王 超,金 龙,董 理（华能平凉发电有限责任公司,甘肃 平凉 744000）

大型发变组保护的研究与实践分析

王 超,金 龙,董 理
（华能平凉发电有限责任公司,甘肃 平凉 744000）

作为现代电力系统重要组成部分的大型发变组，其造价昂贵且结构较为复杂，一旦出现故障，则需要较长的时间进行检修，这势必会给国民经济带来直接或者是间接的经济损失。大型发变组运动中的拒动以及误动都会带来较为严重的后果，其保护过程绝对不能掉以轻心，这也势必会给大型发变组的可靠性、快速性、灵敏性以及选择性的提高带来巨大压力。由于大型发变组运行过程中不可避免的会出现一些故障或者是不正常的运转，这都需要及时的进行发变组保护工作，避免因其故障带来的不必要的损失。

主保护;后备保护;存在问题;实践

1 大型发变组主保护的研究及应用

1.1 发电机差动保护的研究及应用分析

发电机定子绕组之间的短路是大型发变组运转过程中易发的最严重的故障，此故障可以导致短路电流的产生，同时故障点处的电弧也会烧坏绕组绝缘，进而有可能引起严重的火灾。因此这就要求在机器运转中装设差动保护，使之成为发电机定子绕组相间故障的主保护，从而使其在故障中能够做到瞬时停机。

在整个保护工作中，对于一些发电机出口带有开关的系统来说，需要确保发电机的差动保护机端CT以及主变差动保护CT的选择没有无保护的死区，并且确保两套保护之间具有交叉点。再者就是需要对差动保护的不平衡电流进行定期的检查，一旦发现电流有增大的趋势，要及时的进行检查以及原因分析。

1.2 变压器差动保护的相关问题分析

变压器内部故障的主要故障反应为变压器油箱套管、油箱内部以及引出线相间以及接地的故障，同时也包括绕组间的短路故障。变压器内部故障的主保护主要是指变压器的差动保护。

变压器所具有的电压等级为两个或者两个以上，这就使得各侧所用的CT的额定参数是不尽相同的，进而导致变压器差动保护过程中所产生的电流是不平衡的，与此同时变压器分接头的调整也能够增大电流的不平衡性。除此之外，变压器的励磁电流也是不平横电流的来源之一，励磁电流在过励磁时是可以达到额定电流水平的，这样势必会造成差动的误动。另一方面，虽然匝间短路时短路电流较大，但是流入差动保护的电流会有相应的减少，这就容易给变压器带来负荷，从而影响到其灵敏度的保护。由此可见变压器的差动保护较之发电机差动更为复杂。

1.3 发电机定子接地保护原理及应用分析

发电机的接地外壳，容易导致绝缘体破坏的定子绕组产生单相接地，当单相接地情况发生时，故障点处便会有电流电容流过，接地的电流电容过大时就会将绝缘绕组以及定子铁芯烧坏。也由此，当接地电流大于或者是等于5A时，接地保护便会自动跳闸。为了能够做好发电机定子接地保护，可以根据发电机的基波零序电压以及三系谐波的分量特点，研究出发电机中性点基波零序电压的过电压保护以及保护靠近中性点部分便动作于发信来共同构成100%的定子接地保护。

1.4 发电机匝间保护常见问题及分析

零序电压以及允许式负序功率方向元件共同构成了发电机匝间保护。其中负序功率以正方向元件为基准，其方向是允许式的。通常情况下，负序功率方向元件动作会形成闭锁匝间保护，也就是说当匝间短路时，负序功率方向元件是不动作的，便会使定子匝间保护开放。与此同时，PT断线是用来判别负序电压的，PT断线时熔丝会被慢慢的熔断，此时会导致纵向零序电压的误动，进而使得匝间保护误动。除此之外，发电机组启动建压的整个过程中，发生短路的匝间也不会动作，也就使得负序功率方向元件由原来的开放式变为闭锁式。为了能够保证其灵敏度，可以采用微机保护的方式，确保负序功率继电器在很小值下的正确动作。

2 发电机变压器后备保护研究及应用

2.1 发电机失磁保护

发电机的励磁回路由于受到转子回路开路、短路或者是灭磁开关误跳等因素的影响，容易导致发电机整个或者是部分失控。发电机失磁后，系统中大量的无功功率便会被发电机吸走，如果无功功率储备不足就会容易产生无功短路，从而造成整个系统的电压下降，进而有可能导致电压系统的崩溃瓦解。再就是定子绕组中电流大小的不断变化，也容易导致发电机机组震动或者是转子过热。

2.2 转子接地保护

就现阶段来看转子接地保护主要分为乒乓式、电桥式以及注入式等保护方式。注入式又分为直流注入式以及低频注入式。

2.3 发电机逆功率保护

汽轮发电机组中，如果关闭机炉的主汽门或者是对控制回路调整故障失误而导致主汽门关闭，这都会使得发电机在发电机短路器跳开前会转换为电动机运行。因此，发电机也会从系统送出有功转换为系统吸收有功。一般来说逆功率并不会给发电机带来伤害，但是由于蒸汽与长叶片之间的摩擦，便会使得叶片过热，进而引起其他故障，因此来说需要进行发电机组的逆功率保护。通常来说逆功率的保护工作应于停机，除此之外在逆功率继电器工作的整个工作是为了能够更好的保护发电机的逆功率，也因此对测量的精确度要求是相当高的。

3 结语

综上所述，在大型发变组保护及应用过程中需要注意以下事项：为避免励磁变差动保护的误动，不应该在励磁变装设差动保护装置；发电机差动保护的CT中严重避免出现无保护死区，确保发电机与变压器差动保护的范围有所交叉；在进行匝间保护通电测试时，应该定时进行三次谐波滤波比装置的检查，确保各种采样值的精确度；对于一些老式的元器件的保护，其中匝间保护的负功率方向应该采用允许式，但是当采用微机保护时，受其灵敏度的影响宜采用闭锁式；为了能够避免接地保护误动带来的保护误报警，需要在发变组运行中对发电机的大轴接地铜刷的接触情况进行定期的检查。

[1]李奔.大型发变组保护新技术及整定计算软件的研究[D].华中科技大学,2012.

[2]吴亮.大型发变组保护整定技术研究及软件设计[D].华中科技大学,2012.

[3]李金瑾.发变组保护研究及整定计算软件开发[D].华中科技大学,2013.

王超（1982-）男,吉林省吉林市，长春工程学院电气工程及其自动化专业，本科，助理工程师，主要从事工作：发电厂二次设备检修维护。