水輪發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)現(xiàn)狀及改進(jìn)

摘 要：水輪發(fā)電機(jī)組和大電網(wǎng)共同協(xié)作工作能夠加強(qiáng)電力能源的實(shí)際需求滿足，同時(shí)對(duì)環(huán)境的污染問題也能夠從很大程度上得到緩解，而水輪發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)是作業(yè)效率的保障。基于此，文章主要就水輪發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)現(xiàn)狀問題進(jìn)行詳細(xì)分析并結(jié)合實(shí)際情況對(duì)其改進(jìn)優(yōu)化的策略進(jìn)行探究，希望此次理論研究對(duì)實(shí)際操作能起到一定指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電；繼電保護(hù)；現(xiàn)狀

引言

當(dāng)前我國(guó)的電力改革正如火如荼的進(jìn)行，由于我國(guó)在用電量上比較大，所以電力能源的實(shí)際供應(yīng)還相對(duì)較為緊張，通過一些新的技術(shù)的發(fā)電就比較重要，水輪發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)的問題是影響水輪發(fā)電效率的重要問題，加強(qiáng)對(duì)其理論研究就有著實(shí)質(zhì)性意義。從水輪發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)的現(xiàn)狀來看還有諸多內(nèi)容需要進(jìn)一步的完善和改進(jìn)，從而來促進(jìn)水輪發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)的優(yōu)化應(yīng)用。

1 水輪發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)現(xiàn)狀及問題分析

1.1 水輪發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)現(xiàn)狀分析

水輪發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)裝置對(duì)電力系統(tǒng)的保護(hù)來講有著重要意義，在繼電保護(hù)裝置的作用下電力系統(tǒng)發(fā)生了異常就能夠自行運(yùn)行，將故障點(diǎn)進(jìn)行斷開，從而能夠最大化的對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備的損害得以降低。從當(dāng)前我國(guó)水輪發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)和大電網(wǎng)的并列運(yùn)行情況來看，繼電保護(hù)的配置相對(duì)比較簡(jiǎn)單化[1]。水輪發(fā)電機(jī)在實(shí)際的運(yùn)行過程中就可能出現(xiàn)定子繞組相間短路以及接地短路的故障問題，本應(yīng)有相應(yīng)的保護(hù)裝置，但對(duì)于低壓機(jī)組的容量小的現(xiàn)狀考慮基礎(chǔ)上以及從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)考慮來說，基本就只是安裝某一必要保護(hù)裝置。

從實(shí)際的水電站的水輪發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)裝置來看，比較常見的有BKSF以及HFS型的配電屏，這些裝置在保護(hù)以及控制和同期的功能上都有著較好的應(yīng)用。在定子繞組接地保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作于跳閘，以及過電壓保護(hù)延時(shí)動(dòng)作于跳閘，為能夠有效防止機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)飛車很多的電站還裝有消能電阻自動(dòng)投入裝置和自動(dòng)關(guān)導(dǎo)葉裝置。將繼電保護(hù)裝置在水輪發(fā)電機(jī)組中的應(yīng)用有著多種功能體現(xiàn)，其中的告警功能以及隔斷功能和控制功能都有著重要體現(xiàn)，在告警功能上能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)發(fā)出告警信號(hào)，在隔斷功能上能夠?qū)ν话l(fā)性電路故障進(jìn)行隔斷，減小對(duì)水電站其它設(shè)備的危害影響[2]。

1.2 水輪發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)問題分析

水輪發(fā)電機(jī)組機(jī)電保護(hù)的問題是多方面的，主要體現(xiàn)在用戶電源頻率發(fā)生偏移以及機(jī)組飛逸轉(zhuǎn)速失控，部分的帶恒壓勵(lì)磁裝置的電站，當(dāng)電站和系統(tǒng)突然解列之后，只要是電站側(cè)在用戶負(fù)荷電流不足過電流保護(hù)的整定值，那么發(fā)電機(jī)在保護(hù)裝置層面就不能正確的動(dòng)作。在用戶的電源電壓上雖然是基本恒定而在頻率上偏離額定值比較大的電源就會(huì)對(duì)用戶帶來損害，加上反應(yīng)在過電壓或者是保護(hù)出口繼電器動(dòng)作而動(dòng)作防飛車裝置不能夠正常的揉入實(shí)際當(dāng)中使用，這樣也就會(huì)造成飛逸轉(zhuǎn)速的控制得不到有效實(shí)現(xiàn)。不僅如此，在繼電保護(hù)動(dòng)作于跳發(fā)電機(jī)主開關(guān)和滅磁的機(jī)組，保護(hù)動(dòng)作后失去了作為操作電源的機(jī)端電壓也會(huì)造成機(jī)組的過速問題出現(xiàn)。

還有就是由于同線用戶受到危險(xiǎn)過電壓的問題，勵(lì)磁裝置無恒壓功能機(jī)組在電站的故障一級(jí)系統(tǒng)的解列過程中，在線用戶的總負(fù)荷比電站及時(shí)出力小，兩者差值在相應(yīng)范圍內(nèi)就比較容易出現(xiàn)電機(jī)輸出電壓的升高[3]。最終就會(huì)造成使用電設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處在過電壓狀態(tài)而燒毀。對(duì)于以上的主要問題要能夠詳細(xì)的分析，針對(duì)性的加以解決。

2 水輪發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)原理及改進(jìn)策略探究

2.1 水輪發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)原理分析

對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)的原理方面，差動(dòng)保護(hù)利用比較被保護(hù)元件兩端電流的幅值以及相位原理構(gòu)成，百分百定子接地保護(hù)通過反應(yīng)三次諧波電壓比值以及基波零序電壓原理構(gòu)成，而在95%定子接地保護(hù)是通過反應(yīng)電機(jī)機(jī)端零序電壓原理所構(gòu)成，另外在失磁保護(hù)方面主要是通過反應(yīng)勵(lì)磁低電壓以及系統(tǒng)低電壓原理進(jìn)行適當(dāng)配置所構(gòu)成。而對(duì)稱過負(fù)荷保護(hù)以及不對(duì)稱過負(fù)荷保護(hù)能夠?qū)Πl(fā)電機(jī)發(fā)熱特性以及熱積累過程進(jìn)行模擬，從而實(shí)現(xiàn)t=K/[（I/Ie）2-B]的反時(shí)限延時(shí)功能運(yùn)算，將發(fā)電機(jī)過負(fù)荷能力得到充分發(fā)揮。

對(duì)于各類型的保護(hù)配置性能方面，主要有集成電路型以及電磁型和晶體管型、微機(jī)型等幾種保護(hù)裝置，通過比較能夠發(fā)現(xiàn)，微機(jī)型的繼電保護(hù)裝置的性能是最優(yōu)的。其能夠?qū)崿F(xiàn)程序的自適應(yīng)，能夠按照系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)的改變整定值及相關(guān)特性，并有著可存取存儲(chǔ)器，同時(shí)也有著自檢能力，對(duì)事故后的分析也比較有利[4]。

2.2 水輪發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)改進(jìn)策略

第一，完整的保護(hù)系統(tǒng)是通過管理系統(tǒng)下三個(gè)獨(dú)立保護(hù)子系統(tǒng)所構(gòu)成，并集中安置在一面保護(hù)屏內(nèi)，從而來形成緊湊雙重化發(fā)變組危機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，而在每個(gè)保護(hù)子系統(tǒng)方面都有著自己的電源以及模擬量采集等系統(tǒng)。在保護(hù)的基本配置原則方面要能夠得以遵守，主保護(hù)雙重化以及要能夠采用不同的原理，在主保護(hù)分配三個(gè)相互獨(dú)立的子系統(tǒng)中。輔助保護(hù)以及異常運(yùn)行保護(hù)和后備保護(hù)合理分配在這幾個(gè)子系統(tǒng)當(dāng)中。

第二，對(duì)并網(wǎng)機(jī)組而言，正常運(yùn)行過程中的頻率偏差和大電網(wǎng)頻率偏差是相同的，允許值在±0.5赫茲，所以高低頻率繼電器整定值就在51赫茲和49赫茲上下，而在保護(hù)動(dòng)作的頻率偏差上只有額定值百分之二。在電站和系統(tǒng)的解列之后只要在線用戶負(fù)荷和電站及時(shí)出力存有一定差異那么過頻率及低頻率的保護(hù)裝置就能夠動(dòng)作。高低頻繼電器接于主開關(guān)電網(wǎng)側(cè)主要是為能夠避免保護(hù)裝置在機(jī)組并網(wǎng)前動(dòng)作。在電站出力大于用戶負(fù)荷的時(shí)候，高頻率保護(hù)動(dòng)作，反則是低頻率保護(hù)動(dòng)作，這就對(duì)帶恒電壓勵(lì)磁功能機(jī)組保護(hù)拒動(dòng)比較有效，在保護(hù)的靈敏度方面也能夠得到有效提升。

第三，水輪發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)的優(yōu)化還要在結(jié)構(gòu)以及配置上能充分重視，對(duì)于完全獨(dú)立的雙套配置能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的雙重化，同時(shí)也能夠防止一套系統(tǒng)失效時(shí)失去保護(hù)，也能夠?qū)崿F(xiàn)不停電的檢修對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性得以有效提升[5]。各子系統(tǒng)電源的輸入輸出回路的獨(dú)立能對(duì)子系統(tǒng)出故障以及退出運(yùn)行過程中其它部分能夠正常運(yùn)行可以有效保障，然后可采用高可靠性指標(biāo)的STD工控微機(jī)以及全部進(jìn)口接插件，發(fā)揮各自的所長(zhǎng)將系統(tǒng)的動(dòng)作性能進(jìn)行有效提升。

第四，對(duì)抗干擾的問題進(jìn)行應(yīng)對(duì)可以從多方面考慮，采用微機(jī)保護(hù)在抗干擾的能力上就比較強(qiáng)，要比其它的有源器件保護(hù)更加的優(yōu)越，為能夠?qū)⒈Ｗo(hù)動(dòng)作的正確性得到有效提升就可采用一些比較有效的抗干擾措施，例如隔離措施以及退藕和旁路、屏蔽、就近等措施的應(yīng)用，另外也能夠設(shè)置輔助的功能，也可以裝設(shè)軟盤驅(qū)動(dòng)器以及必要的記錄功能等。在相關(guān)的軟件方面能夠安裝一些數(shù)據(jù)采集軟件和保護(hù)功能軟件等進(jìn)行實(shí)際的應(yīng)用。

3 結(jié)束語

總而言之，對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)的優(yōu)化措施的實(shí)施要能夠從多方面進(jìn)行，隨著當(dāng)前我國(guó)的相關(guān)技術(shù)的不斷升級(jí)，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)所出現(xiàn)的技術(shù)問題都能夠在微機(jī)保護(hù)的軟硬件優(yōu)化下得到有效解決。通過此次的相關(guān)措施的分析，能夠從一定程度上提升實(shí)際作業(yè)的效率，由于文章篇幅限制不能進(jìn)一步深化探究，希望此次理論研究能起到拋磚引玉的作用。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：肖亮（1988-），男，重慶市人，工作單位：重慶大唐國(guó)際彭水水電開發(fā)有限公司，職務(wù)：值班員。