大型發變組保護的研究與實踐分析

王 超,金 龍,董 理（華能平涼發電有限責任公司,甘肅 平涼 744000）

大型發變組保護的研究與實踐分析

王 超,金 龍,董 理
（華能平涼發電有限責任公司,甘肅 平涼 744000）

作為現代電力系統重要組成部分的大型發變組，其造價昂貴且結構較為復雜，一旦出現故障，則需要較長的時間進行檢修，這勢必會給國民經濟帶來直接或者是間接的經濟損失。大型發變組運動中的拒動以及誤動都會帶來較為嚴重的后果，其保護過程絕對不能掉以輕心，這也勢必會給大型發變組的可靠性、快速性、靈敏性以及選擇性的提高帶來巨大壓力。由于大型發變組運行過程中不可避免的會出現一些故障或者是不正常的運轉，這都需要及時的進行發變組保護工作，避免因其故障帶來的不必要的損失。

主保護;后備保護;存在問題;實踐

1 大型發變組主保護的研究及應用

1.1 發電機差動保護的研究及應用分析

發電機定子繞組之間的短路是大型發變組運轉過程中易發的最嚴重的故障，此故障可以導致短路電流的產生，同時故障點處的電弧也會燒壞繞組絕緣，進而有可能引起嚴重的火災。因此這就要求在機器運轉中裝設差動保護，使之成為發電機定子繞組相間故障的主保護，從而使其在故障中能夠做到瞬時停機。

在整個保護工作中，對于一些發電機出口帶有開關的系統來說，需要確保發電機的差動保護機端CT以及主變差動保護CT的選擇沒有無保護的死區，并且確保兩套保護之間具有交叉點。再者就是需要對差動保護的不平衡電流進行定期的檢查，一旦發現電流有增大的趨勢，要及時的進行檢查以及原因分析。

1.2 變壓器差動保護的相關問題分析

變壓器內部故障的主要故障反應為變壓器油箱套管、油箱內部以及引出線相間以及接地的故障，同時也包括繞組間的短路故障。變壓器內部故障的主保護主要是指變壓器的差動保護。

變壓器所具有的電壓等級為兩個或者兩個以上，這就使得各側所用的CT的額定參數是不盡相同的，進而導致變壓器差動保護過程中所產生的電流是不平衡的，與此同時變壓器分接頭的調整也能夠增大電流的不平衡性。除此之外，變壓器的勵磁電流也是不平橫電流的來源之一，勵磁電流在過勵磁時是可以達到額定電流水平的，這樣勢必會造成差動的誤動。另一方面，雖然匝間短路時短路電流較大，但是流入差動保護的電流會有相應的減少，這就容易給變壓器帶來負荷，從而影響到其靈敏度的保護。由此可見變壓器的差動保護較之發電機差動更為復雜。

1.3 發電機定子接地保護原理及應用分析

發電機的接地外殼，容易導致絕緣體破壞的定子繞組產生單相接地，當單相接地情況發生時，故障點處便會有電流電容流過，接地的電流電容過大時就會將絕緣繞組以及定子鐵芯燒壞。也由此，當接地電流大于或者是等于5A時，接地保護便會自動跳閘。為了能夠做好發電機定子接地保護，可以根據發電機的基波零序電壓以及三系諧波的分量特點，研究出發電機中性點基波零序電壓的過電壓保護以及保護靠近中性點部分便動作于發信來共同構成100%的定子接地保護。

1.4 發電機匝間保護常見問題及分析

零序電壓以及允許式負序功率方向元件共同構成了發電機匝間保護。其中負序功率以正方向元件為基準，其方向是允許式的。通常情況下，負序功率方向元件動作會形成閉鎖匝間保護，也就是說當匝間短路時，負序功率方向元件是不動作的，便會使定子匝間保護開放。與此同時，PT斷線是用來判別負序電壓的，PT斷線時熔絲會被慢慢的熔斷，此時會導致縱向零序電壓的誤動，進而使得匝間保護誤動。除此之外，發電機組啟動建壓的整個過程中，發生短路的匝間也不會動作，也就使得負序功率方向元件由原來的開放式變為閉鎖式。為了能夠保證其靈敏度，可以采用微機保護的方式，確保負序功率繼電器在很小值下的正確動作。

2 發電機變壓器后備保護研究及應用

2.1 發電機失磁保護

發電機的勵磁回路由于受到轉子回路開路、短路或者是滅磁開關誤跳等因素的影響，容易導致發電機整個或者是部分失控。發電機失磁后，系統中大量的無功功率便會被發電機吸走，如果無功功率儲備不足就會容易產生無功短路，從而造成整個系統的電壓下降，進而有可能導致電壓系統的崩潰瓦解。再就是定子繞組中電流大小的不斷變化，也容易導致發電機機組震動或者是轉子過熱。

2.2 轉子接地保護

就現階段來看轉子接地保護主要分為乒乓式、電橋式以及注入式等保護方式。注入式又分為直流注入式以及低頻注入式。

2.3 發電機逆功率保護

汽輪發電機組中，如果關閉機爐的主汽門或者是對控制回路調整故障失誤而導致主汽門關閉，這都會使得發電機在發電機短路器跳開前會轉換為電動機運行。因此，發電機也會從系統送出有功轉換為系統吸收有功。一般來說逆功率并不會給發電機帶來傷害，但是由于蒸汽與長葉片之間的摩擦，便會使得葉片過熱，進而引起其他故障，因此來說需要進行發電機組的逆功率保護。通常來說逆功率的保護工作應于停機，除此之外在逆功率繼電器工作的整個工作是為了能夠更好的保護發電機的逆功率，也因此對測量的精確度要求是相當高的。

3 結語

綜上所述，在大型發變組保護及應用過程中需要注意以下事項：為避免勵磁變差動保護的誤動，不應該在勵磁變裝設差動保護裝置；發電機差動保護的CT中嚴重避免出現無保護死區，確保發電機與變壓器差動保護的范圍有所交叉；在進行匝間保護通電測試時，應該定時進行三次諧波濾波比裝置的檢查，確保各種采樣值的精確度；對于一些老式的元器件的保護，其中匝間保護的負功率方向應該采用允許式，但是當采用微機保護時，受其靈敏度的影響宜采用閉鎖式；為了能夠避免接地保護誤動帶來的保護誤報警，需要在發變組運行中對發電機的大軸接地銅刷的接觸情況進行定期的檢查。

[1]李奔.大型發變組保護新技術及整定計算軟件的研究[D].華中科技大學,2012.

[2]吳亮.大型發變組保護整定技術研究及軟件設計[D].華中科技大學,2012.

[3]李金瑾.發變組保護研究及整定計算軟件開發[D].華中科技大學,2013.

王超（1982-）男,吉林省吉林市，長春工程學院電氣工程及其自動化專業，本科，助理工程師，主要從事工作：發電廠二次設備檢修維護。