大型发变组保护的研究与应用

蒋锋

摘 要：当前，随着我国国民经济的不断发展，对电力系统的运行安全性也提出了更高的要求。其中，大型发变组是整个电力系统的重要组成部分，其结构复杂，造价较高，一旦出现故障，检修期十分长，直接给电力系统的正常运行造成严重困扰，出现较大的经济损失。基于此背景，提高大型发变组的运行可靠性具有必要性，如何做好其保护配置成为行业内的重要研究课题。本文主要针对大型发变组保护的研究与应用展开了具体的分析。

关键词：大型发变组保护；原则；特点；应用

大型发变组的运行可靠性在一定程度上直接决定了电厂的运行情况，因此提高大型机组灵敏性、选择性以及可靠性具有重要意义。但是，在实际的运行过程中，大型发变组往往存在一些故障或是不正常的运行方式，此时若是不能及时将故障点切除或是隔离，则必然会给机组带来严重的危害，甚至是巨额损失。因此，加强大型发变组保护的研究势在必行。

1 大型发变组保护配置的原则

在发电厂中，大型发变组的结构十分复杂，这也就导致其极易出现各种故障或是异常运行工况，对此必须加强大型发变组保护，通过安装多达几十种功能的继电保护，相互配合，确保发变组运行安全。

目前，国内外对于大型发变组保护方案多种多样，但都需遵循以下基本原则：一是确保各部分的保护功能配备完善，能够既是反映各种故障与不正常运行问题。二是确保采用的保护原理性能优良，具备成熟的运行经验，可行性强。三是一个完整的保护系统必须具有双重化特性，从而保证保护不拒动可靠。四是保证组屏合理，双重化保护系统、电气量与非电气量保护均需分屏设置，从而确保发变组在不停运的情况下，也能够对任意一套保护系统开展相应的检修工作。此外，二次回路的设计必须简洁、精确，保证接线的可靠性。五是，整个保护系统的结构应尽可能的简单，由于良好的通信组网功能，保护功能的投退与整定操作简单、清晰，支持现场调试，维护便捷。六是做好保护出口设计，提高配置的灵活性，从而能够满足紧急情况下的动作要求，并可以按照实际情况进行合理的调整[1]。

2 大型发变组保护的研究与应用

本文主要针对REG216保护来具体分析了大型发变组保护及其应用。REG216保护是一种数字式保护方法，近些年在电力系统中得到了较为广泛的应用，下文主要针对其配置、参数整定、部分保护以及具体应用效果进行了探讨。

2.1 保护配置及其特点

在使用REG216保护时，主要应用的是模块化设计方法，在系统内部的永久存储软件中，提供各项保护功能。其中，每一个特定的保护功能都能够单独选择、激活以及设定；不同保护方案内，一项保护功能能够多次应用；可利用逻辑矩阵来对保护跳闸方式进行选择，利用PC机的人际对话来对保护动作定值、跳闸矩阵进行设置；整个装置的运行过程中可进行连续自检，一旦找到错误即会自动闭锁保护出口；可对故障波形进行自动录取，并编制相应的文档记录，实现和站控的通讯与配合[2]。

2.2 参数整定

在进行保护系统参数整定与控制时，主要是利用PC机通过菜单的形式来完成一系列的操作，其主要包括：参数整定、定值记录，测量值、事件、故障录波显示及其记录、打印。

2.3 REG216部分保护

当前，根据我国在大型发变组保护配置方面的要求，每台机组必须配备两套REG216C保护，以实现双重保护，其主要包括：纵差保护、失磁保护、失步保护、定子接地保护等等，下文主要针对一些特殊保护原理进行了探讨。

2.3.1 纵差保护

当前，我国使用较为普遍的是两折线、三折线比率制动原理，而REG216发电机纵差保护主要应用的是新型标积制动原理的比率制动式差动保护，其可不考虑CT断线闭锁差动保护。新型标积制动原理的比率制动式差动保护的应用，能够有效减少CT外部短路过程中纵差保护不平衡电流的增加量，即使内部短路导致电流流出，但依旧具有高度的灵敏性[3]。如下图1所示即为制动特性曲线示意图。

如上图1所示，I1、I2的正向表示的是流入被保护设备，差动电流的具体定义如下：

Id=|I1+I2|

制动电流定义为：

IH=■

式中：？兹表示的是I1、-I2的相位差，？兹=∠（I1、-I2）。若是-90°？弁？兹？弁90°，也就是cos（？兹）？厶0时，则IH≠0，具有制动作用，即为外部短路一般特性；若是90°？弁？兹？弁270°，也就是cos（？兹）<0时，则IH是虚数，使IH=0，则不具有制动作用，即为内部短路一般特性。

2.3.2 定子接地保护

当前，國内外很多厂家主要通过正常运行时发电机机尾和机端的三次谐波零序电压的比值作为故障判断的依据，但是由于实际的运行方式存在差别，也就导致机端电压以及有功、无功功率都存在一定的变化，所以此类保护必然具有缺陷。而REG216定子接地保护主要应用的是组合式三次谐波电压继电器，其能够在空载的情况下，对机尾三次谐波进行测量；在满载的情况下，对机端三次谐波进行测量，并以1.5倍返回系数整定机尾低电压，而机端过电压整定100%定子接地保护。

2.3.3 PT断线保护

当前，国内外使用较多的PT断线原理主要是通过零序电压、负序电压以及部分外加电流来对PT断线故障进行有效的判断。但是，由于不同的PT二次负载差异十分大，因此保护装置无法判断PT断线原因是一次熔丝熔断，或是二次回路异常，以致于装置无法正常进行告警。REG216保护则主要应用了比较式原理，该保护装置的应用过程中，可以分别从两个PT将电压输入，若是同一相电压的差值大于定值，则会出现保护动作，闭锁相应的故障电压源所连保护。该种保护方式能够按照不同的PT二次回路特性整定电压差定值，从而达到各种目的。

2.4 实际应用效果

某电厂为其4×600WM发电机、主变压器分别配置了两套REG216保护系统，当前其已经投入到实际运行中，工作正常，纵差保护、失磁保护、失步保护、定子接地保护效果良好。

3 结束语

综上所述，电力行业的进步在一定程度上促进了发电机变压器组的大型化发展，实现了发电成本的有效下降，但是大型发变机组的维修较为困难，对于运行可靠性的要求也就更高。对此，必须确保大型发变机组保护系统的应用有效性与可靠性，其中REG216数字式发变组保装置的应用较为广泛，效果也十分良好，值得推广。

参考文献

[1]栾玉波，房培峰，翟大海.大型发变组保护双重化配置的问题分析[J].国网技术学院学报，2003，2：39-42.

[2]胡恩俊.大型发变组保护的配置和应用[J].华东科技：学术版，2013，2：253-253.

[3]王永霞.大型发变组差动保护的研究[J].中国新技术新产品，2011，15：143-143.