提高火電廠繼電保護運行可行性的思考

許慶賀

（河南九域恩湃電力技術有限公司，河南 鄭州 450052）

1 火電廠繼電保護的主要類型分析

1.1 發電機繼電保護

第一，差動保護?？梢赃M一步細化為縱聯差動的完全保護與縱聯差動的不完全保護。在實際的保護過程中，當差動電流高于保護裝置的整定值時，上位機報警保護出口動作，使故障設備斷開電源[1]。

第二，定子接地保護?？梢赃M一步細化分為基波零序電壓定子接地、零序電流定子接地以及100%定子接地。主要為發電機定子繞組回路及與定子繞組回路直接相連的一次系統發生的單相接地短路。

第三，失磁保護。依托失磁發電機在電力系統中的運行情況、各個機端電量的變化情況落實針對性保護。

1.2 變壓器繼電保護

第一，差動保護。當前，三測電流差動的使用更加普遍。

第二，中性點間隙的過流保護。主變壓器的零序過流保護與間隙過流保護使用的電流互感器為同一個；各自擁有獨立的電流互感器；出廠前已經完成主變壓器中性點的設置，而間隙過流保護使用獨立的中性點。

第三，主變壓器的瓦斯保護。主要利用反應氣體狀態落實變壓器的保護。

1.3 發電機-變壓器繼電保護

第一，斷路器端口的閃絡保護。當斷路器端口出現閃絡時，極易引發斷路器損壞，不利于電力系統運行安全的保持。依托閃絡保護，能夠第一時間排除端口閃絡故障。

第二，發電機-變壓器組的縱差保護。此時，發電機與變壓器共同享受同一組縱差聯動保護方案，實現有效保護的同時降低了保護程序的繁瑣性。

第三，發電機-變壓器的過勵磁保護。過勵磁現象的發生會引發變壓器的損壞，而依托這樣的保護就能夠達到降低維修成本的效果，實現對發電機與變壓器的保護。

2 提高火電廠繼電保護運行可行性的策略探究

2.1 落實系統技術改造

系統技術改造應當結合火電廠的實際情況完成，具體的技術改造方向如下。第一，若是存在使用的110 kV或200 kV 的線路難以滿足功能需求量，則需要展開母線保護的技術改造。此時，可以引入使用可變特性差動算法的母線保護裝置，如BP-2CS，以提升抗飽和能力。相比于其他母線保護裝置，該裝置中的保護元件與閉鎖元件呈現出相互獨立的狀態，增強了閉鎖回路的可靠性，以達到優化繼電保護性能的效果。

第二，優化二次回路的檢查方式。此時，重點完成如下操作：及時剔除無法發揮作用的電纜寄生二次線路；結合圖實施部分回路的分開操作，包括合閘、控制、信號、保護等；在開關室內架設熔斷器分錄開關，降低繼電保護誤動現象的發生率。

第三，引入鎧裝鉛包電纜技術對直流與交流電路進行改造，以達到提升電路抗干擾能力的效果。

第四，使用具有防跳功能的繼電器、靜態集成繼電器等，并及時更換擁有更高性能的自動逆變電源。

第五，采用數字控件與人工智能技術。例如，可以使用CPLD 數字控件，其中包含多個微機系統，有著更為迅速的反應速度；納入人工智能技術，實現對繼電保護運行的優化。

2.2 引入繼電保護防干擾技術

2.2.1 智能信號識別算法

利用智能信號識別算法能夠迅速完成干擾信號的精準識別。實際運行中，傳感器實現信號采集后，會在智能微處理芯片的支持下落實干擾信號排除算法，完成信號甄別。此時，一旦判定為干擾信號，則不會展開下一步動作；若判定為正?？刂菩盘?，會立即啟動執行機構，展開后續的繼電保護動作。

就當前的情況來看，干擾信號的判定主要是通過模糊邏輯技術、遺傳算法完成的。筆者認為，可以將采樣定理應用于干擾信號判別中，具體有：若信號在2 ms內持續保持在穩定狀態，且幅值的維持在額定范圍的5%，即可判定該信號屬于有效信號，并展開后續操作，避免干擾信號對繼電保護運行產生負面影響。

2.2.2 數字控制器件

依托數字控制器件，能夠達到提升繼電保護運行質量的效果。當前，常使用的數字控制器件包括FPGA和CPLD。數字控制器件主要使用了全數字工作模式，有著更強的抗干擾能力，能夠為火電廠提供更全面的保護。

2.2.3 外部干擾抑制器

將干擾抑制器加設于外部設備，能夠降低設備在實際運行中產生的電磁噪聲溢出，避免繼電器對繼電保護裝置的運行產生負面影響。在實際的安裝過程中，不僅要對兩者的控制端進行連接，而且要在控制端位置加設電涌設備，保證繼電保護持續平穩運行。

2.2.4 干擾隔離裝置

通過干擾隔離裝置的架設，也能夠達到降低繼電器對繼電保護運行干擾的效果。此時，可以將濾波器加設在繼電保護裝置的控制信號線區域，也可以在相應區域安裝雙絞屏蔽線，以達到抵御干擾的效果。

2.2.5 減小一次設備的接地電阻

在火電廠的運行中，可以通過降低電流互感器、電壓互感器、避雷裝置等一次設備的接地電阻的方式，達到減少干擾的效果。一般若有大電流進入地網，普遍會在瞬間在地網中形成電位差。此時，如果降低接地電阻，則電位差也會隨之降低，避免繼電保護裝置產生誤動，同時還能夠實現對地網的更好保護。

2.2.6 斷開一次/二次接地連線與濾波器的連接

隔離開關操作、雷擊電流極容易形成強電流，使得大電流通過電壓耦合電容輸入地網。此時，高頻電壓會進入層間的相關二次電纜與電容，對二次設備的運行產生負面影響，干擾繼電保護裝置的運行[2]?；诖?，應當斷開一次/二次接地連線與濾波器的連接，并合理調整一次接地位置與二次接地位置之前的距離，實現對干擾的降低。

3 優化故障分析方法

在繼電保護裝置的故障分析中，常用的方法有3種，即短路法、替代法以及經驗法。其中，使用短路法能夠確定故障發生區域，縮小大工作人員的檢修范圍，達到提升故障檢修處理效率的目標。與短路法相似，替代法的使用可以確定出故障的產生區域，在集成自動保護裝置的故障分析中更加常用。經驗法主要依靠故障與檢修歷史記錄、經驗等，結合當前的故障特征進行故障類型與位置的判斷。該方法在相似事故的檢修中更加適用，若是處理新故障，則應當選用短路法或替代法。

4 及時處理人為繼電保護不正確動作事故

4.1 通電差錯問題的處理

常見的通電差錯問題有兩種，即存在多余壓板、反充電現象。該問題的處理方式具體如下：第一，在進行保護試驗時，相關人員應當仔細檢查安全設備，將不需要的壓板進行及時撤除[3]；第二，為了避免保護傳動過程中出現反充電問題，應當斷開外回路。

4.2 整定事故問題的處理

第一，在檢修電磁型保護裝置時，應當提前完成繼電器定值的科學設置，確保插銷地點正確。此時，若繼電器存在兩個定值，則必須對兩個接電接入回路與應定值進行對比，判定是否存在差異，以此防止出口錯誤、出口不足等整定事故的發生。

第二，在完成檢修工作后立即展開保護定值的調整，使其恢復到原有值，避免誤整定現象的發生。

4.3 接線出錯問題的處理

第一，防止回路控制中發生寄生回路問題。在展開母差保護時，相關人員應當對失靈回路、跳閘回路、閘刀切換回路進行準確區分；在母差與主變落實傳動的過程中，要對傳動出口間隔展開傳動，避免產生出口死區。

第二，區分計量CT、差動CT 以及流變二次保護CT，避免該過程中出現接線錯誤，降低事故發生率。

4.4 物品擺放問題的處理

第一，養成良好的工作行為與物品擺放習慣，嚴禁將螺絲等物品遺留于設備中。落實嚴格的設備清理與檢查，特別是信號繼電器的檢查，避免其中存在遺留雜物。

第二，結合實際情況合理選擇萬用表程檔，防止萬用表達到電阻檔的問題發生；排除絕緣問題，設置科學的端子排中端子間距。

第三，嚴禁使用夾子短接的方式展開傳動出口保護，防止誤出口的產生。

5 結論

在火電廠中，若是發電機運行發生異常，依托繼電保護能夠迅速切除故障區域。因此，提升火電廠繼電保護運行可行性極為重要。通過落實系統技術改造、引入繼電保護防干擾技術、優化故障分析方法，結合通電差錯問題、整定事故問題、接線出錯問題等人為繼電保護不正確動作事故的有效處理，提升了繼電保護的全面性，更好地維護了火電廠的正常運轉，推動了火電廠繼電保護運行可行性與可靠性的增強。