發(fā)變組微機保護雙重化配置中的若干問題分析

【摘 要】近幾年來，隨著微機保護的快速發(fā)展，雙重化配置也已在發(fā)變組微機保護中得到應用。然而，由于受到不同因素而導致在雙重化配置中存在問題，影響了發(fā)變組微機保護裝置的可靠性。因此，本文對雙重化配置中的問題加以分析，并提出相應解決對策。

【關鍵詞】發(fā)變組 微機保護 雙重化配置 問題

發(fā)變組是發(fā)電廠的核心，包括發(fā)電機與變壓器共同組成的設備，主要是指單元式發(fā)電系統(tǒng)。隨著微機保護的不斷發(fā)展，線路微機保護已實現(xiàn)了雙后配置，對于發(fā)變組而言也不例外，對配置加以改進，實現(xiàn)雙重化配置。發(fā)變組實現(xiàn)雙重化配置可大大提高動作可靠性，減輕保護調試、定值修改等一系列工作，更為重要的是可較為方便的查處保護參數，有利于確保電流、電壓值的準確性；可記錄保護動作時刻的參數，有利于為單元管理機的故障分析提供依據。然而，在雙重化配置中仍存在一些問題，影響了發(fā)變組的保護。

一、發(fā)變組微機保護雙重化配置的要求

從當前來看，雙重化配置在發(fā)變機組保護方案中得以實施，且該配置中有發(fā)電機、主變及發(fā)變組差動，而其他的保護方案只有一套保護配置。尤其在大型發(fā)變組中，若發(fā)生短路保護：轉子接地、定子接地及其匝間保護等，而所對應的短路故障差動保護并不能反應，導致發(fā)電機并不能夠正常運行。一旦退出保護功能，發(fā)電機就會在短時間內陷入到缺陷風險中，對發(fā)電機而言具有重要影響。因此，發(fā)變組微機保護實現(xiàn)雙重化配置可有效解決以上問題，確保發(fā)變組的安全運行。

二、發(fā)變組微機保護雙重化配置的問題分析

發(fā)變組微機保護雙重化配置所出現(xiàn)的問題主要體現(xiàn)在差動保護、主變后備保護、TV配置、裝置可靠性及出口回路雙重化等方面，下面對這些方面加以詳細分析，并提出解決方法：

（1）差動保護。對于差動保護的雙重化配置，主要有兩套方案，即A、B。A方案分為四個屏，A屏B屏配置發(fā)電機、勵磁變差動保護，C屏D屏配置主變、高廠變、發(fā)變組差動保護。（1）發(fā)電機均采用同一型號TA，首端尾端電流一致，定值整定靈敏合理。發(fā)電機與主變同為主設備，作為兩者的主保護差動保護應同時雙重化配置。（2）勵磁變在自并勵機組中出現(xiàn)故障可能直接導致機組停機，其物理放置位置、通風不合理使其振動偏大、溫升偏高，導致勵磁變故障率上升。勵磁變TA變比不會過大，定值整定方便。宜設置獨立差動保護。（3）發(fā)變組差動保護各側TA差別大，整定時需要考慮不同TA變比、型號帶來的不平衡電流，定值靈敏性相對較低。現(xiàn)代發(fā)變組差動能對勵磁涌流進行判別，采用二次諧波判別時，若內部故障TA飽和時動作時間可能會延遲。同時發(fā)變組差動保護對高廠變高壓側內部故障具有靈敏性，但對其低壓側故障側不能反應。因此，發(fā)變組、高廠變差動均就兩雙重化配置。B方案采用與A方案基本相同配置。分為四個屏：A屏B屏配置發(fā)電機差動保護，C屏D屏配置主變、高廠變、發(fā)變組差動保護。勵磁變的成本及各個電廠的勵磁方式不一樣，使勵磁變差動保護可舍去，采用別的保護代替。

（2）主變后備保護。發(fā)變組區(qū)內、區(qū)外短路故障的后備保護由主變后備保護實現(xiàn)。包括復合電壓過流保護、主變相間阻抗保護、主變零序保護、主變間隙零序保護等配置方案為C屏D屏均采用復合電壓過流保護，且C屏D屏分別使用不同TA。C屏D屏均采用零序保護。采用零序保護時，TA配置有以下兩種方法：其一，C屏接入零序TA，面D屏則采用自產零序電流。其二，同時安裝兩個零序TA，各自使用不同的TA。

（3）TV配置。反措明確規(guī)定，每套保護裝置的交流電壓、交流電流分別取自于電流互感器和電壓互感器的互相獨立繞組。配置時交流電流要求取自獨立的電流互感器，在雙重化時一般可滿足主保護的需求。當交流電壓采用獨立電壓互感器時在實際的運行過程中面臨幾大問題：（1）發(fā)電機保護中的匝間保護在進行配置時，為了能夠有效防止保護專用TV高壓側斷線所出現(xiàn)的保護誤動現(xiàn)象，每一套保護需要引入兩組TV。若僅僅采用獨立的TV繞組，則可能需要較多的TV，一般發(fā)電機機端配置的TV數量不能滿足要求。要想實現(xiàn)雙重化配置，則需要將電壓切換考慮在內，采取合理措施。對于該問題可在發(fā)電機機端配置3個TV：TV1、TV2、TV3。A屏接入TV1、TV3，B屏接入TV2、TV3。在機組正常運行時，A屏取TV1電壓，B屏取TV2電壓，TV3電壓作為兩者的備電。無論TV1還是TV2的繞組出現(xiàn)斷線，均可切換到TV3電壓。這樣一來，只要與電壓相關的保護均不受斷線的影響。（2當主變高壓側母線只有一個TV繞組時，兩套保護使用獨立繞組的要求不能實現(xiàn)。要實現(xiàn)雙重化配置，可考慮從TV根部引兩組TV空開接入兩套保護屏內。同時保護要求能夠對單相、三相TV斷線進行判別。（3）主變零序電壓、發(fā)電機機端零序電壓、發(fā)電機中性點零序電壓均只有一個TV繞組，無法實現(xiàn)回路雙重化。保護裝置一般設有零電壓回路監(jiān)視，方便發(fā)現(xiàn)問題。

（4）裝置可靠性。對于裝置的可靠性，因為一套保護裝置包含了一個發(fā)變組的所有電氣量保護，因此，其裝置硬件設計尤為重要。該裝置必須采用雙CPU的硬件結構，并從PT、CT二次側分開，實現(xiàn)AD采樣、低通等數據采集系統(tǒng)也是完全獨立的。一般情況下，其中一塊CPU板動作于起動元件開放出口繼電器正電源，另一塊則進行保護算法計算，動作于跳閘出口邏輯。。保護裝置的兩個CPU系統(tǒng)的任意一個系統(tǒng)自檢出錯，都能對裝置加以閉鎖，且發(fā)出相應的報警信號，提示人員裝置已出現(xiàn)問題，需要對其給予解決。

（5）出口回路雙重化。一般情況下，主變高壓側斷路器有兩個跳閘線圈，C屏D屏保護裝置同時作用于兩個跳閘線圈。非電量屏E屏保護裝置出口同時動作于兩個跳閘線圈。此外，對于引起多個保護屏的保護裝置動作的故障，多個屏的出口接點并接輸出。

三、結束語

總而言之，發(fā)變組微機保護實現(xiàn)雙重化配置可提高繼電保護的可靠性，最終確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。鑒于當前雙重化配置中出現(xiàn)的問題，不僅需要本文所闡述的解決方法，而且還需要各個部門的相互配合，不斷尋找解決問題的新方法。

參考文獻：

[1]高丹.試論連州發(fā)電廠大型發(fā)變組微機保護雙重化配置方案[J].商品與質量·建筑與發(fā)展，2010，（8）：201.

[2]任洋，劉治國，康大為等.白山發(fā)電廠300MW機組發(fā)變組保護裝置雙重化配置及應用[C].全國水電廠自動化技術信息網第十屆全網大會暨全國水電廠自動化技術2011學術交流研討會論文集.2011：1-11.

[3]韋晨.大型發(fā)變組保護裝置的配置方案分析[J].中國科技縱橫，2009，（12）：247.