)改造后的系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作時(shí)間測(cè)試，看其是否滿足要求。智能斷路器較傳統(tǒng)短路器而言，減少了一些中間環(huán)節(jié)，大大縮短了保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，使變壓器差動(dòng)保護(hù)更迅速。
4、結(jié)語(yǔ)
數(shù)字智能變電站作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，賦予了傳統(tǒng)變電站新的活力。其最大程度的降低了變壓器故障次數(shù)，減輕了集控人員的工作量。本文從數(shù)字智能變電站與傳統(tǒng)變電站的區(qū)別出發(fā)，首先對(duì)變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)的工作流程進(jìn)行了介紹。確定變壓器匝間短路漏感參數(shù)的步驟，討論了差動(dòng)保護(hù)的幾個(gè)局限性。隨后對(duì)變壓器繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了探討，分析了數(shù)字智能變電站變壓器的主保護(hù)、后備保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，希望對(duì)日后數(shù)字智能變電站的改造運(yùn)行起到積極的作用。
