火電廠繼電保護裝置的應用安全淺析

于海濤

摘 要：隨著電力系統的高速發展，繼電保護向著計算機化、網絡化，保護、測量、控制、數據通信一體化和人工智能化方向進一步快速發展。與此同時越來越多的新技術、新理論將應用于火電廠繼電保護領域，這要求我們繼電保護工作者不斷求學、探索和進取，達到提高供電可靠性的目的，保障電網安全穩定運行。該文重點對火電廠繼電保護裝置進行了詳細的分析，目的是提高火電廠繼電保護裝置的應用安全。

關鍵詞：火電廠 繼電保護 裝置 應用

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）05（b）-0048-01

繼電保護是高壓保護中非常重要的組成成分，對于火力電廠而言，由于日常發電量較大，且電力存在不穩定的現象，因此繼電保護是對火力電廠設備裝置保護最為重要的工程，該文重點對該問題進行了詳細的探討。

1 火電廠繼電保護的重要性

現代繼電保護在火電廠安全運行中主要擔負著安全性保障、不正常工作提示及電力系統運行監控的作用。因此，火電廠繼電保護必須能夠在被保護的電力系統元件發生故障時，由該元件的繼電保護裝置迅速準確地給脫離故障元件最近的斷路器發出跳閘命令，使故障元件及時從電力系統中斷開，降低對電力系統安全供電的影響。同時能夠反應電氣設備的不正常工作情況，并根據不正常工作情況和設備運行維護條件的不同發出信號，或由裝置自動地進行調整，或將那些繼續運行會引起事故的電氣設備予以切除。了解了繼電保護的基本作用與要求，對于更好的分析與排除繼電保護故障有著重要的意義。

2 火電廠中的繼電保護

2.1 發電機繼電保護

（1）差動保護。

由于連續方式和位置有所不同，發電機差動保護也分為以下兩種：完全縱聯差動保護、不完全縱聯差動保護。

（2）定子接地保護。

根據中性點接地的方式不同，發電機單相接地鼓掌電流也有所不同，定子接地保護的方式也不盡相同，可以分為基波零序電壓定子接地保護、100%定子接地保護以及零序電流定子接地保護三種保護方式。

（3）失磁保護。

一旦發生失磁保護，機端各部分電量有一定變化規律。根據這些變化規律，結合失磁電動機安全運行時電力系統的要求，以此來選擇相對應的處理方式和原理建立失磁保護。

2.2 變壓器繼電保護

（1）差動保護。

主變壓器差動保護一般使用三側電流差動，火電廠發電機組都必須裝置差動保護。

（2）中性點間隙過流保護。

變壓器中性點間隙過流保護包括以下三種：①出廠時，主變壓器中性點CT就已裝設完成，此時間隙過流保護使用單獨的CT；②主變壓器零序過流和間隙過流保護使用同一組電流互感器；③獨立開主變壓器零序過流保護電流互感器和間隙過流保護的電流互感器，將他們各自分開接在正確的位置上。

（3）瓦斯保護。

瓦斯繼電器通過反應氣體狀態保護變壓器油箱內部的故障的行為稱為瓦斯保護，其在變壓器繼電保護中十分重要。

2.3 發電機-變壓器繼電保護

（1）斷路器斷口閃絡保護。

斷口閃絡不僅會對斷路器造成損害，甚至會對電力系統的整體安全運行造成嚴重的影響。斷口閃絡保護能夠在最短的時間內解決斷口閃絡的故障，保護斷路器以及電力系統的安全。

（2）縱聯差動保護。

發電機和變壓器的單獨差動保護一般都只裝設一套，第二套基本上都是使用發電機-變壓器縱聯差動保護，這種保護方式既簡化了程序，又能快速保護發電機和變壓器。

（3）過勵磁保護。

過勵磁對變壓器和發電機的鐵心會造成非常大的損害，且一旦造成損害后，所需要的修復成本也非常大，裝設發電機-變壓器過勵磁保護可以有效的避免這樣的損失。

3 繼電保護故障分析

繼電保護系統是電力系統的安全衛士，但繼電保護系統的主要作用只能是反應問題，不能做到解決問題，有效解決繼電保護故障才能促進發電廠的安全運行。

3.1 繼電保護常見故障

首先要明確的是隨著科學技術的不斷發展，當前的電力技術已經非常的先進，包括繼電保護技術，已經實現了智能操作，然而在繼電保護系統的元件發生故障時極易容易出現故障報錯的問題。常見的繼電保護故障主要有以下幾點。

（1）電壓互感器二次電壓回路故障。

這一類別的故障出現率非常高，二次回路故障主要有兩種：一是電壓互感器二次回路中存在中性線多點接地現象，故障產生的電流流過中性線從而造成互感器二次回路中的中性點產生與地位的電位偏移，就會造成繼電保護系統的誤判，作出不正確報警動作；二是中性點沒有接地或者是接地的接點不實，這也容易造成繼電保護系統測量到錯誤電壓，作出不正確報警動作。

（2）斷路器保護的拒動故障。

由于電流互感器嚴重飽和，使其傳變特性變差甚至輸出為O，才導致了斷路器保護的拒動，引起主變壓器后備保護越級跳閘。如二次電流過小或為0時可以判定，故障原因鐵心中有剩磁，且剩磁方向與勵磁電流中直流分量產生的磁通方向相同，在短路電流直流分量和剩磁的共同作用下，鐵心在短路后不到半個周期就飽和了。于是，一次電流全部變為勵磁電流，二次電流幾乎為0。

3.2 故障排除的方法

繼電保護故障的處理方法主要包括參照法、替換法、直觀法、短接法、逐項拆除法五種方法。

（1）參照法。

所謂參照法就是將完好設備與問題設備作比照，通過多種技術參數的有效核對來確定故障的原因所在，比較適用于操作失誤的情況，比如接線有問題等。

（2）替換法。

替換法原理十分簡單，就是用正常的設備替換下故障處的設備，如果替換后運行正常則問題產生在被替換下的設備中，若故障仍然存在，則確定故障產生的原因很大程度上是在別處，需要進一步檢查故障原因所在。

（3）直觀法。

直觀法比較影響于人為判斷，通過觀察故障位置的表征，來判斷故障產生的原因，例如故障處有著較農的焦味，很大程度上是元件燒損。

（4）短接法。

短接法的操作時對回路中的可疑部分采用短接方式接入，從而確定是否是故障產生位置，以此縮減故障尋找范圍。比較適用于轉換開關接點、繼電器拒動等故障查詢。

（5）逐項拆除法。

逐項拆除法是將全部的并聯電路斷開，然后以此接入，當接入某一電路出現故障時，迅速判斷該電路即為故障電路，從而確定故障范圍。

這五種處理方法有各自的特點和局限，在實際應用中應先根據實際情況進行選擇，由于實際情況的復雜多變，很多情況下需要使用多種檢測方法才能達到目的。

4 結語

綜上所述，該文重點對火電廠常見的繼電保護裝置進行了詳細的分析，在此基礎上解析了常見的繼電保護設備的故障和解決辦法，目的是為相應的工作人員提供一些思路用于繼電保護設備的日常維護。

參考文獻

[1] 易玉平.繼電保護和自動裝置抗干擾對策分析應用棗以三板溪水電廠為例[J].中國科技博覽，2012（3）：303.