大型機(jī)組發(fā)變組保護(hù)配置研究

劉文慧

（廣東大唐國(guó)際雷州發(fā)電有限責(zé)任公司,524255）

大型機(jī)組發(fā)變組保護(hù)配置研究

劉文慧

（廣東大唐國(guó)際雷州發(fā)電有限責(zé)任公司,524255）

本文主要對(duì)大型機(jī)組發(fā)變組的接線方式、保護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并提出了大型機(jī)組發(fā)變組保護(hù)配置原則及注意的問題。

發(fā)變組；保護(hù)配置；研究

由于大型機(jī)組發(fā)變組一旦出現(xiàn)故障，如果不能及時(shí)處理切除故障點(diǎn)，將對(duì)會(huì)機(jī)組產(chǎn)生極大的危害，從而影響系統(tǒng)的運(yùn)行，造成巨大的損失，因此，對(duì)于大型機(jī)組發(fā)變組的配置保護(hù)探討成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，本文對(duì)此進(jìn)行分析。

1 大型機(jī)組的發(fā)變組概述

1.1 接線方式

通常情況下，根據(jù)發(fā)變組的系統(tǒng)狀況、負(fù)荷狀況、發(fā)變組類型等方面的不同，大型機(jī)組的接線方式可以分成無母線連接、雙母線連接及單母線連接三種。無母線連接中應(yīng)用最廣泛的是單元接線，就是直接將發(fā)電機(jī)和變壓器連接在一起，這種接線方式成本較低，操作簡(jiǎn)單，線路清晰，應(yīng)用最為廣泛。雙母線連接是指在線路中設(shè)置兩條母線的連接方式，簡(jiǎn)單的雙母線將電源和主線合理地分配在兩條線路上，運(yùn)行比較方便，且在檢查其中的一條線路時(shí)也能保證供電正常，但是操作比較復(fù)雜。使用雙母線分段接線提高了線路的可靠性，并且及時(shí)解決了母線故障時(shí)回路停電問題，使用雙母段旁路母線時(shí)接線系統(tǒng)的可靠性更高，但是所需設(shè)備的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，不適合廣泛使用。單母線連接即整個(gè)連接只有一組母線，其中的全部出現(xiàn)回路和電源都必須和這條母線相連并列運(yùn)行。該接線方式比較簡(jiǎn)單，并且花費(fèi)較低，但是只能應(yīng)用在一些電器設(shè)備少的線路，因?yàn)橹挥幸粭l母線無分段，所以，一旦出現(xiàn)故障，整條線路都不能運(yùn)行。為了減少故障的影響范圍，一般將運(yùn)行線路分成2-3 段，并帶旁路接線，增設(shè)旁路母線，出現(xiàn)故障維修時(shí)，使用旁路回線。

1.2 大型發(fā)變組保護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀

（1）主保護(hù)配置

當(dāng)前，發(fā)變組的保護(hù)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，發(fā)電機(jī)的主保護(hù)一般配置為“兩橫兩縱”，即裂相橫差、零序橫差、不完全縱差保護(hù)以及完全縱差保護(hù)，這四種對(duì)不同類型發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障的反應(yīng)能力存在重疊的現(xiàn)象。因此，在發(fā)電機(jī)主保護(hù)配置過程中，為了避免在保護(hù)功能上出現(xiàn)重疊的現(xiàn)象，降低主保護(hù)誤動(dòng)的發(fā)生率，在一套機(jī)組保護(hù)中不能同時(shí)全部配置四種保護(hù)，應(yīng)該合理選擇保護(hù)配置，確保發(fā)電機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，保護(hù)能夠可靠、靈敏動(dòng)作。選擇發(fā)電機(jī)主保護(hù)配置時(shí)，對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障的暫態(tài)特性進(jìn)行分析，采用發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障仿真軟件計(jì)算故障電流情況，并對(duì)該故障情況下的各類主保護(hù)動(dòng)作情況進(jìn)行詳盡分析。如果一些故障只有一種主保護(hù)反應(yīng)，則對(duì)這種主保護(hù)進(jìn)行配置，如果每種保護(hù)對(duì)于發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障的反應(yīng)能力基本一致，則只需選擇這幾種保護(hù)中的一種即可，確定發(fā)電機(jī)的主保護(hù)配置。此外，電源對(duì)于大型發(fā)電機(jī)系統(tǒng)也十分重要，這些大機(jī)組的跳閘會(huì)給系統(tǒng)帶來極大的影響。因此，在保護(hù)配置的過程中，為了提高保護(hù)的可靠性，可以降低一些靈敏性要求。不同的發(fā)電機(jī)主保護(hù)配置方案如下：

發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)能夠引出6個(gè)抽頭(及以上)的主保護(hù)配置方案，見圖1。

圖1 主保護(hù)配置方案(一)

圖2 主保護(hù)配置方案(二)

發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)能夠引出4個(gè)抽頭的主保護(hù)配置方案見圖2。

（2）變壓器主保護(hù)配置

變壓器的主保護(hù)主要采用差動(dòng)保護(hù)方式，根據(jù)長(zhǎng)期的電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可知，變壓器差動(dòng)保護(hù)能夠?qū)?nèi)部故障和外部故障進(jìn)行較好的區(qū)分，但是這種保護(hù)方式也存在一定的局限，就是不能應(yīng)對(duì)勵(lì)磁涌流鑒別、和應(yīng)涌流識(shí)別等問題，大型發(fā)變組在增加了機(jī)端斷路器GCB后，變壓器空載合閘給廠變供電的情況變多。此時(shí)，不僅空載合閘變壓器的保護(hù)會(huì)受勵(lì)磁涌流影響，同一母線上并聯(lián)運(yùn)行的其他變壓器的保護(hù)也會(huì)受和應(yīng)涌流影響。為了防止變壓器主保護(hù)誤動(dòng)，需要研究更加完善的勵(lì)磁涌流、和應(yīng)涌流識(shí)別判據(jù)。

2 大型機(jī)組發(fā)變組保護(hù)配置原則

根據(jù)大型機(jī)組本身的特點(diǎn)及保護(hù)設(shè)計(jì)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在進(jìn)行保護(hù)配置時(shí)應(yīng)該遵循以下幾方面的原則：一是，保護(hù)裝置配置應(yīng)該符合GB/T 14285-2006《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》及國(guó)家電網(wǎng)《十八項(xiàng)重大反事故措施》等中的相關(guān)要求和規(guī)定。二是，對(duì)繼電保護(hù)裝置的可靠性、快速性、選擇性及靈敏性等方面的要求進(jìn)行綜合考慮。三是，根據(jù)“雙重化”原則為發(fā)電機(jī)和主變壓器分別配置獨(dú)立的電氣量保護(hù)，兩套電氣量保護(hù)裝置盡量采用不同的原理，其組陳包括電源、TA、TV，兩套完整的電氣量保護(hù)的跳閘出口分別作用于相關(guān)斷路器的 2 個(gè)跳閘線圈。四是，發(fā)電機(jī)、變壓器的非電量保護(hù)的跳閘出口同時(shí)作用于相關(guān)斷路器的 2個(gè)跳閘線圈。五是，滿足“無人值班” ( 少人值守) 要求，六是，保護(hù)采用技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定、成熟的保護(hù)原理，充分反映大型水電機(jī)組特點(diǎn)。

3 大型機(jī)組發(fā)變組保護(hù)配置存在的問題及應(yīng)對(duì)

雖然發(fā)變組保護(hù)的配置主要依據(jù)于發(fā)電機(jī)、變壓器等相關(guān)設(shè)備的故障形式，但也還需要關(guān)注很多其它因素，主要有：發(fā)電機(jī)容量大小；發(fā)電機(jī)及變壓器的類型（如汽輪還是水輪發(fā)電機(jī)，雙圈還是三圈變壓器、發(fā)電機(jī)繞組結(jié)構(gòu)）；發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的引出方式；發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的接地方式；發(fā)變組的接線方式；發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式；保護(hù)互感器 TA、TV 的選型及配置等。因此，大型或特大型發(fā)變組保護(hù)配置及整定具有其一定的特殊性，也面臨了一些難題：

1）特大型發(fā)電機(jī)組采用多分支結(jié)構(gòu)，其故障類型復(fù)雜多樣，尤其是內(nèi)部小匝差故障影響保護(hù)的性能，需要解決大型多分主發(fā)電機(jī)主保護(hù)方案的設(shè)計(jì)問題，另外需要根據(jù)發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障來校核主保護(hù)靈敏度；2）低勵(lì)、失磁故障會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和發(fā)電機(jī)本身的安全造成嚴(yán)重影響，因此，失磁保護(hù)判據(jù)的選擇和整定，尤其是進(jìn)相運(yùn)行等特殊工況下，失磁保護(hù)的特性，需要進(jìn)一步討論。3）大型水輪發(fā)電機(jī)廣泛使用系列反時(shí)限保護(hù)，那么需要討論反時(shí)限保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法和整定原則，以在保障機(jī)組安全的同時(shí)，最大限度發(fā)揮機(jī)組的效益。4）針對(duì)特大型發(fā)電機(jī)存在的一些特殊運(yùn)行工況，提出了逆功率保護(hù)、頻率保護(hù)、誤上電保護(hù)等新的專用保護(hù)功能。5）大型發(fā)變組保護(hù)需要結(jié)合機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行情況合理選擇出口方式。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)大型機(jī)組發(fā)變組的保護(hù)配置進(jìn)行探討，當(dāng)前我國(guó)的發(fā)變組保護(hù)技術(shù)已經(jīng)比較先進(jìn)，因此，加強(qiáng)對(duì)發(fā)變組的保護(hù)配置系統(tǒng)優(yōu)化，可以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，促進(jìn)大型機(jī)組的高效運(yùn)行。

[l]馬永龍.大型發(fā)電機(jī)變壓器繼電保護(hù)配置分析[J ]. 電工技術(shù), 2014 (10) : 28-30 .

[2]李清平.發(fā)變組保護(hù)配置問題研究[J].電工技術(shù):理論與實(shí)踐, 2015 (5):46-46 .

劉文慧，女，1987年4月，湖南省郴州市，繼電保護(hù)專業(yè)組長(zhǎng)和主要研究繼電保護(hù)專業(yè)相關(guān)內(nèi)容；

Research on protection configuration of generator-transformer unit of large

Liu Wenhui
（Datang international leizhou in guangdong power generation co.,LTD,524255）

This paper mainly analyzes the connection and protection technology of the generator-transformer unit of large-scale unit, and puts forward the principle of protection and configuration of generatortransformer unit of large-scale unit and the problem of attention.

generator-transformer unit;protection configuration; research