火電廠繼電保護裝置應用分析

摘 要：電力能源是現今推動社會發展滿足人民日常生活需要的主要能源，因此來說作為電力能源的提供者---電力系統的安全穩定運作關乎著社會的發展以及人們生活需要。繼電保護裝置是為有效保障電力系統安全穩定運作的主要方式，對于電力系統的發展具有重要的意義。本文將主要就火電廠中繼電保護裝置的應用現狀進行分析，同時對于其在運作過程中常見的故障進行闡述，并提出相關的改善措施。

關鍵字：火電廠；電力系統；繼電保護；發電

1 繼電保護裝置作用

在火電廠中，繼電保護裝置主要是通過對于電力系統的監視保護裝置，其通過自動化的運行裝置，可以在火電廠電力系統運作過程中 有效的進行全程的監控，一旦出現某個電氣保護元件出現故障，那么繼電保護裝置將會在最短的時間內自動、準確的將此元件進行切除， 維持電力系統的正常運作，減少由于斷電而出現的經濟損失現象。繼電保護裝置是全程自動化運行監視，其相對傳統的人工檢測以及監視來說具有較大的進步，其避免了時間空隙中的問題出現，同時繼電保護裝置還能夠在實際的工作中，給設備檢修人員提供準確的故障發生元件，能夠讓維修以及監視人員第一時間發現問題的真正所在，找到問題，同時針對問題進行有效的解決.可以說繼電保護裝置可以有效的降低相關工作人員的工作量，同時還能避免由于相關元件的故障而出現的重大影響。通常來說，繼電保護應滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。可靠性是指繼電保護裝置在保護范圍內該動作時應可靠動作，在正常運行狀態時，不該動作時應可靠不動作。速動性是指保護裝置應盡快地切除短路故障，以減輕損壞程度，指保護裝置應盡快切除短路故障，其目的是提高系統穩定性，減輕故障設備和線路的損壞程度，縮小故障波及范圍，提高自動重合閘和備用設備自動投入的效果。

2 火電廠繼電裝置保護方式

2.1 發電機繼電保護

單機的容量大是火電廠中通常使用發電機的主要特性，而且發電機的穩定性在很大程度上直接制約了火電廠中整個電廠的穩定性能。因此對于發電機的繼電保護保護相應來說具有較高的要求。就現今火電廠對于發電機的繼電保護措施種類中，主要繼電保護方式展現為三大種：第一種是發電機差動保護；差動保護根據接線方式以及位置的不同，還可以分為完全縱聯差動和不完全縱聯差動[1]。其主要是實現對于發電機內部的相間短路故障實行自動化的保護措施，相對來說縱差保護的使用歷史較為悠久，隨著現代數字化技術的進一步發展，數字化的縱差保護得到了有效的應用以及推廣。其主要是通過運用函數法計算發動機端以及中性點側電流向量的監測從而實現差動保護功能。第二種是發電機子接地保護；發電機子接地保護主要是由三部分組成，分別是基波電壓部分；機端與中性點電壓三次諧波比較部分；其通過對于發電機中性點的三次諧波電壓監測作為運作的主要標準，從而針對化的對于發電機進行全方位的保護。第三種是失磁保護；失磁保護主要是針對發電機失磁故障之后，發電機段的電量變化規律作為主要標準，針對失磁現象進行有效的保護措施提供。

2.2 變壓器繼電保護

變壓器是火電廠對外進行電力傳輸的主要手段，因此來說變壓器在火電廠內決定了其工作成效是否能夠及時的實現對外供應。變壓器的繼電保護措施能夠有效的提升火電廠內部電能持續穩定的對外進行傳輸，一旦變壓器出現問題，火電廠的對外電力輸送便會停止運作，對外界形成巨大的影響。在對于變壓器的繼電保護措施中，常見的主要有兩種，一種是差動電流保護，一種是瓦斯保護。差動電流保護也就是主變壓器變低壓側接地保護結合發電機定子接地保護，可以用來區分發電機內部還是外部接地。發電機機端附近接地時，發電機定子接地保護和主變壓器低壓側接地保護均動作，發電機定子接地保護動作將發電機解列后，如果主變壓器低壓側接地保護仍然發信，則說明故障發生在發電機外[2]。瓦斯保護主要是由氣體繼電器構成，氣體繼電器通常是安裝在郵箱以及儲油柜之間的連接管道上。就繼電器而言，所有的繼電器都是兩個對觸點，一對是反映油面降低或是輕瓦斯的故障，一對是反映重瓦斯的故障。當變壓器在運行的過程中出現繞組短線故障的時候，通常來說多數的繼電保護措施都不能正常啟動，而瓦斯保護則可以。

3 常見繼電保護故障

隨著現代繼電保護裝置的進一步推廣以及應用，繼電保護技術得到了有效的推動；前文已經描述，繼電保護裝置在使用的過程中能夠對于故障進行準確的診斷以及隔離以防止故障的威脅最大化。但我們知道繼電保護裝置只是在診斷的基礎上對于故障的位置進行的明確的指出，而在維修的過程中，還需要相關的維修工作人員進行故障的診斷以及維修，以保障故障能夠在第一時間回復正常的運作，提升火電廠設備運作效率。在維修的過程中，繼電保護裝置只是一個良好的前提輔助條件，而相關的工作經驗以及技術能力是維修人員進行故障維修過程中的主要因素。本文主要進行闡述的繼電保護故障主要就日常工作中常見的故障選取較為具有代表性的進行分析，分別是電壓互感器二次電壓回路故障以及斷路器保護的拒動說引起的變壓器后備保護越級跳閘故障現象。在繼電保護裝置中，電壓互感器二次電壓回路是一個騎士電，其故障出現之后會導致嚴重的保護誤動或是拒動，都嚴重的影響了繼電保護的最佳性能展現。因此來說，當出現繼電保護的拒動或是誤動故障之時，檢修人員應當首先對于二次電壓回路進行檢查，從而找出問題出現的最直接導致因素。在對于故障的分析過程中，技術人員應當對于當前電流與之前的電流統計記錄進行對比以及分析，如果二次電流過小或是0，那么可以基本上肯定故障的原因是由于鐵中心有剩磁，且剩磁的方向與勵磁電流的方向形成了一致性的統一，從而形成了短路電流直流分量以及剩磁作用下的鐵心過度飽和。由于電流互感器的飽和現象過快，其傳遍特性輸出展現為0，同時也導致了斷路器保護的拒動現象出現。在對于繼電保護故障分析的過程中，要必須充分的擁有足夠的專業經驗以及技術才能有效的對于問題產生的原因進行有效的查找，同時對于問題原因的發現也為下步的故障解決提供了有效的參考。

4 故障排除

前文中筆者對于繼電保護的常見故障進行了詳盡的分析，而在實際的運作過程中對于不同問題的故障排除方法也不盡相同，常見的故障排除措施主要有：替換法、參照法、短接法、直觀法、逐項拆除法等。不同的故障排除措施具體有不同的展現特點，在實際的應用過程中也應當根據情況的需求而針對化的選擇故障排除措施進行著手改善。那么在實際的故障排除過程中，相關技術人員應第一時間對于故障進行原因的查找，然后在選擇合適的故障分析方法進行著手改善。替換法通常是通過技術人員對于懷疑故障的元件進行替換，從而查看元件是否正常，同時替換法也是進行繼電保護故障排除過程中的常見措施。而參照法這更多的是將已使用的設備與正常設備的技術參數進行對比，從而進行分析其中參數的差異，通過對于差異的分析，找出故障的主要原因。通常來說此類故障排除方法主要用于接線措施。在進行回路改造和設備更換后二次接線不能正確恢復時，可參照同類設備接線。在繼電器定值校驗時，如發現某一只繼電器測試值與其整定值相差甚遠，此時不可輕易判斷此繼電器特性不好，或馬上去調整繼電器上的刻度值，可用同只表計去測量其他相同回路的同類繼電器進行比較。短接法主要是為了通過將范圍進行縮小，從而有效提升故障查找效率，準確的找出故障的發生元件；通常來說短接法主要用于電流回路開路、判斷控制開關是否接好等問題。直觀法主要是處理無法使用儀器進行故障排除或是無法通過備用元件通過替換進行故障查找的情況。通常來說直觀法主要是通過以檢修工作人員的工作經驗作為主要的參考，對于設備內部的現象進行觀察，從而進行評估，找出故障的發生之處進行元件的替換。逐項拆除法主要是通過將并聯在一起的二次回路順序脫開，然后在通過一次性的放回，查看故障在放回的哪個階段內出現，那么也就說明了故障發生在該階段內。此故障排除方法主要是應用于直流接地以及交流電源熔絲放不上等故障。

5 結論

隨著現代社會經濟的發展，以及現代工業以及人們對于用電的高度依賴，電力的持續供應以及穩定是影響社會經濟發展，地區繁榮與穩定的重要因素。繼電保護措施作為保障火電廠在發電輸電過程中的強力保障措施，其能夠有效的維持火電廠發電以及輸電的穩定性以及持續性。

參考文獻

[1] 陶蘇東，荀堂生，張盛智.電氣設備及系統[M].北京：中國電力出版社，2006.

[2] 陳曉俊.關于火電廠繼電保護的分析[J].黑龍江科技信息，2010，（4）.

[3] 孫猛. 火電廠繼電保護系統相關問題的思考[J]. 硅谷，2009（22） ：174-175.

作者簡介

王增健（1981—），男，漢族，籍貫河北省深州市，大學本科學士學位，電氣工程及其自動化專業，助理工程師。