大型發(fā)變組保護(hù)的研究與應(yīng)用

蔣鋒

摘 要：當(dāng)前，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全性也提出了更高的要求。其中，大型發(fā)變組是整個(gè)電力系統(tǒng)的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)較高，一旦出現(xiàn)故障，檢修期十分長(zhǎng)，直接給電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重困擾，出現(xiàn)較大的經(jīng)濟(jì)損失。基于此背景，提高大型發(fā)變組的運(yùn)行可靠性具有必要性，如何做好其保護(hù)配置成為行業(yè)內(nèi)的重要研究課題。本文主要針對(duì)大型發(fā)變組保護(hù)的研究與應(yīng)用展開了具體的分析。

關(guān)鍵詞：大型發(fā)變組保護(hù)；原則；特點(diǎn)；應(yīng)用

大型發(fā)變組的運(yùn)行可靠性在一定程度上直接決定了電廠的運(yùn)行情況，因此提高大型機(jī)組靈敏性、選擇性以及可靠性具有重要意義。但是，在實(shí)際的運(yùn)行過程中，大型發(fā)變組往往存在一些故障或是不正常的運(yùn)行方式，此時(shí)若是不能及時(shí)將故障點(diǎn)切除或是隔離，則必然會(huì)給機(jī)組帶來嚴(yán)重的危害，甚至是巨額損失。因此，加強(qiáng)大型發(fā)變組保護(hù)的研究勢(shì)在必行。

1 大型發(fā)變組保護(hù)配置的原則

在發(fā)電廠中，大型發(fā)變組的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，這也就導(dǎo)致其極易出現(xiàn)各種故障或是異常運(yùn)行工況，對(duì)此必須加強(qiáng)大型發(fā)變組保護(hù)，通過安裝多達(dá)幾十種功能的繼電保護(hù)，相互配合，確保發(fā)變組運(yùn)行安全。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于大型發(fā)變組保護(hù)方案多種多樣，但都需遵循以下基本原則：一是確保各部分的保護(hù)功能配備完善，能夠既是反映各種故障與不正常運(yùn)行問題。二是確保采用的保護(hù)原理性能優(yōu)良，具備成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，可行性強(qiáng)。三是一個(gè)完整的保護(hù)系統(tǒng)必須具有雙重化特性，從而保證保護(hù)不拒動(dòng)可靠。四是保證組屏合理，雙重化保護(hù)系統(tǒng)、電氣量與非電氣量保護(hù)均需分屏設(shè)置，從而確保發(fā)變組在不停運(yùn)的情況下，也能夠?qū)θ我庖惶妆Ｗo(hù)系統(tǒng)開展相應(yīng)的檢修工作。此外，二次回路的設(shè)計(jì)必須簡(jiǎn)潔、精確，保證接線的可靠性。五是，整個(gè)保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能的簡(jiǎn)單，由于良好的通信組網(wǎng)功能，保護(hù)功能的投退與整定操作簡(jiǎn)單、清晰，支持現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，維護(hù)便捷。六是做好保護(hù)出口設(shè)計(jì)，提高配置的靈活性，從而能夠滿足緊急情況下的動(dòng)作要求，并可以按照實(shí)際情況進(jìn)行合理的調(diào)整[1]。

2 大型發(fā)變組保護(hù)的研究與應(yīng)用

本文主要針對(duì)REG216保護(hù)來具體分析了大型發(fā)變組保護(hù)及其應(yīng)用。REG216保護(hù)是一種數(shù)字式保護(hù)方法，近些年在電力系統(tǒng)中得到了較為廣泛的應(yīng)用，下文主要針對(duì)其配置、參數(shù)整定、部分保護(hù)以及具體應(yīng)用效果進(jìn)行了探討。

2.1 保護(hù)配置及其特點(diǎn)

在使用REG216保護(hù)時(shí)，主要應(yīng)用的是模塊化設(shè)計(jì)方法，在系統(tǒng)內(nèi)部的永久存儲(chǔ)軟件中，提供各項(xiàng)保護(hù)功能。其中，每一個(gè)特定的保護(hù)功能都能夠單獨(dú)選擇、激活以及設(shè)定；不同保護(hù)方案內(nèi)，一項(xiàng)保護(hù)功能能夠多次應(yīng)用；可利用邏輯矩陣來對(duì)保護(hù)跳閘方式進(jìn)行選擇，利用PC機(jī)的人際對(duì)話來對(duì)保護(hù)動(dòng)作定值、跳閘矩陣進(jìn)行設(shè)置；整個(gè)裝置的運(yùn)行過程中可進(jìn)行連續(xù)自檢，一旦找到錯(cuò)誤即會(huì)自動(dòng)閉鎖保護(hù)出口；可對(duì)故障波形進(jìn)行自動(dòng)錄取，并編制相應(yīng)的文檔記錄，實(shí)現(xiàn)和站控的通訊與配合[2]。

2.2 參數(shù)整定

在進(jìn)行保護(hù)系統(tǒng)參數(shù)整定與控制時(shí)，主要是利用PC機(jī)通過菜單的形式來完成一系列的操作，其主要包括：參數(shù)整定、定值記錄，測(cè)量值、事件、故障錄波顯示及其記錄、打印。

2.3 REG216部分保護(hù)

當(dāng)前，根據(jù)我國(guó)在大型發(fā)變組保護(hù)配置方面的要求，每臺(tái)機(jī)組必須配備兩套R(shí)EG216C保護(hù)，以實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)，其主要包括：縱差保護(hù)、失磁保護(hù)、失步保護(hù)、定子接地保護(hù)等等，下文主要針對(duì)一些特殊保護(hù)原理進(jìn)行了探討。

2.3.1 縱差保護(hù)

當(dāng)前，我國(guó)使用較為普遍的是兩折線、三折線比率制動(dòng)原理，而REG216發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)主要應(yīng)用的是新型標(biāo)積制動(dòng)原理的比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)，其可不考慮CT斷線閉鎖差動(dòng)保護(hù)。新型標(biāo)積制動(dòng)原理的比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)的應(yīng)用，能夠有效減少CT外部短路過程中縱差保護(hù)不平衡電流的增加量，即使內(nèi)部短路導(dǎo)致電流流出，但依舊具有高度的靈敏性[3]。如下圖1所示即為制動(dòng)特性曲線示意圖。

如上圖1所示，I1、I2的正向表示的是流入被保護(hù)設(shè)備，差動(dòng)電流的具體定義如下：

Id=|I1+I2|

制動(dòng)電流定義為：

IH=■

式中：？茲表示的是I1、-I2的相位差，？茲=∠（I1、-I2）。若是-90°？弁？茲？弁90°，也就是cos（？茲）？厶0時(shí)，則IH≠0，具有制動(dòng)作用，即為外部短路一般特性；若是90°？弁？茲？弁270°，也就是cos（？茲）<0時(shí)，則IH是虛數(shù)，使IH=0，則不具有制動(dòng)作用，即為內(nèi)部短路一般特性。

2.3.2 定子接地保護(hù)

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外很多廠家主要通過正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)機(jī)尾和機(jī)端的三次諧波零序電壓的比值作為故障判斷的依據(jù)，但是由于實(shí)際的運(yùn)行方式存在差別，也就導(dǎo)致機(jī)端電壓以及有功、無功功率都存在一定的變化，所以此類保護(hù)必然具有缺陷。而REG216定子接地保護(hù)主要應(yīng)用的是組合式三次諧波電壓繼電器，其能夠在空載的情況下，對(duì)機(jī)尾三次諧波進(jìn)行測(cè)量；在滿載的情況下，對(duì)機(jī)端三次諧波進(jìn)行測(cè)量，并以1.5倍返回系數(shù)整定機(jī)尾低電壓，而機(jī)端過電壓整定100%定子接地保護(hù)。

2.3.3 PT斷線保護(hù)

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外使用較多的PT斷線原理主要是通過零序電壓、負(fù)序電壓以及部分外加電流來對(duì)PT斷線故障進(jìn)行有效的判斷。但是，由于不同的PT二次負(fù)載差異十分大，因此保護(hù)裝置無法判斷PT斷線原因是一次熔絲熔斷，或是二次回路異常，以致于裝置無法正常進(jìn)行告警。REG216保護(hù)則主要應(yīng)用了比較式原理，該保護(hù)裝置的應(yīng)用過程中，可以分別從兩個(gè)PT將電壓輸入，若是同一相電壓的差值大于定值，則會(huì)出現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作，閉鎖相應(yīng)的故障電壓源所連保護(hù)。該種保護(hù)方式能夠按照不同的PT二次回路特性整定電壓差定值，從而達(dá)到各種目的。

2.4 實(shí)際應(yīng)用效果

某電廠為其4×600WM發(fā)電機(jī)、主變壓器分別配置了兩套R(shí)EG216保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)前其已經(jīng)投入到實(shí)際運(yùn)行中，工作正常，縱差保護(hù)、失磁保護(hù)、失步保護(hù)、定子接地保護(hù)效果良好。

3 結(jié)束語

綜上所述，電力行業(yè)的進(jìn)步在一定程度上促進(jìn)了發(fā)電機(jī)變壓器組的大型化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電成本的有效下降，但是大型發(fā)變機(jī)組的維修較為困難，對(duì)于運(yùn)行可靠性的要求也就更高。對(duì)此，必須確保大型發(fā)變機(jī)組保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用有效性與可靠性，其中REG216數(shù)字式發(fā)變組保裝置的應(yīng)用較為廣泛，效果也十分良好，值得推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]欒玉波，房培峰，翟大海.大型發(fā)變組保護(hù)雙重化配置的問題分析[J].國(guó)網(wǎng)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，2：39-42.

[2]胡恩俊.大型發(fā)變組保護(hù)的配置和應(yīng)用[J].華東科技：學(xué)術(shù)版，2013，2：253-253.

[3]王永霞.大型發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)的研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，15：143-143.