发电机保护措施

发电机保护措施（共7篇）

发电机保护措施 篇1

0 引言

直流电阻测试是变压器重要的试验项目, 是变压器在交接、大修和改变分接开关后, 必不可少的试验项目。通过测量, 可以检查出设备的导电回路有无接触不良、焊接不良、线圈故障及接线错误等缺陷。但直流电阻测试会使变压器铁芯上产生剩磁, 且剩磁的极性和大小都无法测得, 造成投入变压器时励磁涌流大小的不确定性, 由于其电感性加上合闸瞬间供电电压的相角不确定性, 会存在最大7~9倍的励磁涌流, 会导致继电保护误动作, 必须采取措施予以解决。

1 案例分析

某电厂2011年1月10日, #3发电机带主变零起升压时, #3发变组误上电保护动作, 动作时间06:40:28.872690, 保护动作值为0.85 A, 电流取至发电机中性点侧, CT变比:28 000/5, Ie=4.276 6 A, 查保护动作报告得知, 保护动作时#3发电机定子电流二次值为:Ia=0.136 7 A, Ib=0.879 A, Ic=1.035 A。录波图如图1所示。

2 发电机误上电保护的原理

该电厂#3发电机额定容量1 000 MW, 额定电流23 949 A, 保护装置采用GE公司G60保护, 误上电保护逻辑图如图2所示。

从逻辑图中可知, 误上电保护反映以下两种情况:第一种是发电机在检修状态或升压前, 即磁路开关 (MK) 未合时误上电;第二种情况是磁路开关 (MK) 合上后误上电 (非同期并网) 。

误上电保护引入主变高压侧开关常闭辅助接点 (三相接点并接) , 当开关未合, 且电流元件动作即经延时出口, 出口方式跳主变高压侧断路器;若装于机端的阻抗元件动作, 则保护动作于解列灭磁。

在开关变位 (用开关常闭接点, 三相并接) 后, 保护延时250 ms后自动退出。

该保护在发电机并网后退出, 发电机解列时投入。

此次#3发电机带主变零起升压时, 开关在分位, 满足误上电保护逻辑, 此时只要电流大于动作定值, 保护就动作, 故录记录动作时电流为Ib=0.879 A、Ic=1.035 A, 大于动作定值, 所以误上电保护动作。

3 原因分析

在#3机组检修期间, 电气一次专业对#3主变进行了直流电阻测试, 即在变压器高压侧通入直流电流, 该电流在变压器铁芯上产生剩磁, 变压器工作点发生偏移而进入饱和区, 造成#3主变励磁电感急剧下降, 在零起升压时, 由于升压较快, 产生很大的励磁涌流 (从录波图中可以看出, 该电流具有变压器涌流的典型特征———偏于时间轴一侧) , 从而导致#3发电机误上电保护动作。

众所周知, 励磁涌流是由于变压器铁芯磁通饱和所引起的冲击电流, 其大小与变压器等值阻抗、合闸初相角、剩磁大小、绕组接线方式、铁芯结构及材质等因素有关。主变在空载充电时, 充电的电流波形偏向于时间轴一侧的, 为典型的励磁涌流波形。大型变压器在合闸充电时, 由于其电感性加上合闸瞬间供电电压的相角不确定性, 会存在最大7~9倍的励磁涌流, 其原因就是电感电流不能突变。根据U=L×di/dt, 如果合闸时正弦电压最大则可以平稳过渡;一旦不在此相位, 特别是在过零位电压时, 必然产生巨大的电流强迫变压器电流过渡到正弦波形, 这个电流就是励磁涌流。

一般情况下, 三相变压器的励磁涌流有以下特点: (1) 由于三相电压之间有120°的相位差, 因而三相励磁涌流不会相同, 任何情况下空载投入变压器, 至少在两相中要出现不同程度的励磁涌流。 (2) 某相励磁涌流可能不再偏离时间轴一侧, 变成了对称性涌流, 其他两相仍为偏离时间轴一侧的非对称性涌流。对称性涌流数值比较小, 非对称涌流仍含有大量的非周期分量, 但对称涌流中无非周期分量。 (3) 三相励磁涌流中有一相或两相二次谐波含量比较小, 但是至少有一相比较大。 (4) 励磁涌流波形存在间断角, 其中以对称性涌流的间断角最小。 (5) 励磁涌流中含有直流分量和高次谐波分量, 随时间衰减, 其衰减时间取决于回路电阻和电抗, 一般大容量变压器约为5~10 s。

鉴于主变直流电阻测试所产生剩磁的危害, 必须采取措施予以解决。

4 防范措施

由上述分析可知, 变压器直流电阻测试会使变压器铁芯上产生剩磁, 该剩磁使变压器投入时产生最大7~9倍的励磁涌流, 对电力系统的稳定可靠性都会带来严重威胁。如何把变压器的励磁涌流降低, 长期以来一直是从事电力工作的人员研究的一项重要课题。现结合以上案例及笔者在工作中所掌握的一些防范励磁涌流的知识略作总结, 希望能给大家带来一点帮助, 以下是针对直流电阻测试所带来的危害采取的防范措施:

(1) 主变直阻测量测试电流不得超过20 A。避免引起绕组剩磁过大, 及绕组发热等影响。直阻试验完毕后, 需调换极性对变压器绕组再进行一次充电 (电流为测试电流的1/10) , 用其所产生的磁通抵消测试验时所产生的剩磁, 避免剩磁过多, 励磁涌流造成影响。该措施消磁效果一般, 但可消去大部分剩磁;

(2) 在主变进行预试后的首次零起升压时, 手动调节励磁电流缓慢升压至其高压侧额定电压, 再降至零, 这样升降2次即可, 然后再按正常程序操作, 该措施消磁效果良好;

(3) 加装智能涌流抑制器, 对合闸相位、励磁涌流的大小都能进行控制, 虽直流电阻测试在变压器铁芯上产生剩磁的极性和大小都无法测得, 但涌流抑制器可控制合闸相角, 最大限度地减小励磁涌流。深圳市智能设备开发有限公司生产的SID—3YL型涌流抑制器已在红海湾等电厂使用, 效果良好, 能可靠地将励磁涌流控制在允许范围内。

5 结语

本文简要介绍了变压器直流电阻测试的目的、产生剩磁的原因及危害, 并以励磁涌流引起发电机误上电保护动作的电力事故为实例, 进一步对其进行深入分析和探讨, 最后提出了几点防范由变压器直流电阻测试引起的发电机保护误动作的具体措施, 具有一定的可操作性。鉴于变压器投运时励磁涌流的复杂性和发电机保护原理的深奥性, 本文只简要介绍了变压器直流电阻测试产生剩磁进而产生励磁涌流的原因以及危害, 接着以励磁涌流引起发电机误上电保护动作的电力事故为实例而仅就一些共性现象进行了阐述, 希望能为同行们提供一点借鉴和参考。

参考文献

[1]王维俭.电气主设备继电保护原理与应用[M].中国电力出版社, 2002

[2]陈忠.降低励磁涌流不良影响的措施[J].电力系统保护与控制, 2009 (23)

[3]张保会.电力系统继电保护[M].第2版.中国电力出版社, 2010

发电机保护措施 篇2

关键词：纵差保护,电流互感器,变比,饱和

0 引言

发电机纵差保护简单可靠, 动作速度快, 是发电机相间短路的主保护, 该保护是利用短路故障时机端和中性点侧不平衡电流实现的。目前大型水轮发电机均采用多分支结构, 使得机端和中性点CT变比不一致。由于发电机容量大, 发电机机端故障时, 流过CT一次侧的短路电流很大, 将会使两侧CT或中性点侧CT发生饱和, 影响保护动作行为。因此, 本文利用MATLAB对CT特性进行了仿真分析, 分析了CT饱和对保护动作特性的影响及采用的预防措施。

1 仿真模型

利用MATLAB中的PSB模块建立CT仿真模型。PSB作为电力系统专用分析工具, 具有可视化特点, 可直接从库中选择所需元件, 搭建对象模型, 修改参数, 即可开始仿真分析。

基于MATLAB的电流互感器饱和模型是由饱和变压器实现的, 电流互感器饱和仿真模型如图1所示。该模型参数包括互感器变比 (2000/5) 、额定容量、频率、一次侧参数、二次侧参数、饱和性等。其饱和效应通过磁化曲线准-i实现。利用交流电压源和受控电压源来模拟一次电流的周期分量和非周期分量。

2 CT饱和的仿真分析

取一次电流考虑非周期分量的大小, 暂态电流幅值, 二次负载大小对电流互感器饱和的影响。

2.1 非周期分量大小对CT饱和的影响

由一次电流的表达式可知, 短路电流由周期分量与非周期分量两部分组成。若幅值大小确定, 则短路电流的成分和比重与短路时刻的相位角有关。取电流相位角α为0°、30°、90°时CT电流波形如图2 (a) 、 (b) 、 (c) 所示。

分析图2, 可得到:

1) 非周期分量比重较大时, 电流互感器会出现暂态饱和的现象, 而互感器饱和会导致二次电流曲线产生奇异点, 出现畸变现象。

2) 无非周期分量时, 互感器直接进入稳态饱和。

3) 互感器暂态饱和的程度, 与电流中非周期分量的比重呈正相关的特性。

2.2 暂态电流幅值的影响

分析暂态电流幅值大小与电流互感器饱和之间的关系, 取非周期分量为0, 暂态电流幅值Im=10 000 A, 50 000 A时CT电流波形如图3 (a) ~图3 (b) 所示。

由图3可以看出:一次电流的幅值与互感器饱和程度正相关。幅值越大, 饱和越严重, 与之相对的饱和时间就更短, 继电保护愈加困难。

2.3 二次负载对CT饱和的影响

取二次负载R=4Ω、10Ω时CT电流波形如图4 (a) 、图4 (b) 所示。

由图4可以看出:

1) 当载荷为纯电阻, 稳态情况下, 若不到波峰, 磁通就已经饱和, 则饱和状态持续不变, 没有感应电动势, 二次电流迅速降低到零。一次电流全部消耗于该饱和状态, 直至电流降为零。曲线在后半个波段迅速降低为零, 像被砍去一段。

2) 电阻大小与饱和所需时间呈负相关特性。电阻越大, 到达饱和状态所需时间越短, 因此CT饱和严重。CT特性更差, 二次电流曲线畸变更甚。

3 CT饱和对发电机纵差保护的影响

建立图5所示单机-无穷大系统, 仿真CT饱和对发电机纵差保护的影响。

模型假设:只考虑CT饱和对差动保护影响, 假设发生外部故障时发电机机端和中性点电流相等, 中性点侧电流在各分支平均分配。机端装设CT, 并将每相引出5分支, 2、3分支组合装CT, 仿真机端CT不饱和, 中性点侧CT饱和时电流波形如图6所示。

将仿真分析的电流数据进行差分傅氏变换, 代入常规比率制动判据得:

1) CT轻度饱和时, 由于外部短路电流比较大, 产生较大的制动电流, 而差动电流较小, 保护能够正确动作;

2) CT中度或严重饱和时, 产生很大差动电流, 制动电流已经不能满足要求, 保护误动。

4 防止CT饱和的措施

4.1 提高电流互感器变比

由前面仿真分析知:一次电流越大, 铁芯饱和越严重。增大电流互感器的变比, 实际上是减小外部最大短路电流倍数, 降低电流互感器的饱和程度。因此, 大型水轮发电机机端CT整定不按照负荷电流的大小确定保护的CT变比, 而是按照需要加装继电保护的地方可能产生的电流最大值、互感器本身特性来决定变比。

4.2 减小CT的二次负载

由前面仿真分析知:减小二次负载, 可以降低CT饱和程度。CT的主要外载荷就是二次回路的电阻, 工程中将保护设施就近安装, 可在很大程度上降低CT的二次负载, 减少饱和现象出现的可能性。如此亦能简化安装回路, 使供电的可靠性大大提高。

降低互感器的二次电流幅值。已知能耗与电流大小的平方呈正相关特性, 若电流幅值降低n倍, 在负载大小不变时, 能耗降为1/n2, CT饱和大大改善。

4.3 采用抗饱和能力强的保护原理

针对CT饱和时制动电流减小的特点, 采用多折线比率制动。制动曲线中, 使制动系数与电流大小正相关, 电流小, 系数小, 反之亦然。在互感器饱和状态时, 制动系数大, 工作区域窄, 有效避免互感器饱和导致误动。

由前面仿真分析知:CT在电流换向的一段时间不饱和, 因此采用采样值差动保护也能防止由于CT饱和引起的误动。

4.4 互感器闭锁饱和

无论是理论分析, 还是仿真结果都表明, 如果故障发生在机组区内, 则一旦故障发生, 差动电流迅速增大。但是故障发生在区外时, 差动电流需要一段时间才会出现饱和。根据故障与差动电流出现的时间点, 可有效区分故障发生地点, 避免外部故障导致保护装置误动作。

5 结语

针对电流互感器 (CT) 饱和会影响发电机纵差保护动作特性问题, 本文利用MATLAB仿真分析了非周期分量大小、暂态电流幅值、二次负载大小对CT饱和的影响, 并建立一次系统模型, 分析了CT饱和对发电机纵差保护的影响。证明了CT在严重饱和时保护确实会误动作。并指出了一些预防CT饱和的措施。

参考文献

[1]吴天明, 谢小竹, 彭彬.MATLAB电力系统设计与分析[M].北京:国防工业出版社, 2004.

[2]张志竟, 黄玉铮.电力系统继电保护原理与运行分析[M].北京:中国电力出版社, 1998.

[3]李海涛, 电流互感器饱和对差动保护的影响及解决方案[D].北京:华北电力大学, 2003.

发电机保护措施 篇3

众所周知, 励磁涌流是由于变压器铁芯磁通饱和所引起的冲击电流, 其大小与变压器等值阻抗、合闸初相角、剩磁大小、绕组接线方式、铁芯结构及材质等因素有关。主变在空载充电时, 充电的电流波形偏向于时间轴一侧的, 为典型的励磁涌流波形。大型变压器在合闸充电时, 由于其电感性加上合闸瞬间供电电压的相角不确定性, 会存在最大7～9倍的励磁涌流, 其原因就是电感电流不能突变。根据U=L×di/dt, 如果合闸时正弦电压最大则可以平稳过渡;一旦不在此相位, 特别是在过零位电压时, 必然产生巨大的电流强迫变压器电流过渡到正弦波形, 这个电流就是励磁涌流。

一般情况下, 三相变压器的励磁涌流有以下特点: (1) 由于三相电压之间有120°的相位差, 因而三相励磁涌流不会相同, 任何情况下空载投入变压器, 至少在两相中要出现不同程度的励磁涌流。 (2) 某相励磁涌流可能不再偏离时间轴一侧, 变成了对称性涌流, 其他两相仍为偏离时间轴一侧的非对称性涌流。对称性涌流数值比较小, 非对称涌流仍含有大量的非周期分量, 但对称涌流中无非周期分量。 (3) 三相励磁涌流中有一相或两相二次谐波含量比较小, 但是至少有一相比较大。 (4) 励磁涌流波形存在间断角, 其中以对称性涌流的间断角最小。 (5) 励磁涌流中含有直流分量和高次谐波分量, 随时间衰减, 其衰减时间取决于回路电阻和电抗, 一般大容量变压器约为5～10 s。

2 案例分析

2.1 案例一

某电厂对#1主变进行充电时, #2发电机出现“差动保护动作”信号。现场检查#2发电机第一套保护装置“差动保护动作”灯亮;检查装置定值, 其整定与最新定值通知单一致, 其中1 pu=5.0 A (二次值) =25 k A (一次值) 。据此可以看出差动保护启动值对应为0.19×25 k A, 即4.75 k A。

G60差动保护特性如图1所示。保护取各侧电流最大值作为制动电流IR, 差动电流Id取两侧电流相量差绝对值。

#2发电机差动保护启动值为0.19 pu, 当制动电流IR介于0～0.19/0.3 pu范围即0～0.633 pu时, 只要差动电流Id>0.19 pu保护即动作;当制动电流IR介于0.633～1.0 pu范围时, 差动电流Id>0.3×IRpu时保护动作;当制动电流IR>3.0 pu时, 差动电流Id>4×IRpu时保护动作;在制动电流介于1.0～3.0 pu范围时, 为防止区外穿越性故障装置动作, 曲线为一光滑的变斜率曲线。

如图2所示, 由动作记录波形可以看出, 以保护动作时为0 s, 保护动作前约422 ms#1主变厂变充电。这时, #2发电机由于励磁调节器的作用, 自动增加无功输出, 以满足#1主变运行时所需的无功;保护动作前约32 ms, B相两侧电流开始有偏差并逐步增大 (正常时二者仅相差一个励磁变的电流, 装置无法反映出该差流) ;保护动作时刻, B相机端电流为15 266.12 A、∠-119.52°, B相机尾电流为16 628.99 A、∠-138.97°, 由#1主变厂变充电产生的励磁涌流 (主要是二次谐波) 引起的差动电流为4.980 5 k A, 即Id=0.199 pu, 制动电流为16.748 k A, 即IR=0.669 pu, 此时Id/IR=29.7%, 满足动作条件, 因此B相差动保护动作。

2.2 案例二

某电厂向#2主变及#2厂变充电, 在合上2900断路器后, #1机组由于发电机差动保护P343动作而MFT全停;发电机出口CT, A、B相电流与发电机中性点CT, A、B相电流, 在事发时电流大小相位一致;而C相虽然电流大小一致, 相位却相差了92-109=-17°, 在这个相位差的作用下引起的电流差值为0.76 A, 大于差动保护的动作差流整定值0.7 A, 从而引起差动保护出口跳闸, 动作正确。

3 事故原因分析

前文提到了励磁涌流的特点致使其数值大小不能确定, 再加上发电机差动保护两侧CT不匹配等原因, 就会导致相邻运行发电机差动保护动作。

分析上述2个案例, 可以得到以下事故发生的共同点: (1) 直接原因:因变压器在充电时励磁涌流过大所引起。 (2) 间接原因:一是发电机差动保护整定值过于保守, 在系统出现大扰动时, 就会第一时间切断和保护发电机;二是变压器当时的剩磁及其引起的残压可能比较高, 没有对变压器进行足够时间的对地放电等。 (3) 主要原因:发电机出口CT与发电机中性点CT的饱和特性不匹配, 如铁心材料、响应比、误差率、饱和曲线等, 由此引起发电机出口CT和中性点CT出现相位差, 在这个相位差的作用下引起的电流差值大于差动保护的整定值, 从而引起了差动保护出口跳闸。 (4) 差动保护都是只有一相达到动作值。

4 防范措施

由上述分析可知, 变压器空充对相邻发电机组的安全运行乃至电网的稳定可靠性都会带来严重威胁。如何把变压器空充时的励磁涌流降低, 长期以来一直是从事电力工作的人员研究的一项重要课题。现结合以上案例及笔者在工作中所掌握的一些防范励磁涌流的知识作如下总结, 希望能给大家带来一点帮助: (1) 对发电机差动保护定值应综合考虑整定, 根据发电机差动保护动作的起因、结论以及系统参数的变化情况, 对差动保护整定值重新审核计算, 必须将以上所述的相邻变压器充电时引起的励磁涌流现象考虑进去, 以躲过外部最大励磁涌流引起的差流, 同时核算差动保护的灵敏度必须大于等于2; (2) 防范CT参数差异引起的差流, 为了尽量减小励磁涌流对保护的影响, 对发电机2组CT的饱和特性曲线进行精确试验是非常必要的; (3) 在条件允许的情况下可以安装变压器智能合闸相角控制装置, 它能有效降低励磁涌流, 使其最小化; (4) 建议变压器每次充电前先合地刀, 对地充分放电后再受电; (5) 采用分相差动具有比率制动特性、循环闭锁及由负序电压解除循环闭锁的差动保护原理, 保护逻辑如图3所示。

5 结语

本文简要介绍了变压器空充产生励磁涌流的原因、特点以及危害, 接着以励磁涌流引起发电机差动保护动作的电力事故为实例, 进一步对其进行深入分析和探讨, 最后提出了几点防范变压器空充时发电机保护误动的具体措施, 具有一定的可操作性。鉴于变压器空充等继电保护工作的复杂性和发电机差动保护原理的深奥性, 本文难以论述得面面俱到, 而仅就一些共性现象进行了阐述, 希望能为同行们提供一点借鉴和参考。

参考文献

[1]王维俭.电气主设备继电保护原理与应用.中国电力出版社, 2002

[2]陈忠.降低励磁涌流不良影响的措施.电力系统保护与控制, 2009 (23)

发电机保护措施 篇4

我公司主要为采煤机械化成套设备生产配套的防爆电动机。根据GB3836.1-2010《爆炸性环境第1部分:设备通用要求》中对紧固件的要求:紧固件的头在正常使用中易受机械损坏而使防爆型式失效, 宜有保护措施, 如护圈或沉孔。在接线盒生产中, 对紧固件做保护措施时, 常发生难加工、伤及隔爆面等问题。

1 原设计

防爆电机接线盒多是焊接结构件, 上下框板平行、等大, 如图1。

接线盒加工下框板沉孔时, 会损坏上框板的隔爆面, 使隔爆面距离减小, 影响隔爆效果, 如图2。

曾采取过其他方法, 如加工下框板时, 将沉孔一同加工, 然后焊接。但是焊接中变形严重, 使接线盒尺寸超差, 不能使用。还有用数控加工中心加工接线盒上框板沉孔, 加工困难, 刀具损伤大, 耗时严重, 不予采用。在下框板上焊接护圈也会引起严重变形。

2 改进措施

制作螺纹护圈, 如图3。

将接线盒下框板原沉孔处加工为螺孔, 将螺纹护圈拧入, 起到保护紧固件的作用, 如图4。

经过实际应用, 满足连接要求。

3 结语

通过改进, 保护了接线盒隔爆面, 保证了隔爆性能, 取得了良好的效果。

参考文献

发电机保护措施 篇5

1 继电保护在发电厂电力系统中的重要性

在电力系统中, 继电保护的作用可以概括为:减轻或防止设备损坏, 维护系统稳定, 防范电力安全事故, 保证系统供电的连续性。继电保护承担的任务主要包括以下两点:1) 电力系统出故障如短路后, 自动、有选择性的采取措施, 如剔除故障电子元件、跳闸等, 并快速分离无故障部分, 避免进一步损害, 迅速恢复正常运行;2) 如果电气设备出现了运行故障, 那么继电保护可以根据故障情况引发警报, 做出自动化调整动作。如此看来, 在整个的电力系统中, 继电保护能够有效地防范安全事故的发生。

2 发电厂继电保护的类型

主要分为发电机继电保护、变压器继电保护和发电机-变压器继电保护。发电机继电保护有以下几个方面的内容:1) 发电机差动保护, 这种差动保护有两种:完全纵联差动保护以及不完全纵联差动保护;2) 发动机定子接地保护;3) 发电机失磁保护。变压器继电保护可分为:1) 变压器差动保护;2) 变压器中性点间隙过流保护;3) 变压器瓦斯保护。发电机-变压器继电保护又分为:1) 断路器端口闪络保护;2) 发电机-变压器纵差保护;3) 发电机-变压器过励磁保护。

3 发电厂继电保护运行可靠性的增强措施

3.1 做好继电保护验收

继电保护验收工作的质量对电力系统的安全运行具有重要影响, 因此, 必须做好继电保护验收工作。在继电保护调试工作完成后, 须由相关专业人员进行下一步的自检工作以及验收工作, 把验收后的单据交至厂部, 再由检修部门、生产部门以及运行部门进行一系列实验, 例如保护整组实验、开关合跳实验, 检验合格并恢复拆动的压板、接线、元件等, 并由相关人员亲笔签字。若二次回路和保护定值出现变更, 应做好其与相关事项的核对, 记录号装置变动的时间、内容、负责人。保护主设备的改动需进行试运行实验, 如更换差动保护取用C T, 则需进行六角图实验, 合格后方能投运。

3.2 加强巡检

加强继电保护装置与二次回路的巡检是防范事故的必要措施, 也是发电厂值班人员的重要工作。除交接班检查外, 还要安排最少一次全面详细检查。继电保护在进行巡视检查时, 需要注意确保以下几点:1) 确保回路接线无发热、松脱及烧焦;2) 确保压板及开关的位置无误;3) 确保熔断器接触良好;4) 确保继电器结点良好, 无明显烧损与抖动, 线圈与附加电阻无过热;5) 确保警铃以及光字牌的完好;6) 确保指示灯及运行监视灯正常;7) 微机在打印机动作后进行自动检查, 报告参数以及时间, 若有异常情况则会通知继电保护工作人员进行下一步地处理。

3.3 提高相关工作人员技能, 不断学习理论知识

首先, 相关工作人员需要认真地学习相关理论原理以及二次图纸, 能够遵守继电保护相关规程进行操作;进行投入动作以及退出动作时, 要参考设备调度的大小范围, 具备调度的条件。为提高保护投退的准确性, 还要在运行规程内加入保护名称、时限、压板、压板使用及保护所跳开关的说明。

其次, 运行人员的操作知识主要是在培训学习中掌握的, 除规程中的明确规定外, 还应掌握以下方面:线路过功率切机保护;主变开关保护、重瓦联跳主机保护等。

最后, 当继电保护运行中存在缺陷或异常时, 要对可能引起误动的保护退掉出口压板, 并通知继保人员。当存在以下异常情况时, 须及时退出:装置故障异常信号发出后无法复归;母差不平衡电流不为零;定期通道试验的参数不符合要求等等。

3.4 分析好保护动作

当保护动作跳闸后, 禁止立即复归掉牌信号, 而是要先判明动作原因并做好记录, 然后在送电之前复归掉牌信号, 恢复设备的运行。事后, 应对保护动作进行充分分析, 并做好记录, 内容主要包括:专业分析, 专业评价、岗位分析及结论。一旦发现保护装置出现不正确动作, 则应立即组织人员前往现场检查并实施分析处理, 采取防范措施, 避免再次发生同类事故。

3.5 加强技术改造

首先, 对于直流系统来讲, 直流电压一般具备很大的脉动系数, 这就会出现微机保护不正常以及晶体管动作不正常等问题, 对此, 可以将硅整流装置进行改造, 整理成集成电路硅整流装置, 提高装置的可靠性高, 降低整流输出交流的分量。潮湿的天气条件, 经常出现直流失电现象, 对此, 可以把升压站外端子箱内那些易出现老化现象的端子更换成较为耐用、不易老化的陶瓷端子, 来提高其二次的绝缘程度。还需核对二次回路, 逐步分开控制、信号、保护、合闸以及热工回路。开关室内, 也可加装熔断器分路开关箱, 以方便查找直流失电并采取措施, 防止保护误动作。其次, 对于功能不全、超期服役或缺陷较多的整流型、晶体管型线路保护, 可使用C KJ或C KF集成电路、微机线路代替。也可用多功能集成型PM H-42/13母差保护代替220k V母线保护, 这样一来, 动作保护的速度得到了提升, 能够较快地除去故障, 保障维护整个系统的稳定性、安全性。第三, 可用干簧接点瓦斯继电器代替水银接点瓦斯继电保护器, 用集成型静态继电器代替低电压电磁型继电器。最后, 对于模糊不清的继电器接线标号头、老化的二次回路等, 要进行重新标识, 使其清晰、准确。

4 结语

综上所述, 我国电力事业要想取得快速发展, 需要电力设备有一个安全的、稳定的运行环境, 为此保障继电保护运行可靠性意义重大。在厂家制造以及选购继电保护装置的过程中, 一定需要把好质量关, 对其传动、验收工作也要严格实施, 提高供电稳定性, 使电力部门在社会发展中发挥出应用的效用。

参考文献

[1]刘祥, 刘洁.关于电力系统继电保护运行的可靠性的研究[J].科技资讯, 2013.

[2]孙友江.火力发电厂如何提高继电保护运行的可靠性[J].魅力中国, 2010.

[3]夏蕾, 刘亚林, 刘亚伟.浅谈供电系统继电保护的可靠性[J].科协论坛 (下半月) , 2010.

[4]夏孟强.火力发电厂运行中如何提高继电保护运行的可靠性的探讨[J].中国新技术新产品, 2009.

发电机保护措施 篇6

关键词：火力发电机组,继电保护,可靠性,改善措施

通常情况下来说, 电力系统是一个非常复杂的运营系统, 在这系统的正常运转过程中, 继电保护装置发挥着不可替代的重要作用。通过继电保护装置可以大大提高电厂对于意外故障大的反应能力, 从而在最大程度上保护重要的电器设备。

一般情况下, 火力发电机组继电保护主要通过预警、隔离和跳闸等具体的步骤来实现, 为了在最大程度上保证火力发电机组的高效运转, 我们必须要加强火力发电机组继电保护可靠性影响因素的相关分析和研究, 并积极采取有效的措施改善火力发电机组继电保护可靠性。

1 火力发电机组继电保护可靠性影响因素分析

通常情况下来说, 火力发电机组继电保护是一个复杂的系统性工程, 其具体的可靠性受到很多因素的影响, 总体来看, 火力发电机组继电保护可靠性影响因素主要有以下几个方面。

1.1 自然雷

自然雷是影响火力发电机组继电保护可靠性的重要的不可抗因素, 自然雷产生于大自然, 对电厂的相关电力设备的破坏力非常大, 因此自然类对火力发电机组继电保护可靠性具有直接的重大影响[1]。另外, 如果自然雷电形成了一个区域, 那么处在这个区域下的供电系统救护受到整体性的破坏, 甚至出现严重的事故。

1.2 直流电源

一般情况下, 直流电源对电厂的相关电气设备具有非常重要的影响, 直流电源能够形成一种非常强大的干扰效应, 这种干扰效应一旦超出了发电厂的潜力电位数值, 那么就会进一步对整个继电保护装置产生持久的破坏, 严重损害火力发电机组继电保护可靠性, 因此, 直流电源也是火力发电机组继电保护可靠性重要影响因素。

1.3 电磁场

通常情况下来说, 在电压比较强以及高频电流的地方往往会形成比较强大的电磁场, 这种电磁场的存在能够表现出较大的干扰, 导致相关的保护装置出现严重的异常状况[2]。如果电磁场的干扰过于强大, 就会使得继电保护装置的正常操作无法进行, 进而很容易引发严重的事故, 影响供电的进行。因此, 电磁场也是火力发电机组继电保护可靠性重要影响因素。

2 目前火力发电机组继电保护存在的主要问题

笔者对江苏省徐州市地区的火力发电机组进行了调查研究, 发现目前火力发电机组继电保护仍然存在着一定的问题, 主要体现在以下两个方面。

2.1 继电保护设备的质量存在问题

通过实际的调查和研究发现, 目前江苏省徐州市地区的部分火力发电机组的继电保护设备存在着一定的问题。首先, 在对相关的继电保护设备进行选择和购买的实际过程中, 没有严格按照相应的规范要求进行购买, 导致继电保护设备不符合相关规范的要求。其次, 部分继电保护设备在使用的过程中, 缺乏良好的保护和修理, 导致设备的质量出现老化, 从而产生了各种质量问题。

2.2 相关操作人员的综合素质有待提高

火力发电机组的继电保护设备的良好运行, 在很大程度上取决于相关操作人员的实际操作水平, 然而由于种种因素的影响, 目前江苏省徐州市地区的很多火力发电机组的继电保护设备的相关操作人员的操作水平有待提高。某些特别关键的岗位由非专业的操作人员进行值守, 当继电保护装置出现不同的问题时, 不能在第一时间采取积极有效的措施, 从而引起故障的扩大和蔓延。总体来看, 相关操作人员的综合素质有待提高是目前火力发电机组继电保护方面存在的主要问题之一。

3 改善火力发电机组继电保护可靠性的具体措施

针对目前江苏省徐州市地区的火力发电机组继电保护存在的主要问题, 我们应当积极采取有效措施, 努力提高火力发电机组继电保护可靠性。

3.1 努力加强继电保护的管理和监督

为了真正提高火力发电机组继电保护可靠性, 我们必须要加强管理和监督。首先, 我们一定要按照相应的规范要求来进行继电保护的相关操作, 对各种继电保护装置以及电气设备的说明书进行仔细阅读和认真研究, 通过加强检查和管理, 避免操作不当引起的设备损害, 提高火力发电机组继电保护可靠性。其次, 我们要进一步健全火力发电机组继电保护的相关管理和监督机制, 提升管理和监督水平, 真正做好火力发电机组继电保护的管理工作, 保证其稳定性和可靠性。

3.2 积极做好相关设备的维修和更换

相关设备的实际质量对于火力发电机组继电保护可靠性具有决定性的影响, 因此我们必须要采取积极的措施, 做好相关设备的维修和更换[3]。首先, 我们在日常巡查过程中要善于发现设备存在的问题, 并在第一时间进行修理, 保证设备的正常运转。其次, 对于那些功能损害或者过于陈旧的设备, 我们要及时进行相应的更换, 确保火力发电机组继电保护可以正常工作, 保证火力发电机组继电保护的可靠性。

3.3 着重做好继电保护装置二次回路的巡查

通常情况下而言, 二次回路在火力发电机组继电保护可靠性方面发挥着十分重要的作用, 因此我们必须要着重做好继电保护装置二次回路的巡查, 这是避免火力发电机组继电保护出现问题和故障的有效措施。具体来说, 我们要对压板开关的位置进行仔细检查, 确定回路的接线是否有发热和松散的状况, 同时要注意对回路的内部熔断器进行检查, 还要做好光子牌和相关参数的检查, 一旦发现任何问题, 便及时采取有效措施, 保证继电保护装置二次回路的正常运行。

3.4 积极提高相关操作人员的综合素质

如上文所说, 相关操作人员的综合素质对于火力发电机组继电保护可靠性具有决定性的影响, 所以我们必须要采取积极措施, 提高相关操作人员的综合素质。具体来看, 我们首先要加强教育和宣传, 使相关操作人员的技术理论水平得到有效提高, 从而使他们能够更加适应工作的具体需求。其次, 我们要加强相关的培训和考核, 努力提高相关操作人员的实际操作水平, 促进他们能够对火力发电机组继电保护装置进行熟练操作。第三, 我们要通过教育和宣传以及树立榜样的手段, 提高操作人员的思想道德水平, 使他们能够更加积极主动, 更加负责任地参与到火力发电机组继电保护的工作中来, 提高火力发电机组继电保护的可靠性。

3.5 做好继电保护定值执行工作

继电保护整定计算过程中, 通常只考虑正常运行, 然而特殊运行方式下的保护定值也应当进行优化调整, 对运行方式进行合理的安排, 不单独下发定值。比如, 110k V线路新投运时, 如果电流互感器极性接反且区内故障发生时, 距保护、零序过流保护, 均因有方向元件而出现拒动现象。该情况下, 需在线路供电前退出零序保护方向元件, 互感器极性测试正确后再投入零序保护方向元件。对保护定值进行临时修改, 并且在运行方式以及启动方案中对其进行明确。

4 结论

本文通过对火力发电机组进行调查研究, 发现目前火力发电机组继电保护过程中存在的问题与不足, 比如继电保护设备质量问题、操作人员自身的素质和业务技能有待提高等问题。笔者认为应当在继电保护管理、监督方面下功夫, 做好设备维修与更换, 对继电保护装置二次回路进行严格巡查, 提高操作人员的素质和技能, 以此来提高火力发电机组继电保护的可靠性。

参考文献

[1]刘洪杰.影响火力发电厂继电保护可靠性因素及改善措施探究[J].科技创新与应用, 2015, 29:161.

[2]常滨, 张学源, 刘敬.浅谈火力发电厂1000MW机组继电保护技术[J].科技创新导报, 2012, 14:75.

发电机保护若干功能调试 篇7

电力系统的安全稳定运行与日新月异的社会发展紧紧联系着, 大型发电机作为现代电力系统的重要组成部分之一, 它造价昂贵, 一旦发生故障, 将有可能造成整个电力系统的瘫痪, 给国民经济造成直接或间接的巨额损失。因此对大型发电机组的可靠性、灵敏性、选择性和快速性提出了更高的要求。

对于大型发电机组, 可能会发生的故障有定子绕组故障、励磁回路 (转子绕组) 故障, 主要的异常工况有过负荷、过流、过励、逆功率、失步误上电、频率异常等。针对上述故障, 经过电力工作者长期的研究, 目前发电机保护主要配置以下保护:发电机差动保护、发电机定子匝间保护、发电机复合电压过流保护、发电机定子接地保护、发电机对称过负荷保护、发电机负序过负荷保护、发电机失磁保护、发电机失步保护、发电机过电压保护、发电机过激磁保护、发电机逆功率保护、发电机频率保护。本文的主要研究是充分利用资料及结合沙河电厂实际工程配置, 对发电机保护的原理及校验方法进行逐一阐述。

二、保护的原理及校验方法

(一) 差动保护。

比率差动动作特性如图1所示。

发电机保护装置配置的发电机差动保护以差动各侧的电流标幺值 (有名值/Ie) 计入计算的。 (各侧的电流标幺值=各侧的实际电流值÷各侧的额定电流) 发电机差动保护的机端和中性点电流为同极性 (0o) 接入装置, 差动电流Id和制动电流Ir计算公式如下:

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(二) 发电机后备保护。

1.纵向零序电压保护试验。

当发电机匝间专用TV2一次断线时, 闭锁定子匝间纵向零序电压保护 (其闭锁判据详见技术说明书) 。调试电压、电流, 试验装置电压A相接TV1、TV2;B相接TV2中性点电压。电流a相接发电机机端电流。加入UA=20V (满足发电机机端TV1、TV2有大于U2set的负序电压, 防止装置发TV2断线闭锁匝间保护) , 相电流制动取自发电机机端最大相电流Imax。

发电机机端任意相加IA< 3.39A时, 则Im=IA。 有Uz>Uzd×[1+2×IA) /Ief]=3× (1+2IA/ Ief) =3+6 IA/ Ief;

当IA≥ 3.39A时, 则Im= (Imax-Ief) +3I2= ( IA -Ief) +IA=2IA-Ief,

有Uz>Uzd×[1+2×Im) /Ief]=3× (1+2 (2IA- Ief) /Ief) =12IA /Ief-3。

2.发电机定子接地。

基波零序电压报警试验报警段动作判据:中性点零序电压Un0>U0zd。基波零序电压定子接地保护, 动作于报警时, 报警定值为“基波零序电压”定值, 延时为“零序电压保护延时”, 不需通过压板控制, 也不需经机端零序电压和主变高压侧零序电压闭锁。在发电机中性点零序电压输入端子上, 递加单相电压, 直到保护动作。

3.发电机转子接地。

转子一点接地保护反映发电机转子对大轴绝缘电阻的下降。合上屏后顶部左端的转子电压输入小空气开关, 从相应屏端子外加直流电压220V (请确认输入端子, 严防直流高电压误加入交流电压回路) , 将试验端子 (内含20kΩ标准电阻) 与电压正端短接, 测得试验值, 将试验端子与电压负端短接, 试验值。

整定“一点接地灵敏段电阻定值”或“一点接地电阻定值”为20kΩ以上 (如20.5kΩ) , 如上正常加入直流电压, 将试验端子与电压正端 (或负端) 短接即可, 相应的“一点接地灵敏段报警”或“一点接地报警”信号发出, 无需外加电阻进行试验。在“一点接地报警”发出信号延时15s, 装置发出“转子两点接地保护投入”信号, 将大轴输入端与电压负端 (或正端) 短接 (注:与“一点接地”试验时短接端相对) , 若“两点接地二次谐波电压投入”控制字置0, 则“两点接地”保护跳闸出口;若“两点接地二次谐波电压投入”控制字置1, 则“两点接地”不出口跳闸, 在机端TV1加单相3倍定值U2.2w的二次谐波电压, 此时“两点接地”保护跳闸出口。

4.发电机功率保护。逆功率的意思就是发电机从系统吸收功率, 变成电动机运行, 即是有功功率变负。合理设置电压电流大小, 以及电压电流的角度, 变量为电流Iab, 电流角度为0o, 电压角度为100o, 在第二象限, 有功功率是负的。假如电流角度放0o不变, 那么电压角度为90o<Φ<270o时有功都为负的, 在此范围都可以做此试验。

程序逆功率保护与一般逆功率的不同在于要判断“主汽门位置接点”是否闭合, 所以首先得用短接线将“主汽门位置接点”开入接入, 以给保护一个主汽门关闭的信号, 其余的定值的校验采用上面的方法试验即可。

5.发电机误上电保护。初始状态机端TV1加三相正序电压, 电压频率低于频率闭锁定值45 Hz, 主变高压侧电流 (I分支) 、发电机机端电流和中性点电流都要通入电流, 每侧只需加入一相电流即可, 同时突然变化量达定值, 保护即动作。

实验方式:一是模拟“发电机盘车时, 未加励磁, 断路器误合, 造成发电机异步起动”:投上压板“经低频闭锁”, 不加电压, 突加主变高压侧、发电机机端、中性点的电流。二是模拟“发电机起停过程中, 已加励磁, 但频率低于定值, 断路器误合”:投上压板“经低频闭锁”, 加电压, 频率低于闭锁值, 突加主变高压侧、发电机机端、中性点的电流。三是模拟“发电机起停过程中, 已加励磁, 但频率大于定值, 断路器误合或非同期”:投上压板“经低频闭锁”和“经断路器位置闭锁”, 加电压, 频率大于闭锁值, 突加主变高压侧、发电机机端、中性点的电流。

三、结语

本文通过对发变组保护原理的研究, 并结合沙河电厂600MW火力发电机组保护实际情况, 对大型火力发电机组发变组的几种保护的校验作出分析, 通过保护装置的校验, 确保装置符合正常运行的标准, 使电厂安全稳定地运行, 做到保护装置的可靠性、灵敏性、选择性和快速性。

参考文献

[1].王爱琴.大型发变组保护的研究与应用[D].浙江大学, 2009