超超臨界發(fā)變組保護(hù)研究

摘要：在我國(guó)經(jīng)濟(jì)正在快速發(fā)展的同時(shí)，人們與電力的強(qiáng)烈需求也促進(jìn)了發(fā)電廠(chǎng)的發(fā)展，而我國(guó)現(xiàn)在的發(fā)電方式仍然以火力發(fā)電為主，作為火力發(fā)電新寵的超超臨界機(jī)組成為了行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。火力發(fā)電盛行時(shí)期，由于超超臨界機(jī)組具備超高參數(shù)和超低能耗的特點(diǎn)，以至于在火電行業(yè)倍受歡迎。不僅如此超超臨界機(jī)組在節(jié)能環(huán)保方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也契合了國(guó)家走可持續(xù)發(fā)展道路的方針。為了確保超超臨界機(jī)組能夠在發(fā)電廠(chǎng)中持續(xù)、平穩(wěn)的運(yùn)作，保障超超臨界機(jī)組良好性能、效果顯著的繼電保護(hù)功能是非常重要的。綜上所述，為了提高電廠(chǎng)對(duì)超超臨界機(jī)組維護(hù)水平，更好地保障機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行，筆者將對(duì)超超臨界機(jī)組發(fā)變組保護(hù)的主要特點(diǎn)進(jìn)行分析，以為電廠(chǎng)提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：超超臨界;發(fā)變組保護(hù);問(wèn)題分析;配置

在電力不斷發(fā)展的時(shí)代中，大規(guī)模、大容量的超超臨界機(jī)組投入到電廠(chǎng)中，在超高壓設(shè)備逐漸引進(jìn)的同時(shí)電力保護(hù)設(shè)施也在逐步完善，而功率越大的發(fā)變組就要求更完善的保護(hù)種類(lèi)，而一個(gè)完整的線(xiàn)路更需要配置多層次的各種保護(hù)。這樣一來(lái)保護(hù)體系結(jié)構(gòu)在硬件設(shè)備擴(kuò)大的同時(shí)也在趨于復(fù)雜化。隨著發(fā)變組保護(hù)技術(shù)的逐步發(fā)展，發(fā)變組保護(hù)的故障卻也沒(méi)有完全解決，而這一切源于發(fā)變組內(nèi)部反饋設(shè)備的不確定性，從而導(dǎo)致對(duì)發(fā)變組保護(hù)的困難程度增大，所以提高保護(hù)可靠性及準(zhǔn)確性迫在眉睫。

1超超臨界發(fā)變組保護(hù)研究的意義

超超臨界機(jī)組的配備情況在火力發(fā)電企業(yè)中占到70%以上，同時(shí)其發(fā)電量也不容小覷，更是占到了全國(guó)發(fā)電量總額的80%以上，這樣大的比重足可以看出來(lái)超超臨界大型發(fā)變機(jī)組在發(fā)電中起到了主導(dǎo)性的作用，但是火力發(fā)電廠(chǎng)所采用的是燃煤發(fā)電，然而燃煤發(fā)電每年所消耗的煤炭數(shù)量非常巨大，其產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境的影響更是不可估量。雖然這種發(fā)電方式與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相悖，但是近些年來(lái)無(wú)法找到合適的發(fā)電設(shè)施來(lái)替換掉火力發(fā)電廠(chǎng)，所以減輕污染成了最為重要的一環(huán)。超超臨界機(jī)組的突出特點(diǎn)就是高參數(shù)、低能耗，正好對(duì)環(huán)境的改善具有突出作用，因此保障超超臨界機(jī)組在發(fā)電過(guò)程中安全穩(wěn)定的運(yùn)行是當(dāng)下最為重要的一項(xiàng)任務(wù)。

2超超臨界發(fā)電機(jī)組保護(hù)存在的問(wèn)題

2.1縱差保護(hù)與保護(hù)級(jí)電流互感器

由于越大的大型超超臨界機(jī)組存在暫態(tài)過(guò)程消耗的時(shí)間相對(duì)更長(zhǎng)，從而超超臨界機(jī)組發(fā)生故障后對(duì)電流互感器、發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)和變壓器差動(dòng)保護(hù)提出了更大的挑戰(zhàn)。

對(duì)于二次設(shè)備獲取一次電流信息中，電流互感器是最常用到的設(shè)備，而電流互感器的精度發(fā)生改變時(shí)，進(jìn)而也會(huì)影響二次設(shè)備的正常運(yùn)行。

2.2零功率保護(hù)

超超臨界機(jī)組在工作時(shí)，機(jī)組蒸汽參數(shù)非常大，而且在高流量、高轉(zhuǎn)速的慣性下工作時(shí)，如果唯一的出線(xiàn)在此時(shí)發(fā)生故障，那么一般的機(jī)組在此時(shí)將不會(huì)檢測(cè)出故障，以至于造成發(fā)電機(jī)不能滅磁，鍋爐不能滅火。長(zhǎng)此以往，容易使一直處于自動(dòng)狀態(tài)下的DEH出現(xiàn)反復(fù)振蕩的情況，所以在對(duì)機(jī)組的功率減小時(shí)，滅磁、滅火是非常重要的一步。

2.3定子接地方式與中性點(diǎn)接地方式

我國(guó)對(duì)于發(fā)電機(jī)-變壓組的保護(hù)工作已經(jīng)做得十分完善，從而在全國(guó)各地都已經(jīng)配備好對(duì)發(fā)變器的防護(hù)工作，現(xiàn)今發(fā)展到已經(jīng)沒(méi)有保護(hù)死區(qū)。發(fā)電機(jī)-變壓組已經(jīng)采用了三次諧波電壓定子接地故障保護(hù)，然而隨著超超臨界發(fā)變組的單機(jī)容量越來(lái)越大，導(dǎo)致定子電容對(duì)地電容相對(duì)增大，從而定子接地故障電流也會(huì)隨之增大，隨之日益凸顯出一個(gè)問(wèn)題——定子接地故障電流增大會(huì)讓設(shè)備的損耗逐漸升高。為了保障發(fā)電機(jī)-變壓組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)下需要尋找一個(gè)新型的防護(hù)設(shè)施。技術(shù)人員對(duì)于這一問(wèn)題設(shè)計(jì)出了注入式定子接地保護(hù)裝置，這樣的裝置配置可以保證發(fā)電機(jī)在靜止、啟動(dòng)和停機(jī)的狀態(tài)下都可以起到很好的保護(hù)作用。因此，我國(guó)將注入式定子接地保護(hù)廣泛運(yùn)用在國(guó)內(nèi)的大小發(fā)電企業(yè)中，在廣泛運(yùn)用的途中當(dāng)屬超超臨界機(jī)組方面的運(yùn)用最為完善。

3超超臨界發(fā)變組保護(hù)整定注意事項(xiàng)

3.1發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)

發(fā)電機(jī)的差動(dòng)保護(hù)根據(jù)原理和動(dòng)作特性可以將其定值和構(gòu)成分為三要素：第一個(gè)就是最小動(dòng)作電流，最小動(dòng)作電流也叫作啟動(dòng)電流，對(duì)于兩段或兩段以上的電流做出縱差保護(hù)，然而最小的動(dòng)作電流其實(shí)就是無(wú)制動(dòng)時(shí)的電流，除此之外還有比率制動(dòng)系數(shù)和拐點(diǎn)電流存在于發(fā)電機(jī)中。

如果當(dāng)外部的電流比額定功率時(shí)的電流還要大的時(shí)候，那就說(shuō)明外部電流發(fā)生了故障，如果外部故障切除后處于暫態(tài)過(guò)程，那么在剛才的差動(dòng)保護(hù)中可能存在不正確的操作。

3.2匝間保護(hù)

匝間保護(hù)主要是對(duì)縱向零序電壓的整定情況，對(duì)縱向零序電壓元件的動(dòng)作電圧進(jìn)行保護(hù)，而動(dòng)作電圧的整定原則是在保證靈敏度正常的情況下，由于發(fā)電機(jī)不對(duì)稱(chēng)而產(chǎn)生的零序電壓進(jìn)行的保護(hù)措施。

對(duì)于專(zhuān)用TV三次回路異常的情況和一次保險(xiǎn)熔斷不干脆的保護(hù)問(wèn)題，為了避免這兩種情況的出現(xiàn)，應(yīng)該將負(fù)序功率的原件運(yùn)行時(shí)動(dòng)作方向指向機(jī)器內(nèi)部。

3.3發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)

如果發(fā)電機(jī)在失去磁性的條件下對(duì)高壓母線(xiàn)的電壓沒(méi)有很大的作用時(shí)，這就應(yīng)該采用機(jī)端電壓原件來(lái)取代原有的低壓原件，從而在電壓遠(yuǎn)見(jiàn)閉合時(shí)保護(hù)出口。最后，在保護(hù)的過(guò)程中報(bào)告上的動(dòng)作延遲應(yīng)該控制在一秒內(nèi)。

在采用轉(zhuǎn)子低電壓元件時(shí)，如果電壓原件閉鎖的失磁保護(hù)，那么轉(zhuǎn)子電壓元件在發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作之后會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤的報(bào)警信號(hào)，而這種信號(hào)是為了防止轉(zhuǎn)子在輸入回路異常時(shí)對(duì)于未被發(fā)現(xiàn)時(shí)，會(huì)使失磁保護(hù)誤動(dòng)。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，超超臨界機(jī)組在火電行業(yè)的推廣與應(yīng)用正在逐步進(jìn)行中，但對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)變組主保護(hù)的研究仍在不斷更新完善中。因此也對(duì)火電廠(chǎng)的技術(shù)人員提出了更高要求與挑戰(zhàn)。

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（作者單位：華潤(rùn)電力（渤海新區(qū)）有限公司）

作者簡(jiǎn)介：郭森森，1989年，男，助理工程師，河南睢縣人，畢業(yè)于鄭州電力高等專(zhuān)科學(xué)校。