淺談火力發(fā)電廠1000MW機(jī)組繼電保護(hù)技術(shù)

常濱 張學(xué)源 劉敬

摘 要:隨著科技技術(shù)的迅速發(fā)展,我國(guó)的電力工業(yè)自動(dòng)化水平也在逐年提高,目前為止,我國(guó)的電力工業(yè)已進(jìn)入了大容量、大機(jī)組、大電力系統(tǒng)、大電廠、高電壓和自動(dòng)化的新階段,特別是1000MW級(jí)發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量較大,發(fā)電機(jī)組的地位變得極其重要,其安全運(yùn)行影響著整個(gè)電廠的穩(wěn)定。而且火力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價(jià)昂貴,一旦受到損壞,給電廠造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,因此要重要探索火力發(fā)電廠1000MW機(jī)組繼電保護(hù)技術(shù)。

關(guān)鍵詞:火電廠 1000MW機(jī)組繼電保護(hù)技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào):TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)05(b)-0075-01

隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的增大,大容量、高電壓的發(fā)電機(jī)組逐漸增多,1000MW機(jī)組的出現(xiàn),為電力工業(yè)節(jié)省了不少成本,這也是1000MW發(fā)電機(jī)組的地位變得更加的重要,使其安全運(yùn)行關(guān)系著整個(gè)電廠的穩(wěn)定。而且火力發(fā)電機(jī)組的造價(jià)較高,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,一旦損壞,需要維護(hù)的周期較長(zhǎng),因此會(huì)給電廠造成較大的經(jīng)濟(jì)損失,這就對(duì)火力發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)的技術(shù)指標(biāo)提出了更高的要求,這就要求在電力設(shè)備上安裝比較完善的繼電保護(hù)裝置,這樣就能較好的保障電力系統(tǒng)可靠地運(yùn)行,而且還能減少昂貴設(shè)備在發(fā)生異常和短路時(shí)造成的損失,因此說(shuō)電廠在1000MW機(jī)組中設(shè)置繼電保護(hù)裝置,從經(jīng)濟(jì)上來(lái)說(shuō)有顯著地效果。了較大的在電力設(shè)備上裝設(shè)完善的繼電保護(hù)裝置,不僅對(duì)電力系統(tǒng)的可靠性運(yùn)行有重大意義,而且對(duì)防止重要且昂貴的設(shè)備在各種短路和異常運(yùn)行時(shí)可減少造成的損壞,在經(jīng)濟(jì)上也有顯著的效果。發(fā)電機(jī)保護(hù)配置的原則是在發(fā)電機(jī)故障時(shí),能將損失減小到最小;當(dāng)遇到異常時(shí),能在充分利用發(fā)電機(jī)自身能力的前提下確保機(jī)組本身的安全。

1繼電保護(hù)技術(shù)

火力發(fā)電廠供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)是保證電力企業(yè)安全供電的重要工具。裝設(shè)繼電保護(hù)應(yīng)根據(jù)電力企業(yè)電力系統(tǒng)的接線盒運(yùn)行特點(diǎn),適當(dāng)考慮其發(fā)展,合理地制定方案,選擇設(shè)備力求技術(shù)先進(jìn)經(jīng)濟(jì)合理。電力系統(tǒng)中的電力設(shè)備和線路應(yīng)有主保護(hù)和后備保護(hù),必要時(shí)可增設(shè)輔助保護(hù)。遠(yuǎn)后備是當(dāng)主保護(hù)會(huì)拒絕動(dòng)作時(shí),由相鄰設(shè)備或線路的保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備。近后備是當(dāng)主保護(hù)拒絕動(dòng)作時(shí),由本設(shè)備或線路的另一套保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備;當(dāng)斷路器拒絕動(dòng)作時(shí),由斷路器失靈保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備。輔助保護(hù)是當(dāng)需要加速切除線路故障或消除方向元件的死區(qū)時(shí),可采用由電流速斷構(gòu)成的輔助保護(hù)。主保護(hù)是在其保護(hù)的整個(gè)元件范圍內(nèi)考慮的。遠(yuǎn)后備由于是相鄰兩級(jí)之間的后備,因而包含了斷路器、操作電源的后備;而進(jìn)后備則不能,因之近后備尚需考慮斷路器和操作電源工作的可靠性而采取措施;這種后備在火電廠繼電保護(hù)中應(yīng)用較少。

繼電保護(hù)作為電力系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié),擔(dān)負(fù)著保衛(wèi)電力系統(tǒng)和設(shè)備安全的重要職責(zé)。繼電保護(hù)的任何不正確動(dòng)作都將造成或擴(kuò)大事故,國(guó)內(nèi)外在電力系統(tǒng)中發(fā)生的大面積停電事故大多與繼電保護(hù)的不正確動(dòng)作有關(guān)。繼電保護(hù)快速性、靈敏性、選擇性、可靠性的體現(xiàn)在很大程度上取決于保護(hù)裝置本身的可靠性及保護(hù)整定值設(shè)置的合理性,因此對(duì)于發(fā)電廠的1000MW機(jī)組必然設(shè)置繼電保護(hù)裝置。

2火力電廠1000MW機(jī)組開(kāi)展繼電保護(hù)技術(shù)工作的必要性

搞好繼電保護(hù)技術(shù)是電網(wǎng)發(fā)展、電力系統(tǒng)體制改革的必然需要。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,大機(jī)組超高壓的運(yùn)行,以及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、現(xiàn)代化生產(chǎn)和人民生活水平的提高都對(duì)電網(wǎng)不間斷供電提出了更高的要求,不允許發(fā)生電網(wǎng)的瓦解事故。因此,對(duì)作為電力系統(tǒng)及發(fā)電廠安全重要防線對(duì)繼電保護(hù)的安全性和可靠性提出了更高、更嚴(yán)的要求。這就需要繼電保護(hù)在管理意識(shí)上、管理手段上必須加強(qiáng)。

3火力發(fā)電廠1000MW機(jī)組繼電保護(hù)

變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電設(shè)備。它的故障將對(duì)供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的影響。現(xiàn)代生產(chǎn)的變壓器,雖然結(jié)構(gòu)可靠,故障機(jī)會(huì)較少,但在實(shí)際運(yùn)行中,仍有可能發(fā)生各種類(lèi)型故障和異常運(yùn)行,同時(shí)大容量的變壓器又是十分重的設(shè)備,因此,為了保證電力系統(tǒng)安全連續(xù)地運(yùn)行,并將故障和異常運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)的影響限制到最小范圍,必須根據(jù)變壓器容量大小、電壓等因素裝設(shè)必要的、動(dòng)作可靠的繼電保護(hù)裝置。

3.1 電力變壓器應(yīng)按以下故障及異常運(yùn)行方式,裝設(shè)相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置

(1)繞組及其引出線的相間短路和中性點(diǎn)直接接地側(cè)的接地短路。(2)繞組的匝間短路。(3)外部相間短路引起的過(guò)電流。(4)中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過(guò)電流及中性點(diǎn)過(guò)電壓。(5)過(guò)負(fù)荷。(6)油面降低。1、2項(xiàng)的保護(hù)應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于掉閘,3、4項(xiàng)的保護(hù)應(yīng)帶時(shí)限動(dòng)作于掉閘,5、6項(xiàng)的保護(hù)一般工作于信號(hào)。對(duì)變壓器溫度升高和冷卻系統(tǒng)故障,應(yīng)按現(xiàn)行電力變壓器標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,裝設(shè)信號(hào)裝置。

3.2 保護(hù)裝置

根據(jù)以上故障類(lèi)型和不正常運(yùn)行狀態(tài),應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)裝置。

(1)瓦斯保護(hù),800kV安及以上的油侵變壓器,應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。當(dāng)殼內(nèi)故障產(chǎn)生于輕微瓦斯或油面下降時(shí)應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào),當(dāng)產(chǎn)生大量的瓦斯時(shí),宜動(dòng)作于斷開(kāi)變壓器各電源側(cè)的斷路器,如變壓器高壓側(cè)無(wú)斷路器則應(yīng)動(dòng)作于單獨(dú)的信號(hào)。(2)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù),變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是變壓器的主保護(hù)。它可防御變壓器繞組的相間電路、匝間電路、引出線的相間電路、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線的接地短路。用于3200kV安以下的電力變壓器,且過(guò)電流保護(hù)的時(shí)限大于0.5秒時(shí)。當(dāng)電流速斷保護(hù)靈敏度不滿足需要時(shí),則應(yīng)采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。當(dāng)各種保護(hù)裝置動(dòng)作后,應(yīng)斷開(kāi)變壓器各電源側(cè)的斷路器。(3)零序過(guò)電流保護(hù),外部接地短路時(shí)的保護(hù),110kV及以上中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中,如果變壓器中性點(diǎn)可能接地運(yùn)行,對(duì)于兩側(cè)或三側(cè)電源的升壓變壓器或降壓變壓器上應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù),作為變壓器主保護(hù)的后備保護(hù),并作為其他元件的后備保護(hù)。(4)過(guò)負(fù)荷保護(hù),對(duì)于400kVA及以上的變壓器,當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的備用電源時(shí),應(yīng)根據(jù)可能過(guò)負(fù)荷的情況裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。保護(hù)接于一相電流上,延時(shí)作用于信號(hào)。

參考文獻(xiàn)

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