基于發(fā)電廠發(fā)電機(jī)變壓器差動(dòng)保護(hù)改造的分析

陳小飛

摘 要：差動(dòng)保護(hù)技術(shù)也就是當(dāng)電力系統(tǒng)在平穩(wěn)運(yùn)行的過程中出現(xiàn)短路故障的時(shí)候，變壓器一端所安裝的電流互感器便會(huì)形成故障電流，此故障電流同二次回路內(nèi)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(huì)使得斷路器保護(hù)裝置發(fā)生自動(dòng)跳開，從而發(fā)揮保護(hù)性能。基于此，筆者就發(fā)電廠發(fā)電機(jī)變壓器差動(dòng)保護(hù)改造的相關(guān)問題進(jìn)行了分析，以期為廣大的同行提供可靠的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠發(fā)電機(jī)；變壓器；差動(dòng)保護(hù)；改造

引言

由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，我國(guó)的電力事業(yè)也隨之發(fā)展起來(lái)，與此同時(shí)發(fā)電廠的規(guī)模也逐漸擴(kuò)大。變壓器的差動(dòng)保護(hù)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況具有至關(guān)重要的影響，倘若電力系統(tǒng)發(fā)生了故障，便會(huì)引起差動(dòng)保護(hù)裝置立即啟動(dòng)而產(chǎn)生相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作，從而防止對(duì)電力系統(tǒng)造成破壞。然而變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置在工作當(dāng)中總是會(huì)發(fā)生拒動(dòng)作情況以及誤動(dòng)作情況，尤以誤動(dòng)作為主，所以應(yīng)該做好差動(dòng)保護(hù)裝置的改造工作，不斷增強(qiáng)其性能，以更好地確保電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

一、關(guān)于變壓器差動(dòng)保護(hù)的主要內(nèi)容

在電力系統(tǒng)當(dāng)中，變壓器是其中尤為重要的構(gòu)成部分，變壓器的運(yùn)行狀況對(duì)電力系統(tǒng)能否安全高效與平穩(wěn)的運(yùn)行具有關(guān)鍵性因素。因此，想要增強(qiáng)變壓器的性能，相關(guān)的工作人員應(yīng)該加大對(duì)差動(dòng)保護(hù)裝置的改造力度，然而還是不能防止誤動(dòng)作情況出現(xiàn)。變壓器差動(dòng)保護(hù)主要包括三個(gè)內(nèi)容，也就是比率差動(dòng)保護(hù)、差動(dòng)速斷保護(hù)以及諧波制動(dòng)保護(hù)。在電力系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的過程中，差動(dòng)電流基本沒有，倘若系統(tǒng)發(fā)生故障，便會(huì)使得差動(dòng)電流迅速提升，達(dá)到保戶值時(shí)斷路器會(huì)自動(dòng)斷開，從而執(zhí)行保護(hù)性能。然而，就長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)而言，在差動(dòng)保護(hù)裝置當(dāng)中總是會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作現(xiàn)象，從而大大阻礙電力系統(tǒng)的平穩(wěn)供電。有大量的因素均可能會(huì)引起差動(dòng)誤動(dòng)作產(chǎn)生，但是發(fā)電廠發(fā)電機(jī)變壓器的差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作問題的產(chǎn)生通常有以下幾點(diǎn)：通常條件下，電流互感器包括TP類型與P類型。在穩(wěn)態(tài)條件下，P類不飽和，而TP類在不管是不是穩(wěn)態(tài)均不飽和。倘若將P類電流互感器應(yīng)用于電力系統(tǒng)當(dāng)中，倘若非保護(hù)區(qū)域發(fā)生故障，在切斷保護(hù)區(qū)域故障的時(shí)候，便立刻會(huì)引起間歇性短路情況，使得電流互感器的差動(dòng)電流立即增加，而出現(xiàn)保護(hù)誤動(dòng)作，因此相關(guān)專業(yè)人員應(yīng)該對(duì)該問題給予重視。

二、關(guān)于對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置進(jìn)行改造分析

（一）對(duì)改造方案進(jìn)行全面分析

改造主要是對(duì)已有的電力裝置實(shí)施的，所以，應(yīng)該詳細(xì)掌握當(dāng)前差動(dòng)保護(hù)裝置的具體情況。第一，應(yīng)該對(duì)有關(guān)廠家設(shè)定的技術(shù)規(guī)范以及差動(dòng)保護(hù)裝置的性能進(jìn)行了解，同時(shí)準(zhǔn)確核對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的內(nèi)容，確定此差動(dòng)保護(hù)裝置的漏項(xiàng)問題以及偏差問題，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題與相關(guān)的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行及時(shí)交流溝通。第二，應(yīng)該準(zhǔn)確對(duì)保護(hù)定值進(jìn)行計(jì)算，這是因?yàn)橛写罅康谋Ｗo(hù)誤動(dòng)作的發(fā)生均是因?yàn)楸Ｗo(hù)定值得設(shè)置缺乏精確性與規(guī)范性，所以應(yīng)該注重實(shí)際的運(yùn)行故障區(qū)域同保護(hù)定值設(shè)定的區(qū)域是否吻合，還應(yīng)該注重變壓器保護(hù)的具體需求。

（二）關(guān)于接口的設(shè)計(jì)

在制定改造圖紙的過程中，應(yīng)該把以前的圖紙當(dāng)成關(guān)鍵參考，并按照以往的設(shè)計(jì)規(guī)則進(jìn)行。同時(shí)，應(yīng)該能夠?qū)ξC(jī)型差動(dòng)保護(hù)裝置及集成電路保護(hù)裝置進(jìn)行有效地分辨，在辨別微機(jī)差動(dòng)保護(hù)裝置的時(shí)候應(yīng)該對(duì)進(jìn)入的電流實(shí)施Y型接法，而差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作主要為一種邏輯上產(chǎn)生的差動(dòng)，還應(yīng)該對(duì)熱工保護(hù)接口和電氣進(jìn)行合理地處理。就集成電路保護(hù)裝置而言，在對(duì)熱控保護(hù)系統(tǒng)實(shí)施啟動(dòng)的時(shí)候，一般是利用選取出口壓板完成，而微機(jī)型保護(hù)裝置則是利用跳閘矩陣完成。

（三）關(guān)于方案問題的分析

倘若將TP類電流互感器應(yīng)用于差動(dòng)保護(hù)裝置當(dāng)中，在規(guī)定準(zhǔn)確限定值的時(shí)候，應(yīng)該格外注重電力系統(tǒng)內(nèi)的一次電流，由于這當(dāng)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(shù)都能符合大型發(fā)電機(jī)組 ，從而TP類互感器均可以符合暫態(tài)工作狀態(tài)。然而，如果把差動(dòng)保護(hù)裝置全部更換，便會(huì)大大增加工作量，并增加相應(yīng)的成本投入，也在一定程度上提升了調(diào)試與安裝的難度。想要更好地處理該問題，應(yīng)該對(duì)互感器的級(jí)別進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)。倘若電流互感器的級(jí)別是5P級(jí)，應(yīng)該在規(guī)定的值域中增加其額定二次負(fù)荷與較為精確的限制系數(shù)，現(xiàn)今5P20級(jí)（一800）產(chǎn)品的性能較佳，然而因?yàn)殡娏骰ジ衅鞯男吞?hào)不合適，從而還是會(huì)出現(xiàn)暫態(tài)飽和情況。

（四）關(guān)于方案優(yōu)化分析

在高廠與主變差動(dòng)保護(hù)裝置當(dāng)中，其兩端的電流互感器的性能具有較大的不同，因此，應(yīng)該在選擇的時(shí)候，既要求其在進(jìn)行差動(dòng)保護(hù)的時(shí)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(shè)計(jì)動(dòng)作特性曲線的時(shí)候，應(yīng)該選取適當(dāng)?shù)淖冃甭时嚷?，同時(shí)對(duì)斜率值進(jìn)行合理制定。如果保護(hù)區(qū)域中出現(xiàn)了故障，要求保護(hù)動(dòng)作的靈敏度可以符合具體的要求。如果非保護(hù)區(qū)域出現(xiàn)了故障，應(yīng)該防止裝置出現(xiàn)暫態(tài)不平衡電流。當(dāng)電流互感器達(dá)到飽和的時(shí)候，便容易使得差動(dòng)保護(hù)裝置出現(xiàn)保護(hù)誤動(dòng)作，因此，想要防止該問題，應(yīng)該在差動(dòng)保護(hù)裝置內(nèi)安放電流波形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，按照具體的電流波形進(jìn)行詳細(xì)判斷。第二，差動(dòng)電流改變量與制動(dòng)電流改變量均能夠于工頻變化量?jī)?nèi)顯著體現(xiàn)。當(dāng)電力系統(tǒng)處于平穩(wěn)運(yùn)行的狀態(tài)下，負(fù)荷電流無(wú)法對(duì)其產(chǎn)生影響，即就算變器內(nèi)發(fā)生了很小的故障問題，也可以快速高效地查找出來(lái)。而且，改造之后的差動(dòng)保護(hù)裝置的制動(dòng)系數(shù)大大增加，同時(shí)CT抗飽和性能十分良好。差動(dòng)保護(hù)裝置在改造結(jié)束以后，應(yīng)該根據(jù)規(guī)定的程序進(jìn)行調(diào)試工作，觀察其能否可以發(fā)揮預(yù)期的保護(hù)性能，同時(shí)按照調(diào)試結(jié)果明確具體的電力系統(tǒng)安全保護(hù)手段，只有在保證其不存在任何差錯(cuò)之后才能夠予以應(yīng)用。

三、結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，由于我國(guó)電力事業(yè)的快速建設(shè)，發(fā)電廠的規(guī)模也日益擴(kuò)大，對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置實(shí)施改造刻不容緩，這樣既能夠降低誤動(dòng)作的發(fā)生頻率，還能夠確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，并推動(dòng)我國(guó)電力事業(yè)的不斷發(fā)展。

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