杨茵

【摘要】近年来，随着我国经济的迅速发展和煤矿工业新技术、新工艺的不断涌现，对煤矿通信技术也提出了越来越高的要求，而差动保护技术的日益普及和应用给煤矿通信领域注入了新的活力。本文介绍了差动保护及其工作原理，探讨了差动保护在煤矿通信中的应用，并提出了几点差动保护功能结构处理的策略，以供参考。

【关键词】煤矿通信;差动保护;功能结构

差动保护装置是当前国内煤矿通信中应用较为广泛的一种保护设备，对于维持煤矿通信设备持续运转具有重要意义，其优越的保护功能实现了通信设备在故障发生前的及时切断，同时提醒操作人员采取方案处理，最大限度的防止了煤矿通信设备受到损坏。

一、差动保护及其工作原理

差动保护是一种输入的两端CT电流矢量差，如果达到设定的动作值时就会自动启动动作元件，及时把所保护设备或者元件的电源切断，以防止设备故障的发生。保护对象是输入的两端CT间的设备，常见的有发电机、电动机以及变压器等，对整个线路连接也可以迅速诊断出短路、中断等故障。

差动保护工作原理可以通过具体的差动保护形式来进行探讨，现阶段应用较多的是电流差动保护，机理是通过电力元件的电流值变化情况来对于故障的发生状况来进行判断：正相序状态条件下，A超前B，同时B超前C，这两种超前的状态都处于120度;反相序状态条件下，A超前C，同时C超前B，这两种超前状态都处于120度。我们也可以从基尔霍夫电流定理操作原理来对于差动保护进行解释，这也是差动保护装置使用过程中所不可忽略的一个原理。通常来说，如果差动保护装置处理良好的运行时，变压器的电流在流入和流出时所形成的值是一样的，这种情况下表明变压器处于正常状态，差动保护装置未发生任何变化;反过来说，如果变压器装置结构异常或者已经出现了故障，那么差动保护装置的两侧就会自动将短路电流提供给变压器，除此之外，差动保护装置还可以结合感应到的数据信号，在短时间内定位故障发生的具体位置。从中我们不难看出，差动保护装置在使用时，仅凭借某一个指标的变化就可以迅速判断出变压器故障情况，举例来说，除了电流差动保护外，差动保护装置还涵盖了其它不同的形式，包括线路差动保护、母线差动保护等，而其中每一种差动保护装置所发挥出来的作用均具有极大的优越性。考虑到变压器差动保护装置的根本目的是为了防范变压器产生故障，所以在使用过程中必须对差动保护的接线形式进行尽可能严格的控制，把变压器两侧电流互感器二次线圈固定成环流形式，这种情况下，变压器在没有发生故障时电流的大小就会处于一种均衡状态，而一旦出现故障，那么电流值大小也会发生一定的变化，这也正是我们判断故障发生的一个主要指标。

二、差动保护装置在煤矿通信中的应用

（一）线路连接

实际应用中，差动保护功能发挥时必须对绕组变压器配备相应的设备，通常情况下可以选择把电流互感器安装到变压器的两侧位置，接着再将各条线路根据电气图纸进行有序地连接。连接过程中应当将两侧电流互感器的同极性端全部都对着母线侧，并且还应当将电流继电器并联到两接线间，上述工作完成后还应当按照电流值大小的具体值来对于变压器设备是否正常来进行判断;根据现行电力行业的相关运行标准，还必须对差动保护装置通过多种途径来进行维护，所以技术人员必须连接线路过程中确保线路的准确性;我们从实际运行的状态来进行评价，变压器两侧电流互感器所具备的特征也是有所差异的，一旦变压器出现了外围故障，那么在差动回路里也会发生相应的异常电流通过，也即是Iumb，这种条件下，经过的继电器电流IK，就可以用公式Ik=I1-I2=Iumb来表示，工作人员需要把异常电流控制在最小范围内，目的在于避免差动保护装置误操作，导致变压器保护作用无法正常发挥。

（二）差动保护的实现

一旦运行过程中的变压器出现了故障，不管是短路故障，还是误动故障等，那么差动保护线路中的回路会都会由于I2的存在，使得其流通方向出现一定的改变，与此同时经过差动保护装置的电流值也应当是I1与I2两者的综合，可以用公式Ik=I1=I2=Iumb来表示，利用上述计算流程可以最大限度的确保继电器使用性能在短时间内的有效发挥。另外，考虑到差动保护装置在其发挥作用期间，其保护的对象主要集中在电流互感器中间所使用到的一些设备，主要有电气设备、连接设备等，基于此，差动保护装置在启动过程中，工作人员还必须认真观察这些设备的状态。由于差动保护装置的保护作用范围只能够覆盖其可以保护到的区域，而无法对该区域以外的故障形式发挥任何作用，这就要求工作人员在安装变压器过程中，还应当尽可能仔细观察周围设备易发生的相关故障问题，同时还应当设计有效的故障防范解决对策。

三、差动保护功能结构处理的策略分析

（一）电流

电流互感器直接关乎差动保护效果的好坏，同时也是构建差动保护模式过程中必须着重讨论的内容。基于此，工作人员在对变压器差动保护的电流互感器进行安装使用过程中，必须做好互感器的使用型号选择工作。一般建议采用变压器差动保护配套专用的D级电流互感器;除此之外，经保护装置外围的稳态短路电流过程中，一旦发现电流达到最大值，则必须注意把差动保护回路的二次负荷保持在10%误差之内。

（二）负荷

一旦負荷过大，就会对电流互感器带来超荷载运行的不良后果，如果长时期维持这种状态，必然会在很大程度上缩减电流互感器的使用寿命。基于此，差动保护运行过程中，还应当高度重视电流互感器的负荷控制工作，按照系统运行的实际需要可以对电流互感器的励磁电流进行一定范围内的降低。可以直接降低控制电缆的电阻，也可以选择弱电控制用的电流互感器，除此之外，还应当及时做好互感器的实际状态检查工作。

（三）产品

现阶段市场上推出的电流互感器产品种类十分繁多，企业在使用时应当根据具体的变压器保护方式来进行合理选择。如果为测电流过大的变压器，那么在差动保护时一般建议使用可带小气隙的电流互感器，其优势在于装置的铁芯剩磁小，从而也会大大增加电流互感器的饱和难度，有效增强差动保护装置的保护性能。与此同时，这种互感器的励磁电流相对较小，对失衡电流也能够发挥出有效的控制作用。

（四）保护

煤矿通信中，除了使用电流差动保护外，当操作难度较大的条件下，也能够通过对于差动保护形式的合理变化来解决。其中，比率差动保护是差动保护中最为常用的一种保护手段，把它应用到变压器保护通常也可以发挥出较为良好的故障诊断性能。具体的运行模式为：如果遇到经过变压器的电流值出现增大时，可以通过不断增强装置保护的性能，来避免发生故障期间变压器的误操作或者误动问题。

四、结束语

综上所述，差动保护装置作为继电保护的典型代表，将其应用到变压器中可以大大效降低故障的发生率，确保变压器装置使用性能的正常持续发挥，为整个电力系统的长期稳定、可靠运行提供保障。在煤矿通信系统中，采用差动保护装置，可以提升通信设备收发信号性能，确保煤矿生产的良好进行。

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