水電廠發電機變壓器保護原理及繼電保護措施

摘要：本文主要針對我國的水電廠發電機變壓器保護的原理和繼電保護的對策做出了分析，希望能夠給予同行業工作人員提供參考價值。

關鍵詞：水電廠;發電機;變壓器保護原理;繼電保護措施

1發電機繼電保護的必要性與方式分析

1.1必要性分析

發電機變壓器作為水電廠生產作業中的重要組成設備，其運行質量與運行效率對產電能力以及電力系統的穩定性能具有直接影響。而在發電機變壓器中，應用繼電保護裝置不僅可以保證發電機的穩定運行，還可以使電力輸出性能得到全面提升，進而保證電力系統的運行質量。實際運行中，繼電保護裝置在發現發電機出現故障問題時，便會及時操作切斷故障機組，避免對系統中的其他機組的運行質量帶來影響，維系電網系統的有效運行。同時也為相關的設備維修人員提供了充足的設備維修時間。當機組故障被全部排除后，便可以正常接通機組，使其進行正常的生產作業。由此不難看出，繼電保護裝置在電網運行的過程中所發揮的重要作用。

1.2繼電保護方式分析

針對發電機的繼電保護方式，主要可以分為縱差保護、橫差保護和接地保護三種。其中縱差保護指的是，對于發電機出現短路情況所采取的保護措施。在發生短路故障時，繼電保護裝置會立即作出響應，切斷發生短路的線路，降低故障問題的影響范圍，從而提升電網系統的運行質量。在作出切斷線路操作之后，發電機的過負荷和系統震蕩也不會出現較大的變化。為此，該種繼電保護方式較為適用于1MW以上的發電機保護工作中曰橫差保護指的是，在發生定子繞組匝間短路故障時，利用支路電流差來實現對發電機系統的繼電保護作用。主要方式有以下兩種：一種是在每個機組內增加兩個電流互感器和一個繼電器，使其形成相對獨立的保護系統，一種是可以通過引出多個中性點的定子繞組方式，使其形成單元件橫差或多元件橫差，進而達到保護發電機的作用曰接地保護指的是，發電機定子繞組接地、零序電流定子接地、零序電壓定子接地和三次諧波電壓定子接地等。

2水電廠變壓器繼電保護的必要性及方式分析

2.1必要性分析

在電力系統中，變壓器起著重要作用，不僅要保證電力系統的穩定運行，還要確保電力有效輸出。因此在電網運行中，需要為多個區域提供電源，但不同的區域具有不同的功能。因此對電能的需求也存在很大差異。通過合理應用變壓器，發電機輸出的電能可以轉換成不同的電壓，以滿足每個區域的供電要求。如果變壓器出現問題，將影響其輸出的電壓質量，不同需求的客戶將無法獲得相應的電源。這不僅會影響用戶的用電質量，還會導致電網系統混亂，甚至導致大規模停電。因此有必要注意變壓器的繼電保護，使其可以更好的去保證發電機穩定的運行，促進我國電力事業得到持續穩定的發展，為人們生活質量的提高奠定出堅實的電能供應，因此要引起足夠的重視。

2.2繼電保護的方式分析

由于變壓器在電網系統運行的過程中所發揮的作用較為明顯，不僅能保證電壓的有效輸出，為人們提供良好的供電服務，還能確保對電能的有效分配。為此，針對變壓器的故障問題所采取的繼電保護方式也較多。主要有瓦斯保護、外部相間短路保護、電流速斷保護等。這些繼電保護方式可以適用于大部分變壓器的故障問題。由于變壓器的容量和功率存在較大的差異，在進行繼電保護方式選擇時，還需要考慮到變壓器的運行原理和容量規格等。

3提高發電機繼電保護的對策分析

3.1原理的分析

在水電站發電機運行中，最常見的故障問題主要包括定子單回路接地短路和相間短路等問題。如果出現問題，水電機組的運行質量和效率將直接受到影響，對電網穩定性造成嚴重威脅。對于這類問題，有必要采取相應的措施，以避免故障范圍的擴大，提高電網的運行效率。在正常情況下，繼電保護方法可用在定子單接地的中性點設置相應的高電阻，變壓器用于相應地控制電壓。在此基礎上形成良好的保護系統。在出現定子繞組故障的時候，繼電保護系統將會做出相應的反應，這樣可以避免故障出現擴大，保證電網運行時候的穩定性。

3.2對水電站的繼電保護進行正確的配置

3.2.1發電機定子和轉子的保護配置分析

如果發電機的定子保護以及轉子保護的過程中，必須要保證其所應用到的保護裝置能夠滿足其保護的實際要求，在這裝置中，對于定子接地保護裝置而言，主要執行一些特定的操作背景下，通過基本零序電壓對定子繞組進行保護。但是采用三次諧波電壓對其定子保護的過程中，主要是采取中性點繞組的方式進行接地保護，如果采用這個保護裝置的情況下，要根據其零序電壓和三次諧波的運算進行分析，然后對其定子的出口回路進行相應的確定等。只有不斷的對其自身的適應性能進行全面的提高，才能更好的保證其運行效率，同時也是可以適合應用到多數的發電機定子保護之中。然而轉子接地的故障問題是激勵電路存在接地。并不是直接的顯示出一些比較明顯的故障問題，但是在進行第二次出現接地故障的時候，將會導致其發電機組的整體運行質量和運行的效率帶來嚴重影響，直接的限制電力企業自身的發展。因此這個時候保護裝置將會對其接地情況做出相應的判斷，找到相應的故障位置，發出報警型號，為維修人員提供出相應的參考。因此在水電廠發電機組繼電保護中，必須要提高對其定子和轉子的保護進行配置，保證其發電機可以更加穩定的運行。

3.2.2水電廠發電機變壓器的繼電保護配置

水電廠的變壓器分為主變壓器和廠用變壓器。主變壓器的繼電保護配置一般是由差動、重瓦斯、低壓過流、零序、低壓側接地、輕瓦斯、溫度升高和溫度過高組成。根據水電廠和主變壓器的具體情況，可以適當地加上間隙零序過流和差動速斷保護建立一個新的保護配置。將一套工控機作為連接和管理主變壓器繼電保護配置和廠用變壓器繼電保護配置的單元管理機，從而簡化二者外部的接線流程。廠用變壓器的繼電保護中原來裝在高壓開關柜上的保護配置可以拆除，便于對該保護裝置的管理與維護。將之前的保護屏裝在主變壓器的保護屏旁邊，并與之共用一臺單元管理機，如此既能有效地實現水電廠變壓器的需求，同時也節約了繼電保護配置的成本投入。

4結語

發電機以及變壓器對于電網的運行質量和發電廠的發電質量是存在直接的影響，因此有必要采取相應的措施，以確保兩者的運作質量。為降低故障發生概率，有必要注意水電站和火力發電廠的工作原理相同，但是發電機和變壓器的連接方式差別很大，因此在設置繼電保護裝置時，需要有效區分。總之，緊緊跟隨時代的腳步，及時地引進現有的科學技術，讓水電廠的發電機和變壓器的繼電保護方式能更好地發揮作用，更好地幫助水電廠實現經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]周濤.關于水電站發電機變壓器繼電保護的探討[J].區域治理.2018.

[2]葉章梅.變頻發電機創新技術的研究開發[J].科技創新與應用.2017.

作者簡介：

梁圣昌（1987.04.02），性別：男;籍貫：廣西橫縣;民族：漢;學歷：本科;職稱：助理工程師;職務：項目副經理;研究方向：繼電保護。