淺談火力發電廠1000MW機組繼電保護技術

常濱 張學源 劉敬

摘 要:隨著科技技術的迅速發展,我國的電力工業自動化水平也在逐年提高,目前為止,我國的電力工業已進入了大容量、大機組、大電力系統、大電廠、高電壓和自動化的新階段,特別是1000MW級發電機的單機容量較大,發電機組的地位變得極其重要,其安全運行影響著整個電廠的穩定。而且火力發電機組結構復雜,造價昂貴,一旦受到損壞,給電廠造成巨大的經濟損失,因此要重要探索火力發電廠1000MW機組繼電保護技術。

關鍵詞:火電廠 1000MW機組繼電保護技術

中圖分類號:TM621 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)05(b)-0075-01

隨著我國電力系統的增大,大容量、高電壓的發電機組逐漸增多,1000MW機組的出現,為電力工業節省了不少成本,這也是1000MW發電機組的地位變得更加的重要,使其安全運行關系著整個電廠的穩定。而且火力發電機組的造價較高,結構比較復雜,一旦損壞,需要維護的周期較長,因此會給電廠造成較大的經濟損失,這就對火力發電機組繼電保護的技術指標提出了更高的要求,這就要求在電力設備上安裝比較完善的繼電保護裝置,這樣就能較好的保障電力系統可靠地運行,而且還能減少昂貴設備在發生異常和短路時造成的損失,因此說電廠在1000MW機組中設置繼電保護裝置,從經濟上來說有顯著地效果。了較大的在電力設備上裝設完善的繼電保護裝置,不僅對電力系統的可靠性運行有重大意義,而且對防止重要且昂貴的設備在各種短路和異常運行時可減少造成的損壞,在經濟上也有顯著的效果。發電機保護配置的原則是在發電機故障時,能將損失減小到最小;當遇到異常時,能在充分利用發電機自身能力的前提下確保機組本身的安全。

1繼電保護技術

火力發電廠供電系統的繼電保護是保證電力企業安全供電的重要工具。裝設繼電保護應根據電力企業電力系統的接線盒運行特點,適當考慮其發展,合理地制定方案,選擇設備力求技術先進經濟合理。電力系統中的電力設備和線路應有主保護和后備保護,必要時可增設輔助保護。遠后備是當主保護會拒絕動作時,由相鄰設備或線路的保護實現后備。近后備是當主保護拒絕動作時,由本設備或線路的另一套保護實現后備;當斷路器拒絕動作時,由斷路器失靈保護實現后備。輔助保護是當需要加速切除線路故障或消除方向元件的死區時,可采用由電流速斷構成的輔助保護。主保護是在其保護的整個元件范圍內考慮的。遠后備由于是相鄰兩級之間的后備,因而包含了斷路器、操作電源的后備;而進后備則不能,因之近后備尚需考慮斷路器和操作電源工作的可靠性而采取措施;這種后備在火電廠繼電保護中應用較少。

繼電保護作為電力系統中的重要環節,擔負著保衛電力系統和設備安全的重要職責。繼電保護的任何不正確動作都將造成或擴大事故,國內外在電力系統中發生的大面積停電事故大多與繼電保護的不正確動作有關。繼電保護快速性、靈敏性、選擇性、可靠性的體現在很大程度上取決于保護裝置本身的可靠性及保護整定值設置的合理性,因此對于發電廠的1000MW機組必然設置繼電保護裝置。

2火力電廠1000MW機組開展繼電保護技術工作的必要性

搞好繼電保護技術是電網發展、電力系統體制改革的必然需要。隨著電網規模的不斷擴大,大機組超高壓的運行,以及市場經濟的發展、現代化生產和人民生活水平的提高都對電網不間斷供電提出了更高的要求,不允許發生電網的瓦解事故。因此,對作為電力系統及發電廠安全重要防線對繼電保護的安全性和可靠性提出了更高、更嚴的要求。這就需要繼電保護在管理意識上、管理手段上必須加強。

3火力發電廠1000MW機組繼電保護

變壓器是電力系統中十分重要的供電設備。它的故障將對供電可靠性和系統的正常運行帶來嚴重的影響。現代生產的變壓器,雖然結構可靠,故障機會較少,但在實際運行中,仍有可能發生各種類型故障和異常運行,同時大容量的變壓器又是十分重的設備,因此,為了保證電力系統安全連續地運行,并將故障和異常運行對電力系統的影響限制到最小范圍,必須根據變壓器容量大小、電壓等因素裝設必要的、動作可靠的繼電保護裝置。

3.1 電力變壓器應按以下故障及異常運行方式,裝設相應的繼電保護裝置

(1)繞組及其引出線的相間短路和中性點直接接地側的接地短路。(2)繞組的匝間短路。(3)外部相間短路引起的過電流。(4)中性點直接接地電力網中外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓。(5)過負荷。(6)油面降低。1、2項的保護應瞬時動作于掉閘,3、4項的保護應帶時限動作于掉閘,5、6項的保護一般工作于信號。對變壓器溫度升高和冷卻系統故障,應按現行電力變壓器標準的規定,裝設信號裝置。

3.2 保護裝置

根據以上故障類型和不正常運行狀態,應裝設下列保護裝置。

(1)瓦斯保護,800kV安及以上的油侵變壓器,應裝設瓦斯保護。當殼內故障產生于輕微瓦斯或油面下降時應瞬時動作于信號,當產生大量的瓦斯時,宜動作于斷開變壓器各電源側的斷路器,如變壓器高壓側無斷路器則應動作于單獨的信號。(2)縱聯差動保護,變壓器的縱聯差動保護是變壓器的主保護。它可防御變壓器繞組的相間電路、匝間電路、引出線的相間電路、中性點直接接地系統側繞組和引出線的接地短路。用于3200kV安以下的電力變壓器,且過電流保護的時限大于0.5秒時。當電流速斷保護靈敏度不滿足需要時,則應采用縱聯差動保護。當各種保護裝置動作后,應斷開變壓器各電源側的斷路器。(3)零序過電流保護,外部接地短路時的保護,110kV及以上中性點直接接地電網中,如果變壓器中性點可能接地運行,對于兩側或三側電源的升壓變壓器或降壓變壓器上應裝設零序電流保護,作為變壓器主保護的后備保護,并作為其他元件的后備保護。(4)過負荷保護,對于400kVA及以上的變壓器,當數臺并列運行或單運行并作為其他負荷的備用電源時,應根據可能過負荷的情況裝設過負荷保護。保護接于一相電流上,延時作用于信號。

參考文獻

[1] 葛耀中.新型繼電保護與故障測距原理與技術[M].西安交通大學出版社,1996.

[2] 王梅義.高壓電網繼電保護運行技術[M].電力工業出版社,1981.