水電廠發(fā)電機(jī)變壓器保護(hù)原理及繼電保護(hù)措施

摘要：本文主要針對我國的水電廠發(fā)電機(jī)變壓器保護(hù)的原理和繼電保護(hù)的對策做出了分析，希望能夠給予同行業(yè)工作人員提供參考價值。

關(guān)鍵詞：水電廠;發(fā)電機(jī);變壓器保護(hù)原理;繼電保護(hù)措施

1發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)的必要性與方式分析

1.1必要性分析

發(fā)電機(jī)變壓器作為水電廠生產(chǎn)作業(yè)中的重要組成設(shè)備，其運行質(zhì)量與運行效率對產(chǎn)電能力以及電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性能具有直接影響。而在發(fā)電機(jī)變壓器中，應(yīng)用繼電保護(hù)裝置不僅可以保證發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運行，還可以使電力輸出性能得到全面提升，進(jìn)而保證電力系統(tǒng)的運行質(zhì)量。實際運行中，繼電保護(hù)裝置在發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障問題時，便會及時操作切斷故障機(jī)組，避免對系統(tǒng)中的其他機(jī)組的運行質(zhì)量帶來影響，維系電網(wǎng)系統(tǒng)的有效運行。同時也為相關(guān)的設(shè)備維修人員提供了充足的設(shè)備維修時間。當(dāng)機(jī)組故障被全部排除后，便可以正常接通機(jī)組，使其進(jìn)行正常的生產(chǎn)作業(yè)。由此不難看出，繼電保護(hù)裝置在電網(wǎng)運行的過程中所發(fā)揮的重要作用。

1.2繼電保護(hù)方式分析

針對發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)方式，主要可以分為縱差保護(hù)、橫差保護(hù)和接地保護(hù)三種。其中縱差保護(hù)指的是，對于發(fā)電機(jī)出現(xiàn)短路情況所采取的保護(hù)措施。在發(fā)生短路故障時，繼電保護(hù)裝置會立即作出響應(yīng)，切斷發(fā)生短路的線路，降低故障問題的影響范圍，從而提升電網(wǎng)系統(tǒng)的運行質(zhì)量。在作出切斷線路操作之后，發(fā)電機(jī)的過負(fù)荷和系統(tǒng)震蕩也不會出現(xiàn)較大的變化。為此，該種繼電保護(hù)方式較為適用于1MW以上的發(fā)電機(jī)保護(hù)工作中曰橫差保護(hù)指的是，在發(fā)生定子繞組匝間短路故障時，利用支路電流差來實現(xiàn)對發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的繼電保護(hù)作用。主要方式有以下兩種：一種是在每個機(jī)組內(nèi)增加兩個電流互感器和一個繼電器，使其形成相對獨立的保護(hù)系統(tǒng)，一種是可以通過引出多個中性點的定子繞組方式，使其形成單元件橫差或多元件橫差，進(jìn)而達(dá)到保護(hù)發(fā)電機(jī)的作用曰接地保護(hù)指的是，發(fā)電機(jī)定子繞組接地、零序電流定子接地、零序電壓定子接地和三次諧波電壓定子接地等。

2水電廠變壓器繼電保護(hù)的必要性及方式分析

2.1必要性分析

在電力系統(tǒng)中，變壓器起著重要作用，不僅要保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，還要確保電力有效輸出。因此在電網(wǎng)運行中，需要為多個區(qū)域提供電源，但不同的區(qū)域具有不同的功能。因此對電能的需求也存在很大差異。通過合理應(yīng)用變壓器，發(fā)電機(jī)輸出的電能可以轉(zhuǎn)換成不同的電壓，以滿足每個區(qū)域的供電要求。如果變壓器出現(xiàn)問題，將影響其輸出的電壓質(zhì)量，不同需求的客戶將無法獲得相應(yīng)的電源。這不僅會影響用戶的用電質(zhì)量，還會導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)混亂，甚至導(dǎo)致大規(guī)模停電。因此有必要注意變壓器的繼電保護(hù)，使其可以更好的去保證發(fā)電機(jī)穩(wěn)定的運行，促進(jìn)我國電力事業(yè)得到持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，為人們生活質(zhì)量的提高奠定出堅實的電能供應(yīng)，因此要引起足夠的重視。

2.2繼電保護(hù)的方式分析

由于變壓器在電網(wǎng)系統(tǒng)運行的過程中所發(fā)揮的作用較為明顯，不僅能保證電壓的有效輸出，為人們提供良好的供電服務(wù)，還能確保對電能的有效分配。為此，針對變壓器的故障問題所采取的繼電保護(hù)方式也較多。主要有瓦斯保護(hù)、外部相間短路保護(hù)、電流速斷保護(hù)等。這些繼電保護(hù)方式可以適用于大部分變壓器的故障問題。由于變壓器的容量和功率存在較大的差異，在進(jìn)行繼電保護(hù)方式選擇時，還需要考慮到變壓器的運行原理和容量規(guī)格等。

3提高發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)的對策分析

3.1原理的分析

在水電站發(fā)電機(jī)運行中，最常見的故障問題主要包括定子單回路接地短路和相間短路等問題。如果出現(xiàn)問題，水電機(jī)組的運行質(zhì)量和效率將直接受到影響，對電網(wǎng)穩(wěn)定性造成嚴(yán)重威脅。對于這類問題，有必要采取相應(yīng)的措施，以避免故障范圍的擴(kuò)大，提高電網(wǎng)的運行效率。在正常情況下，繼電保護(hù)方法可用在定子單接地的中性點設(shè)置相應(yīng)的高電阻，變壓器用于相應(yīng)地控制電壓。在此基礎(chǔ)上形成良好的保護(hù)系統(tǒng)。在出現(xiàn)定子繞組故障的時候，繼電保護(hù)系統(tǒng)將會做出相應(yīng)的反應(yīng)，這樣可以避免故障出現(xiàn)擴(kuò)大，保證電網(wǎng)運行時候的穩(wěn)定性。

3.2對水電站的繼電保護(hù)進(jìn)行正確的配置

3.2.1發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的保護(hù)配置分析

如果發(fā)電機(jī)的定子保護(hù)以及轉(zhuǎn)子保護(hù)的過程中，必須要保證其所應(yīng)用到的保護(hù)裝置能夠滿足其保護(hù)的實際要求，在這裝置中，對于定子接地保護(hù)裝置而言，主要執(zhí)行一些特定的操作背景下，通過基本零序電壓對定子繞組進(jìn)行保護(hù)。但是采用三次諧波電壓對其定子保護(hù)的過程中，主要是采取中性點繞組的方式進(jìn)行接地保護(hù)，如果采用這個保護(hù)裝置的情況下，要根據(jù)其零序電壓和三次諧波的運算進(jìn)行分析，然后對其定子的出口回路進(jìn)行相應(yīng)的確定等。只有不斷的對其自身的適應(yīng)性能進(jìn)行全面的提高，才能更好的保證其運行效率，同時也是可以適合應(yīng)用到多數(shù)的發(fā)電機(jī)定子保護(hù)之中。然而轉(zhuǎn)子接地的故障問題是激勵電路存在接地。并不是直接的顯示出一些比較明顯的故障問題，但是在進(jìn)行第二次出現(xiàn)接地故障的時候，將會導(dǎo)致其發(fā)電機(jī)組的整體運行質(zhì)量和運行的效率帶來嚴(yán)重影響，直接的限制電力企業(yè)自身的發(fā)展。因此這個時候保護(hù)裝置將會對其接地情況做出相應(yīng)的判斷，找到相應(yīng)的故障位置，發(fā)出報警型號，為維修人員提供出相應(yīng)的參考。因此在水電廠發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)中，必須要提高對其定子和轉(zhuǎn)子的保護(hù)進(jìn)行配置，保證其發(fā)電機(jī)可以更加穩(wěn)定的運行。

3.2.2水電廠發(fā)電機(jī)變壓器的繼電保護(hù)配置

水電廠的變壓器分為主變壓器和廠用變壓器。主變壓器的繼電保護(hù)配置一般是由差動、重瓦斯、低壓過流、零序、低壓側(cè)接地、輕瓦斯、溫度升高和溫度過高組成。根據(jù)水電廠和主變壓器的具體情況，可以適當(dāng)?shù)丶由祥g隙零序過流和差動速斷保護(hù)建立一個新的保護(hù)配置。將一套工控機(jī)作為連接和管理主變壓器繼電保護(hù)配置和廠用變壓器繼電保護(hù)配置的單元管理機(jī)，從而簡化二者外部的接線流程。廠用變壓器的繼電保護(hù)中原來裝在高壓開關(guān)柜上的保護(hù)配置可以拆除，便于對該保護(hù)裝置的管理與維護(hù)。將之前的保護(hù)屏裝在主變壓器的保護(hù)屏旁邊，并與之共用一臺單元管理機(jī)，如此既能有效地實現(xiàn)水電廠變壓器的需求，同時也節(jié)約了繼電保護(hù)配置的成本投入。

4結(jié)語

發(fā)電機(jī)以及變壓器對于電網(wǎng)的運行質(zhì)量和發(fā)電廠的發(fā)電質(zhì)量是存在直接的影響，因此有必要采取相應(yīng)的措施，以確保兩者的運作質(zhì)量。為降低故障發(fā)生概率，有必要注意水電站和火力發(fā)電廠的工作原理相同，但是發(fā)電機(jī)和變壓器的連接方式差別很大，因此在設(shè)置繼電保護(hù)裝置時，需要有效區(qū)分?？傊?，緊緊跟隨時代的腳步，及時地引進(jìn)現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)，讓水電廠的發(fā)電機(jī)和變壓器的繼電保護(hù)方式能更好地發(fā)揮作用，更好地幫助水電廠實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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作者簡介：

梁圣昌（1987.04.02），性別：男;籍貫：廣西橫縣;民族：漢;學(xué)歷：本科;職稱：助理工程師;職務(wù)：項目副經(jīng)理;研究方向：繼電保護(hù)。