基于發電廠發電機變壓器差動保護改造的分析

陳小飛

摘 要：差動保護技術也就是當電力系統在平穩運行的過程中出現短路故障的時候，變壓器一端所安裝的電流互感器便會形成故障電流，此故障電流同二次回路內的短路電流在大小方面一致，而相位方面卻存在一定的差異。倘若此電流向量比限定值大，便會使得斷路器保護裝置發生自動跳開，從而發揮保護性能?；诖?，筆者就發電廠發電機變壓器差動保護改造的相關問題進行了分析，以期為廣大的同行提供可靠的參考依據。

關鍵詞：發電廠發電機；變壓器；差動保護；改造

引言

由于社會經濟水平的不斷提升，我國的電力事業也隨之發展起來，與此同時發電廠的規模也逐漸擴大。變壓器的差動保護對電力系統的運行狀況具有至關重要的影響，倘若電力系統發生了故障，便會引起差動保護裝置立即啟動而產生相應的保護動作，從而防止對電力系統造成破壞。然而變壓器差動保護裝置在工作當中總是會發生拒動作情況以及誤動作情況，尤以誤動作為主，所以應該做好差動保護裝置的改造工作，不斷增強其性能，以更好地確保電力系統的平穩運行。

一、關于變壓器差動保護的主要內容

在電力系統當中，變壓器是其中尤為重要的構成部分，變壓器的運行狀況對電力系統能否安全高效與平穩的運行具有關鍵性因素。因此，想要增強變壓器的性能，相關的工作人員應該加大對差動保護裝置的改造力度，然而還是不能防止誤動作情況出現。變壓器差動保護主要包括三個內容，也就是比率差動保護、差動速斷保護以及諧波制動保護。在電力系統平穩運行的過程中，差動電流基本沒有，倘若系統發生故障，便會使得差動電流迅速提升，達到保戶值時斷路器會自動斷開，從而執行保護性能。然而，就長期經驗而言，在差動保護裝置當中總是會出現誤動作現象，從而大大阻礙電力系統的平穩供電。有大量的因素均可能會引起差動誤動作產生，但是發電廠發電機變壓器的差動保護誤動作問題的產生通常有以下幾點：通常條件下，電流互感器包括TP類型與P類型。在穩態條件下，P類不飽和，而TP類在不管是不是穩態均不飽和。倘若將P類電流互感器應用于電力系統當中，倘若非保護區域發生故障，在切斷保護區域故障的時候，便立刻會引起間歇性短路情況，使得電流互感器的差動電流立即增加，而出現保護誤動作，因此相關專業人員應該對該問題給予重視。

二、關于對變壓器差動保護裝置進行改造分析

（一）對改造方案進行全面分析

改造主要是對已有的電力裝置實施的，所以，應該詳細掌握當前差動保護裝置的具體情況。第一，應該對有關廠家設定的技術規范以及差動保護裝置的性能進行了解，同時準確核對設計圖紙的內容，確定此差動保護裝置的漏項問題以及偏差問題，對發現的問題與相關的設計人員進行及時交流溝通。第二，應該準確對保護定值進行計算，這是因為有大量的保護誤動作的發生均是因為保護定值得設置缺乏精確性與規范性，所以應該注重實際的運行故障區域同保護定值設定的區域是否吻合，還應該注重變壓器保護的具體需求。

（二）關于接口的設計

在制定改造圖紙的過程中，應該把以前的圖紙當成關鍵參考，并按照以往的設計規則進行。同時，應該能夠對微機型差動保護裝置及集成電路保護裝置進行有效地分辨，在辨別微機差動保護裝置的時候應該對進入的電流實施Y型接法，而差動保護動作主要為一種邏輯上產生的差動，還應該對熱工保護接口和電氣進行合理地處理。就集成電路保護裝置而言，在對熱控保護系統實施啟動的時候，一般是利用選取出口壓板完成，而微機型保護裝置則是利用跳閘矩陣完成。

（三）關于方案問題的分析

倘若將TP類電流互感器應用于差動保護裝置當中，在規定準確限定值的時候，應該格外注重電力系統內的一次電流，由于這當中不僅具有非周期性分量，也具有周期性分量，峰值誤差決定于誤差，想要使得全部的參數都能符合大型發電機組 ，從而TP類互感器均可以符合暫態工作狀態。然而，如果把差動保護裝置全部更換，便會大大增加工作量，并增加相應的成本投入，也在一定程度上提升了調試與安裝的難度。想要更好地處理該問題，應該對互感器的級別進行適當地調節。倘若電流互感器的級別是5P級，應該在規定的值域中增加其額定二次負荷與較為精確的限制系數，現今5P20級（一800）產品的性能較佳，然而因為電流互感器的型號不合適，從而還是會出現暫態飽和情況。

（四）關于方案優化分析

在高廠與主變差動保護裝置當中，其兩端的電流互感器的性能具有較大的不同，因此，應該在選擇的時候，既要求其在進行差動保護的時候擁有一定的雙斜率，也要求其具有良好的抗電流互感器飽和性能。第一，在設計動作特性曲線的時候，應該選取適當的變斜率比率，同時對斜率值進行合理制定。如果保護區域中出現了故障，要求保護動作的靈敏度可以符合具體的要求。如果非保護區域出現了故障，應該防止裝置出現暫態不平衡電流。當電流互感器達到飽和的時候，便容易使得差動保護裝置出現保護誤動作，因此，想要防止該問題，應該在差動保護裝置內安放電流波形監測系統，按照具體的電流波形進行詳細判斷。第二，差動電流改變量與制動電流改變量均能夠于工頻變化量內顯著體現。當電力系統處于平穩運行的狀態下，負荷電流無法對其產生影響，即就算變器內發生了很小的故障問題，也可以快速高效地查找出來。而且，改造之后的差動保護裝置的制動系數大大增加，同時CT抗飽和性能十分良好。差動保護裝置在改造結束以后，應該根據規定的程序進行調試工作，觀察其能否可以發揮預期的保護性能，同時按照調試結果明確具體的電力系統安全保護手段，只有在保證其不存在任何差錯之后才能夠予以應用。

三、結束語

當前，由于我國電力事業的快速建設，發電廠的規模也日益擴大，對變壓器差動保護裝置實施改造刻不容緩，這樣既能夠降低誤動作的發生頻率，還能夠確保電力系統的正常運行，并推動我國電力事業的不斷發展。

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