火力發電廠繼電保護技術改進方法研究

盧潘輝

（韶能集團新豐旭能生物質發電有限公司，廣東 韶關 511100）

0 引 言

繼電保護技術關系到電力供應的系統日常運作，發電廠的安全及穩定與繼電保護裝置也息息相關。在現代發電廠應用繼電保護裝置的過程中，安全隱患或技術不規范的問題較為廣泛[1]。受到此類問題影響，繼電保護裝置在使用過程中，耗能較大，保護效率相對較低，因此需要進行改造，使其效果得到保證。

1 火力發電廠繼電保護工作

火力發電廠在發電運行時，繼電保護措施中的跳閘裝置是基本配置。隔離裝置的主要功用在于對運行中出現的問題進行控制，使問題發生造成的影響受到限制[2]。該裝置在運行中，主要負責對故障發生區域的供電線路進行切斷，由此遏制住故障的擴大趨勢。繼電保護技術在運行的過程中，故障的種類往往具有多樣化的特點，不同故障發生所需要的應對措施也相對不同。預警及跳閘也是繼電保護的重要工作，在火電廠進行隔離控制外，還能夠根據實際情況進行預警，為電力系統運行順暢進行保證。火力發電廠的運行架構較為龐大，因此故障發生時產生的影響，若不進行合理的控制，將會造成巨大的損失。繼電保護方式如表1所示

表1 繼電保護方式

2 繼電保護技術的影響因素

2.1 雷電影響

社會生活中，雷電是較為常見的自然現象。雷電的破壞性極強，對于繼電設備的破壞是其中控制難度最大的部分。雷電多發的季節也是雷電破壞最為集中的時段。雷擊事故發生的原因眾多，造成的破壞程度也不同?；鹆Πl電廠的電網存在電流大、阻抗高的特點，導致電網與雷電容易出現對流現象。在此情況下，電網的電壓及電流數值會在短時間內攀升，導致電網運行荷載較大，也容易出現電網損害的問題。

2.2 高頻影響

火力發電廠在運行時，繼電設備在隔離開關操作的時間上相對較長，動作的速度相對緩慢。由此導致隔離的開關觸點形成了電弧閃絡的現象，進而產生高頻電流，形成了過電壓。隔離開關導致的高頻現象，會在總線的附近產生強力的磁場及電廠，從而使得電流二次側回路出現，二次設備出現操作異常的問題。電廠及磁場的干擾性在超過設備邏輯元件的承受能力時，繼電保護裝置會出現異常動作，進而使得發電廠正常操作被影響。

2.3 電源影響

直流電源造成電廠設備影響是無法忽略的保護裝置影響條件。直流回路造成的電路故障，會使得保護裝置出現短時間的斷電現象，由此使得保護裝置在穩定性上無法得到控制。

2.4 電磁干擾

火力發電廠在發電的過程中，各個部件會有通信信息傳輸及電脈沖信號響應。此類信號會使繼電保護裝置受到干擾。部分信號在進行傳輸的過程中，頻段較為相似，由此會使得傳輸過程中出現錯誤，造成繼電保護系統出現通信問題，進而出現誤動作的情況。在火力發電廠的運行過程中，出現較多的情況便是開關動作頻繁。開關裝置在受到控制端的信號影響，出現頻繁的開合動作，該過程中會出現各類的瞬時過電流、過電壓的問題。此類不穩定的電流及電壓會致使電流及電壓浪涌的現象出現，對繼電保護形成沖擊，在超過系統荷載極限時，會造成繼電保護裝置損毀，發電廠運行的保護無法做到有效。此類狀況并不只是電磁問題，極大可能是傳統繼電保護對于電磁的干擾不能做到有效屏蔽，導致機電保護配合過程中出現問題（見表2）。

表2 傳統繼電保護形式及配置內容

3 火力發電廠繼電保護改進方法

3.1 雷電影響改善

雷電的影響條件改善，主要從防雷系統的建設入手，通過電力運行的各個層級分壓，消除雷電造成的影響。根據雷電的形式進行改進的方法確定，首先是直擊雷的類型。在直擊雷的應對措施中，可以使用避雷針將直擊雷引入地下，消除直擊雷影響。其次是感應雷，可以將防雷器及防雷箱進行多級設置，從而逐級對感應電動勢進行消除，避免繼電保護受到的感應電流沖擊。電壓差是感應雷的另一影響作用，可以合理布局減輕壓降造成的保護裝置影響。同時，對于發電機需要進行短路保護，不小于200 mW以上容量的發電機變壓器組出口斷路器，需要有斷口閃絡保護，保護出口延時應保證在0.1～0.2 s，機端沒有斷路器動作會在機端短路器發生故障時，進行跳閘動作保護。能夠使電廠繼電保護裝置受到的自然因素影響，并不僅限于雷電，不過火電廠本身在溫度及濕度的控制優勢使此類問題也可以合理得到解決。

3.2 設備靈敏度提升

設備的正常狀態保障是其發揮作用的關鍵，繼電保護裝置也是如此。電廠在運行過程中，所覆蓋的面相對較為廣，保證電網的運行安全便需要繼電保護裝置能夠對整體電網進行保護，所以要保證技術應用的全面性，人員需要根據實際情況進行全面的防護設置。電廠繼電器在故障發生時的保護能力，與其自身的靈敏性有著較大關系。線路保護裝置是其中較為關鍵的部分，相關設計規范中要求不小于110 kV的電壓線路保護裝置，需要有故障點距離檢測的功能，明確在金屬性短路誤差檢測精度上不能超過線路全長3%。在進行繼電保護設備的配置過程中，需要對其靈敏度進行關注，積極進行檢驗，確定保護裝置的靈敏性。

3.3 設備維護及更換

技術的實現是基于設備，在設備達成使用要求的情況下，才能保證電力運行系統得到保護。繼電保護設備出現問題會嚴重影響到其使用性，因此在設備的使用過程中，需要對設備的維護及更換工作進行保證。設備維護是火電廠運行中的日常工作，以保證繼電保護設備的使用。電廠應建立完善的設備維護制度，并對維護人員進行定時考核，定時進行知識技能的培訓，進而對繼電保護裝置的維護工作進行保證。在電廠出現問題時，維護工作需要及時進行，對電廠運行效益進行保證。繼電保護裝置在應用的過程中，由于本身工作強度較大，使用年限受到實際應用狀況影響。在設備失效、設備損害、設備陳舊的問題出現時，要積極進行設備更換，進而對設備應用有效進行保障。

3.4 電磁干擾改善

由于電磁信號的誤導，促使繼電保護設備出現誤動作的現象，對于繼電保護的運行影響較大。在進行該問題的改善過程中，可以使用屏蔽及隔離技術對設備干擾源頭進行隔離，從而使得電磁干擾造成的影響降到最低。此外，可增強繼電保護系統的過濾功能，通過過濾器對電磁雜波的影響進行消除。浪涌沖擊造成的繼電保護裝置燒損問題，可以使用壓敏電阻以及放電管對瞬態電流進行釋放。

4 結 論

本文對火電廠繼電保護技術進行介紹，并對其影響因素展開分析，進而對繼電保護技術的改進展開探討。