火力发电厂提高继电保护运行可靠性的技术分析

何 靖

（国家能源集团谏壁发电厂，江苏 镇江 212000）

0 引 言

随着电力系统的不断发展，火力发电厂继电保护装置的运行效果受到了更多的关注。对于继电装置误动、拒动等现象要开展针对性处理，降低电力系统运行阻碍问题的发生率，促进经济效益和安全效益的和谐统一。

1 影响火力发电厂继电保护运行可靠性的因素

在火力发电厂继电保护管理控制工作中，继电保护出现的异常现象会对整个电力系统机组电气设备的实际应用水平产生影响，造成局部损坏或大范围停电等问题。

1.1 继电保护装置自身因素

通常而言，火力发电厂的继电保护装置会采取微机保护的处理方式，包括硬件内容和软件内容。对应的硬件内容由若干个电子元件组成，任何加工中存在的质量异常问题都会对后续使用造成影响。而软件方面的隐患则主要集中在设计层面，其不合理的问题会使得电力系统运行的可靠性大幅降低。

1.2 定值因素

在火力发电厂运行管理过程中，如果出现电网结构变动或基础运行模式改变的情况，继电保护管理人员没有结合实际情况进行最新接口定值参数和系统等级参数的改良，必然会出现装置定值不匹配的现象[1]。

1.3 人为因素

安装阶段，继电保护工作人员没有严格按照设计图纸开展相应的安装处理工作，会造成二次回路接线等过程的失效。调试阶段，操作人员缺乏安全意识，调试工作没有满足安全要求。运行阶段，操作人员对继电保护设备存在的异常现象没有及时妥善处理，造成项目漏检或逾期处理。

2 火力发电厂提高继电保护运行可靠性的技术内容

2.1 落实机组应用保护技术

2.1.1 纵联差动保护技术

针对火力发电厂继电保护装置的管控工作，要充分分析其可能存在的问题，然后针对故障采取相应的处理技术。纵联差动保护技术能对变压器一次电流和二次电流的数值、相位等进行集中保护，避免变压器和引出线之间的相间短路问题、大电流接地系统单相接地短路问题出现[2]。纵联差动保护系统构成如图1所示。

图1 纵联差动保护系统构成

电网纵联差动保护过程中，被保护线路的首端和末端电流本身具有大小相同、相位一致的特点，能对整条线路予以保护，实现全线速动。纵联差动保护原理如图2所示。

图2 纵联差动保护原理

当流入差动回路的电流超出差动继电器起动电流时，差动继电器保护动作较为明显，并且瞬时发出跳闸脉冲，有效断开线路两侧断路器。

纵联差动保护装置中，变压器两侧的电流互感器和继电器是非常关键的组成部分。电流互感器利用串联形成良好的运行环路，继电器直接连接在环路位置上，确保电流继电器运行过程中产生的电流满足两侧电流互感器二次侧电流差值的应用要求。一旦在保护范围内出现异常现象，两侧的电流互感器二次侧电流就能维持一致，从而确保继电器纵向差动电流保护合理可靠。如果出现短路故障，差电流大于0，则继电器动作，保证断路器跳闸处理，提升其整体可靠性水平[3]。

2.1.2 零序过电流保护装置

零序过电流保护装置主要应用在机组运行过程中气压元件保护环节，一旦火力发电厂出现较大的零序电流，就借助零序电流构成接地短路保护装置，更好地维持整个系统运行的稳定性，减少安全隐患，最大程度上提高继电器运行的可靠性。零序过电流保护具体为3段式处理，如表1所示。

表1 零序过电流保护三段式处理内容

2.1.3 复合电压启动的过电流保护

利用负序电压继电器和低电压继电器共同形成电压复合元件，配合相应动作就能维持启动状态。利用电流元件和低电压元件完成低压闭锁过电流保护工作，动作电流Iopl按照变压器高压侧三相短路时最大三相短路电流或避开振荡时流过的最大振荡电流进行整定。

2.1.4 负荷过载保护

对于火力发电厂继电保护装置应用管理工作而言，为了进一步提升其综合应用效能，要设置负荷过载的实时性动态控制技术，以提升其运行稳定性和管理可靠性。保护装置可实现多备用电源的设置，在运行机组电压参数超出限定数值后，就能提供相应的相电流完成机组保护工作。将运行机组的电压参数直接限定在可靠处理范围内，有效避免电压故障产生不良影响[4]。

2.1.5 瓦斯保护装置

对于火力发电厂继电保护工作而言，借助瓦斯保护装置对瓦斯变化予以控制也非常关键。一旦出现动作信号，瓦斯保护装置就会直接启动断路器，维持继电保护装置运行环境的安全性，有效避免瓦斯数值超标造成的安全隐患问题。

2.2 强化机组运行操作处理技术

继电保护装置运行管理人员要充分了解机组的保护原理和二次图纸的相关内容，及时开展二次回路端子、继电器以及压板结构的核对工作。着重检查继电保护装置接线处理方式是否满足要求，按照“两票”制度执行管理工作，并全面确保继电保护运行过程满足规程管理标准。在设备投入和退出环节，要按照设备调度范围开展具体内容，提高相关工作的实效性[5]。

针对继电保护运行工作的管理要落实规范培训机制，针对相位比较式母差保护，则要在母联开关代线路状态下完成CT端子切换处理。一旦母差保护发出母差交流断线或母差直流电压为0的信号，就要利用专用旁路母线母联开关替代线路操作和恢复倒闸操作的方式完成保护处理。如果高频保护状态下直流电源运行异常，则要进行通道实验参数的分析[6]。如果微机保护总告警灯亮起，则退出相应保护；如果中央处理器（Central Processing Unit，CPU）故障，则退出装置所有保护。如果告警插件的信号灯不亮，且电源指示灯也熄灭，则说明整个系统中电流已经消失，此时要直接退出出口压板，待电流恢复再完成投切处理。

保护动作出现跳闸现象后，要严格控制操作人员的操作行为，对实际动作情况进行集中检查并分析原因，在送电恢复之前阶段性复位。在故障解除后分析保护动作，完成运行分析记录，涉及的内容包括专业分析和评价、岗位操作分析和评价以及最终结论等。

2.3 优化继电保护技术

对于火力发电厂而言，规范化的管理工作具有重要的约束作用。管理部门要结合电厂的实际情况制定并落实改造方案，确保继电保护技术管控措施的应用效果最优化，提高运行可靠性的同时，减少安全隐患造成的经济损失[7]。

火电厂通常使用110 kV线路或220 kV线路，线路运行还存在一些缺陷，要结合火电厂的具体应用环境优化母线的保护水平。一般而言，火力发电厂会建立BP-2CS母线保护处理模式，装置会借助暂态饱和全过程测量分析方式，配合可变性差动算法，最大程度上提高线路装置的抗饱和能力[8]。一旦出现异常，能借助自动纠正倒闸辅助接点的方式维持继电保护性能。此外，要对缺陷较多、超期服役且功能无法满足电网要求的线路保护予以处理。

及时完成二次回路的检查分析工作，集中解决电缆寄生二次线路问题，并对二次图纸予以整理和管控，确保保护过程、信号处理过程、控制过程以及合闸分析过程等都能得以落实，避免继电保护装置误动造成不良影响[9]。

积极开展日常管理分析工作，快速检测火力发电厂继电保护运行期间存在的安全隐患，针对具体问题落实具体处理措施，并在检测工作结束后及时录入相关信息。工作人员要利用多种部件分析继电保护装置的运行情况，详细记录发热参数，并标记参数特定数值，快速执行相关运行情况的处理工作[10]。此外，要定期检查故障信号，对比继电保护装置运行状态核实数据，优化更新系统的同时校验和调整继电保护定值，从而有针对性地落实火力发电厂继电保护运行可靠性管理工作。

3 结 论

为了提升火力发电厂继电保护的运行可靠性，需要整合运行技术模式，建立更加科学的技术管理方案。通过完善的管理流程，及时发现问题并落实相应的处理工作，通过继电保护的规范性，为火力发电厂的可持续健康发展奠定坚实基础。