火力發(fā)電廠繼電保護(hù)技術(shù)改進(jìn)方法研究

盧潘輝

（韶能集團(tuán)新豐旭能生物質(zhì)發(fā)電有限公司，廣東 韶關(guān) 511100）

0 引 言

繼電保護(hù)技術(shù)關(guān)系到電力供應(yīng)的系統(tǒng)日常運(yùn)作，發(fā)電廠的安全及穩(wěn)定與繼電保護(hù)裝置也息息相關(guān)。在現(xiàn)代發(fā)電廠應(yīng)用繼電保護(hù)裝置的過(guò)程中，安全隱患或技術(shù)不規(guī)范的問(wèn)題較為廣泛[1]。受到此類(lèi)問(wèn)題影響，繼電保護(hù)裝置在使用過(guò)程中，耗能較大，保護(hù)效率相對(duì)較低，因此需要進(jìn)行改造，使其效果得到保證。

1 火力發(fā)電廠繼電保護(hù)工作

火力發(fā)電廠在發(fā)電運(yùn)行時(shí)，繼電保護(hù)措施中的跳閘裝置是基本配置。隔離裝置的主要功用在于對(duì)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行控制，使問(wèn)題發(fā)生造成的影響受到限制[2]。該裝置在運(yùn)行中，主要負(fù)責(zé)對(duì)故障發(fā)生區(qū)域的供電線路進(jìn)行切斷，由此遏制住故障的擴(kuò)大趨勢(shì)。繼電保護(hù)技術(shù)在運(yùn)行的過(guò)程中，故障的種類(lèi)往往具有多樣化的特點(diǎn)，不同故障發(fā)生所需要的應(yīng)對(duì)措施也相對(duì)不同。預(yù)警及跳閘也是繼電保護(hù)的重要工作，在火電廠進(jìn)行隔離控制外，還能夠根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行預(yù)警，為電力系統(tǒng)運(yùn)行順暢進(jìn)行保證。火力發(fā)電廠的運(yùn)行架構(gòu)較為龐大，因此故障發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的影響，若不進(jìn)行合理的控制，將會(huì)造成巨大的損失。繼電保護(hù)方式如表1所示

表1 繼電保護(hù)方式

2 繼電保護(hù)技術(shù)的影響因素

2.1 雷電影響

社會(huì)生活中，雷電是較為常見(jiàn)的自然現(xiàn)象。雷電的破壞性極強(qiáng)，對(duì)于繼電設(shè)備的破壞是其中控制難度最大的部分。雷電多發(fā)的季節(jié)也是雷電破壞最為集中的時(shí)段。雷擊事故發(fā)生的原因眾多，造成的破壞程度也不同。火力發(fā)電廠的電網(wǎng)存在電流大、阻抗高的特點(diǎn)，導(dǎo)致電網(wǎng)與雷電容易出現(xiàn)對(duì)流現(xiàn)象。在此情況下，電網(wǎng)的電壓及電流數(shù)值會(huì)在短時(shí)間內(nèi)攀升，導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行荷載較大，也容易出現(xiàn)電網(wǎng)損害的問(wèn)題。

2.2 高頻影響

火力發(fā)電廠在運(yùn)行時(shí)，繼電設(shè)備在隔離開(kāi)關(guān)操作的時(shí)間上相對(duì)較長(zhǎng)，動(dòng)作的速度相對(duì)緩慢。由此導(dǎo)致隔離的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)形成了電弧閃絡(luò)的現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生高頻電流，形成了過(guò)電壓。隔離開(kāi)關(guān)導(dǎo)致的高頻現(xiàn)象，會(huì)在總線的附近產(chǎn)生強(qiáng)力的磁場(chǎng)及電廠，從而使得電流二次側(cè)回路出現(xiàn)，二次設(shè)備出現(xiàn)操作異常的問(wèn)題。電廠及磁場(chǎng)的干擾性在超過(guò)設(shè)備邏輯元件的承受能力時(shí)，繼電保護(hù)裝置會(huì)出現(xiàn)異常動(dòng)作，進(jìn)而使得發(fā)電廠正常操作被影響。

2.3 電源影響

直流電源造成電廠設(shè)備影響是無(wú)法忽略的保護(hù)裝置影響條件。直流回路造成的電路故障，會(huì)使得保護(hù)裝置出現(xiàn)短時(shí)間的斷電現(xiàn)象，由此使得保護(hù)裝置在穩(wěn)定性上無(wú)法得到控制。

2.4 電磁干擾

火力發(fā)電廠在發(fā)電的過(guò)程中，各個(gè)部件會(huì)有通信信息傳輸及電脈沖信號(hào)響應(yīng)。此類(lèi)信號(hào)會(huì)使繼電保護(hù)裝置受到干擾。部分信號(hào)在進(jìn)行傳輸?shù)倪^(guò)程中，頻段較為相似，由此會(huì)使得傳輸過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，造成繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)通信問(wèn)題，進(jìn)而出現(xiàn)誤動(dòng)作的情況。在火力發(fā)電廠的運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)較多的情況便是開(kāi)關(guān)動(dòng)作頻繁。開(kāi)關(guān)裝置在受到控制端的信號(hào)影響，出現(xiàn)頻繁的開(kāi)合動(dòng)作，該過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各類(lèi)的瞬時(shí)過(guò)電流、過(guò)電壓的問(wèn)題。此類(lèi)不穩(wěn)定的電流及電壓會(huì)致使電流及電壓浪涌的現(xiàn)象出現(xiàn)，對(duì)繼電保護(hù)形成沖擊，在超過(guò)系統(tǒng)荷載極限時(shí)，會(huì)造成繼電保護(hù)裝置損毀，發(fā)電廠運(yùn)行的保護(hù)無(wú)法做到有效。此類(lèi)狀況并不只是電磁問(wèn)題，極大可能是傳統(tǒng)繼電保護(hù)對(duì)于電磁的干擾不能做到有效屏蔽，導(dǎo)致機(jī)電保護(hù)配合過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題（見(jiàn)表2）。

表2 傳統(tǒng)繼電保護(hù)形式及配置內(nèi)容

3 火力發(fā)電廠繼電保護(hù)改進(jìn)方法

3.1 雷電影響改善

雷電的影響條件改善，主要從防雷系統(tǒng)的建設(shè)入手，通過(guò)電力運(yùn)行的各個(gè)層級(jí)分壓，消除雷電造成的影響。根據(jù)雷電的形式進(jìn)行改進(jìn)的方法確定，首先是直擊雷的類(lèi)型。在直擊雷的應(yīng)對(duì)措施中，可以使用避雷針將直擊雷引入地下，消除直擊雷影響。其次是感應(yīng)雷，可以將防雷器及防雷箱進(jìn)行多級(jí)設(shè)置，從而逐級(jí)對(duì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行消除，避免繼電保護(hù)受到的感應(yīng)電流沖擊。電壓差是感應(yīng)雷的另一影響作用，可以合理布局減輕壓降造成的保護(hù)裝置影響。同時(shí)，對(duì)于發(fā)電機(jī)需要進(jìn)行短路保護(hù)，不小于200 mW以上容量的發(fā)電機(jī)變壓器組出口斷路器，需要有斷口閃絡(luò)保護(hù)，保護(hù)出口延時(shí)應(yīng)保證在0.1～0.2 s，機(jī)端沒(méi)有斷路器動(dòng)作會(huì)在機(jī)端短路器發(fā)生故障時(shí)，進(jìn)行跳閘動(dòng)作保護(hù)。能夠使電廠繼電保護(hù)裝置受到的自然因素影響，并不僅限于雷電，不過(guò)火電廠本身在溫度及濕度的控制優(yōu)勢(shì)使此類(lèi)問(wèn)題也可以合理得到解決。

3.2 設(shè)備靈敏度提升

設(shè)備的正常狀態(tài)保障是其發(fā)揮作用的關(guān)鍵，繼電保護(hù)裝置也是如此。電廠在運(yùn)行過(guò)程中，所覆蓋的面相對(duì)較為廣，保證電網(wǎng)的運(yùn)行安全便需要繼電保護(hù)裝置能夠?qū)φw電網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)，所以要保證技術(shù)應(yīng)用的全面性，人員需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行全面的防護(hù)設(shè)置。電廠繼電器在故障發(fā)生時(shí)的保護(hù)能力，與其自身的靈敏性有著較大關(guān)系。線路保護(hù)裝置是其中較為關(guān)鍵的部分，相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范中要求不小于110 kV的電壓線路保護(hù)裝置，需要有故障點(diǎn)距離檢測(cè)的功能，明確在金屬性短路誤差檢測(cè)精度上不能超過(guò)線路全長(zhǎng)3%。在進(jìn)行繼電保護(hù)設(shè)備的配置過(guò)程中，需要對(duì)其靈敏度進(jìn)行關(guān)注，積極進(jìn)行檢驗(yàn)，確定保護(hù)裝置的靈敏性。

3.3 設(shè)備維護(hù)及更換

技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是基于設(shè)備，在設(shè)備達(dá)成使用要求的情況下，才能保證電力運(yùn)行系統(tǒng)得到保護(hù)。繼電保護(hù)設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重影響到其使用性，因此在設(shè)備的使用過(guò)程中，需要對(duì)設(shè)備的維護(hù)及更換工作進(jìn)行保證。設(shè)備維護(hù)是火電廠運(yùn)行中的日常工作，以保證繼電保護(hù)設(shè)備的使用。電廠應(yīng)建立完善的設(shè)備維護(hù)制度，并對(duì)維護(hù)人員進(jìn)行定時(shí)考核，定時(shí)進(jìn)行知識(shí)技能的培訓(xùn)，進(jìn)而對(duì)繼電保護(hù)裝置的維護(hù)工作進(jìn)行保證。在電廠出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，維護(hù)工作需要及時(shí)進(jìn)行，對(duì)電廠運(yùn)行效益進(jìn)行保證。繼電保護(hù)裝置在應(yīng)用的過(guò)程中，由于本身工作強(qiáng)度較大，使用年限受到實(shí)際應(yīng)用狀況影響。在設(shè)備失效、設(shè)備損害、設(shè)備陳舊的問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)，要積極進(jìn)行設(shè)備更換，進(jìn)而對(duì)設(shè)備應(yīng)用有效進(jìn)行保障。

3.4 電磁干擾改善

由于電磁信號(hào)的誤導(dǎo)，促使繼電保護(hù)設(shè)備出現(xiàn)誤動(dòng)作的現(xiàn)象，對(duì)于繼電保護(hù)的運(yùn)行影響較大。在進(jìn)行該問(wèn)題的改善過(guò)程中，可以使用屏蔽及隔離技術(shù)對(duì)設(shè)備干擾源頭進(jìn)行隔離，從而使得電磁干擾造成的影響降到最低。此外，可增強(qiáng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的過(guò)濾功能，通過(guò)過(guò)濾器對(duì)電磁雜波的影響進(jìn)行消除。浪涌沖擊造成的繼電保護(hù)裝置燒損問(wèn)題，可以使用壓敏電阻以及放電管對(duì)瞬態(tài)電流進(jìn)行釋放。

4 結(jié) 論

本文對(duì)火電廠繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行介紹，并對(duì)其影響因素展開(kāi)分析，進(jìn)而對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)的改進(jìn)展開(kāi)探討。