淺談如何提高對660MW機組工程發變組繼電保護調試的質量

杜亦非

摘 ? 要：隨著城市化、工業化進程的加快，社會對電力資源的需求量越來越大，國家逐步落實智能電網建設，需要更先進的技術與設備作為支撐，才能適應社會快速發展的需要。但在保障電力設備先進性基礎上，需要著重維護設備的穩定運行，尤其是大型發電機組。為此，文章以660MW機組工程為例，對提高660MW機組工程發變組繼電保護調試質量進行了具體的探究，以便充分發揮繼電保護的作用，維護發電機組的安全運行。

關鍵詞：660MW機組工程 ?發變組 ?繼電保護 ?調試

中圖分類號：TM62 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）02（b）-0027-02

隨著我國電力事業的發展，大型發電機組的應用越來越頻繁，逐漸成為我國支持電網運行的“主力軍”。但是保護大型發電機組運行穩定與安全最為關鍵的在于繼電保護，目前從大型發電機組運行現狀來看，發變組繼電保護的效果并不理想，受很多因素的影響，發變組繼電保護只能起到簡單的輔助保護作用，對識別與及時控制短路等故障作為保護，過多的復雜故障仍然無法得到有效保護。由此可見，660MW機組工程發變組繼電保護仍然存在缺陷，而造成這種缺陷出現的原因有經濟、技術等多個方面，因此，探究目前現有條件下有效提升660MW機組工程發變組繼電保護調試質量的策略十分必要。

1 ?660MW機組發變組繼電保護改造分析

1.1 繼電保護常見問題分析

在大型發變組運行過程中，由于元器件長時間處于高負荷運行狀態，老化速率快，從而影響機組整體運行的穩定性與安全性，導致故障發生幾率大大提升。從目前大型發變組運行情況來看，經常發生兩種類型故障，一種故障是在正常工作狀態下出現的，另一種故障是在非正常故障狀態下出現的。最常見的有定子單相接地、定子繞組出現匝間短路或相間短路、定子復序過流問題以及對稱過流問題。具體來講，定子單相接地是由于機組運行過程中電壓不穩定導致絕緣性能受到影響，影響機組中各個部件的穩定性，導致短路出現;或在設備運行過程中出現了中性點經過高阻接地也會導致定子單行接地[1]。而定子繞組出現匝間短路或相間短路問題主要是由于在短路的瞬間由于會釋放出大量的電流導致電流流經部件溫度快速升高，嚴重時出現設備燒毀，與其相連接的其它設備也會直接受到影響，后果十分嚴重，因此，短路問題也是電網運行中最嚴重與危險最大的故障。對于匝間短路與相間短路來講，由于目前定子繞組形式發生了改變，以不同向同槽的方式進行，能夠很大程度上避免匝間短路，但是重點預防故障。此外，第三種故障的出現是由于電網中發變組本身的承受負序過流與對稱過流的能力較差，在這個過程中一旦溫度超過部件承受范圍就會導致設備被燒毀;而且負序電流在經過時還會伴隨過勵磁、過電壓等情況，保護措施一旦不到位也會導致故障出現。

1.2 繼電保護配置特點分析

大型發變組通常通過雙重化保護保障設備的穩定運行，其中當一組保護裝置出現問題后，可以立即退出由另一組保護裝置繼續提供保護服務，避免影響設備的穩定運行。同時，基于此也配置了雙套負序方向元件進行定子閉鎖，彌補差動保護能力的不足，降低匝間短路以及相間短路的發生幾率[2]。此外，考慮到威脅其運行穩定的各種異常情況，大部分繼電保護都會配置雙套部件，如定子對稱過負荷、定子接地、持續低頻、過激磁保護、過負荷等都可以得到有效的控制。

2 ?660MW機組發變組繼電保護調試策略分析

2.1 短路與接地保護優化

目前，隨著科學技術的進步，發變機組更新換代的速率也在提升，大部分同向同槽繞組模式都被取代，但匝間短路仍然有可能發生，仍需要注意。而與匝間短路故障相比，單相接地故障出現的頻率更高，這主要是當故障發生后定子槽內會第一時間被破壞，從而引發了一系列問題，如相間短路與匝間短路。目前防治單相接地故障也成為電力行業的重點關注問題，從目前現有條件來講，要想有效抑制這種問題的出現，應先做好接地保護，應安裝無死角保護也就是雙頻式100%定子繞組單相接地保護，在裝置運行過程中根據判斷發電機端與中性點三次諧波電壓定子、發電機零序電壓定子接地保護反應，識別其中的故障信號，一旦有故障發生，立即切斷故障，使設備停止運行;同時，需要完善對匝間短路的預防，利用新技術增設匝間保護[3]。

2.2 縱差動保護與橫差保護優化

繼電保護的主要作用是當發變機組處于正常工作狀態或不正常工作狀態時出現故障能夠及時、快速地做出正確反映，盡可能將故障對設備的危害降到最低。而目標繼電保護中縱差動保護是通過3個不同的差動元件基于分相差動保護原理發揮作用。保護有兩種形式，一種是單向出口式，另一種是循環閉鎖出口式，目前第二種形式的應用較為普遍，這種形式在兩個或三個差動元件做出動作后，其作出保護出口動作，能夠對保護范圍內的相間故障做出有效控制。

現階段新研發的發電機組通常通過不完全縱差保護以及裂相橫差保護。零序電流型橫差保護、不完全縱差保護相互配合展開保護工作，這樣的配置方法中心點可以側引出4～6個出線端子，為端子裝設分支電流傳感器，能夠有效優化繼電保護性能，提升其保護效率與效果。

2.3 失磁保護優化

失磁是指當發電機運行過程中出現失去勵磁電流的情況，其中分為兩種情況，一種完全失去，另一種是部分失去。在勵磁電流完全失去的情況下，發電機的正常運行條件受到破壞會出現故障;而部分失磁問題發生后，發電機勵磁電流下降出現異常，降低至靜穩極限狀態下，不足以支持發電機的正常運行。導致失磁問題出現的原因是多元化的，如主勵磁機斷線、勵磁機回路斷線等都可以導致失磁出現，但需要注意的是失磁問題的危害極為嚴重，失磁可以直接造成發電機設備損壞，影響電力系統運行穩定性，造成一系列連鎖式的惡性反應。

而失磁保護通過識別發電機勵磁系統的運行情況，識別其是失磁或低磁，分析其造成的電力系統不穩定情況，如勵磁電壓是否是在突然情況下出現變化、機端測量阻抗是否有不正常改變等。通常判斷定子情況、逆無功情況、轉子情況即可對失磁故障進行判斷，通過微機保護設計利用低電壓組件以及失磁組件溝通構成失磁保護，再配合TV斷線閉鎖能夠有效地抑制失磁問題，起到優化失磁保護的目的，使失磁保護更高效、更可靠。

3 ?結語

綜上所述，隨著社會的發展，大型發電機組的應用將會越來越普遍，而大型發電機組的高效、穩定、安全運行也成為社會關注的重點，為了提升對大型發電機組的有效保護，文章探究了目前保護裝置運行中頻繁出現的問題，并針對短路保護、接地保護、縱差動保護、橫差保護、失磁保護優化進行了具體分析，以便提升繼電保護的效率與效果，在發電機組出現故障后，能夠及時、有效地抑制故障，降低故障帶來的影響與損傷;同時，也在此基礎上，引起同行業者的注意，能夠致力于技術研發，對繼電保護展開更高端的優化，從而為實現大型發變機組的廣泛應用提供有力的技術支持。

參考文獻

[1] 梁柏健.分析如何提高對660MW機組工程發變組繼電保護調試的質量[J].通訊世界，2014，21（16）：33-34.

[2] 牛利濤，肖桂霞，兀鵬越，等.大型發電機組整套啟動過程中繼電保護策略探討[J].電力建設，2013（7）：56.

[3] 吳卓.分析電力系統繼電保護二次安全措施規范化管理[J].通訊世界，2018（4）：126.