增強火力發電廠繼電保護運行可靠性路徑探析

(山西國金電力有限公司，呂梁 033000)

0 引 言

加強繼電保護裝置可靠運行，不僅是電力企業日常維護管理的根本要求，同時也是降低企業生產成本、提高企業經濟效益的有效途徑，應當引起相關人員的重視。

1 繼電保護概述

(1)在電力系統正常運轉的過程中，出現故障或其它不正常運轉狀態的情況是非常常見的，其中，各種原因引起的短路是最常見但也是最危險的一種故障。當電力系統出現故障后極有可能引發下列后果：

①故障點通過較大的電流以及所燃起電弧，導致故障點的元件造成損壞。

②非故障元件中通過短路電流時，由于電動力以及發熱的作用，導致元件損壞或縮短使用壽命。

③降低電力系統中的個別地區電壓，影響電力系統的穩定性以及電力企業發電質量。

④電力系統的穩定性受到影響，進而引起整個系統出現振蕩瓦解的可能性。

此外，若是因為負荷超過電力系統額定值進而導致的電流突然升高、功率沒有達到額定值標準而導致的頻率下降、系統發生振蕩等情況下，電氣元件的正常工作遭到破壞但沒有發生故障，這種情況屬于不正常運行狀態。

對于電力系統可能發生的故障而言，除了有針對性的采取積極措施降低故障發生的可能性外，當故障出現必須要快速判斷并切除相應的故障元件，這個操作是快速降低元件故障對整個電力系統影響性的關鍵途徑。

(2)繼電保護裝置指的是當電氣元件出現故障或進入不正常的運行狀態后，能夠自動作用于斷路器的一種裝置。

①自動、有選擇性的從電力系統中切除故障元件，避免故障元件進一步遭到更大的破壞，以保障其它沒有故障的部分繼續正常工作。

②反應電氣元件的不正常運行狀態，并根據運行維護的條件，而動作于發出信號、減負荷或跳閘。此時一般不要求保護動作迅速，而是根據對電力系統及其元件的危害程度規定一定的延時，以免不必要的動作和由于干擾而引起的誤動作[1]。

(3)電力系統中電力設備和線路，應裝設短路故障和異常運行的保護裝置，應有主保護和后備保護，必要時可增設輔助保護。對繼電保護性能的要求是可靠性、選擇性、靈敏性、速動性。

2 火力發電廠繼電保護的分類

以雙機300 MW(350 MW)機組為例，升壓站主接線是雙母帶母聯，配啟備變，發變組(發電機-發電機中性點接地變-勵磁變-勵磁系統-高廠變-主變)，不設發電機出口斷路器。

2.1 發電機保護

有反應定子繞組相間短路的差動保護，定子繞組接地的定子接地保護，勵磁回路接地的轉子一點接地保護，定子繞組過電壓保護，失磁、失步、誤上電、起停機等保護。動作出口有停機、解列滅磁、解列、減出力、程序跳閘、減勵磁、切廠用電等。勵磁變考慮到容量小、諧波含量高，不參與差動(大差)計算。勵磁變保護動作，發電單元應全停，但是要避開強勵。現場驗證CT極性，要用負荷電流，對于大變比CT的極性，有條件要做短路試驗，或負載特別大時；若高廠變高壓側大變比CT極性不明時，若極性接反了，還不如不接，極性反了，廠變外部故障時，電流一大，主變差動就跳閘，接反了流通的電流乘以2倍形成差流；大變比CT傳過來是不明顯的，就是說一次側的電流變化大，反應到二次側變化不明顯。

2.2 變壓器保護

變壓器的保護主要包括：瓦斯保護、差動保護、過電流保護以及過負荷保護等。其中，瓦斯保護是很重要的一個保護，主要是反應變壓器工作時的油的情況，以判斷油箱或內部是否存在故障。主要表現在，如果變壓器出現故障比較小的話，使絕緣油產生輕微的氣體，輕瓦斯動作于發信。如果重大故障出現，氣體會大量產生，這叫重瓦斯，動作于跳閘，這時，變壓器會從系統中切除隔離出來，實現了對其的保護。差動保護應躲過勵磁涌流和外部短路產生的不平衡電流，在變壓器過勵磁時不誤動作，在正常情況下，其保護范圍應包括變壓器出線套管和引出線，如不能包括引出線時，應采取快速切除故障的輔助措施[2]。

2.3 線路保護

220 kV線路一般配置距離保護，差動保護，3相不一致保護，過流過負荷保護，重合閘等。以南瑞PCS-931A-G-PL為例，其差動保護的差流元件有4套，是或的關系，哪個夠條件了哪個動。分別是穩態1段差動繼電器，穩態2段差動繼電器，工頻變化量差動繼電器，零序差動繼電器。3相不一致保護動作時間應為0.5-4s可調，以躲開單相重合閘動作周期。《國網公司電網重大反事故措施(2005年)》指出：斷路器3相位置不一致保護應采用斷路器本體3相位置不一致保護。

3 增強繼電保護運行可靠性的策略

3.1 增強整體質量

如果火力發電廠繼電保護裝置本身產生了不同程度的故障，那么會給整個電力系統的運行產生不利的影響，究其原因主要是因為繼電保護裝置及配套設備在質量方面不符合國家檢驗規定[3]。要想有效防止這類現象的出現，相關工作人員要從源頭對故障進行有效的控制，加強繼電保護裝置自身的質量，通過對技術管理手段的創新，對采購流程進行嚴格的管控，正確認識到繼電保護裝置所具備的敏感性和重要性，使其作用能夠得到充分的發揮。

3.2 開展精細化管理

繼電保護直接決定著電力系統的穩定運行，故而相關工作人員應當嚴格執行既定的規程標準，按照規范的流程來開展定期校驗、出口傳動等相關工作，明確操作流程，對各類操作技術及手段要熟練掌握，進而最大化地降低繼電保護工作由于人為失誤產生的問題。同時高水準的繼電保護管理也有著至關重要的作用，相關工作人員要防止非自然因素所產生的影響，避免對繼電保護裝置的保護不到位，比如鼠害蟲害、溫濕度，輻射、振動、配電室保護間的冬季三防、雨季三防。要在最初階段做好設備的單體調試和整體聯調工作，運行中發現有需要完善的地方，及早制定好計劃和三措兩案，選取合適時機進行完善。讓隱患能夠被控制在最小的范圍之內，這樣一來才能夠讓繼電保護運行性能有一個新的提升。

3.3 加強技術人才建設

工作人員的專業技術水平產生直接的作用，因此火力發電廠應當認識到技術人才培養建設的重要性，加強專業技術方面的培訓工作，讓技術管理能夠在繼電保護體系之中充分發揮出所具備的價值。應當定期組織相關工作人員進行培訓，同時邀請行業的專家學者到廠，通過專題講座、經驗分享等形式來最大化地增強工作人員的專業水平。同時也應當積極吸納專業人才，不斷優化技術人才隊伍，奠定專業上堅實的人才基礎。

3.4 完善監督管理體系

要想讓繼電保護系統能夠安全且穩定的運行，除了要讓科學技術所具備的作用充分發揮之外，還應當對監督管理體系進行完善，從而讓整個流程能夠在控制之中，避免各類漏洞的出現，防止在管理技術中暴露出越來越多的安全隱患。在監督管理體系之中，應當根據自身的實際情況來合理分配監管職能，確保有關人員能夠積極參與，一旦發現問題要及時進行解決，將隱患扼殺于搖籃之中。同時對上級進行的技術檢查要認真迎檢，對提出來的確實存在的問題要制定計劃，整改完善，自身解決不了的可以向上級申請技術力量。通過這樣的方式才能夠有效提升繼電保護整體的運轉可靠性。

4 結束語

綜上所述，火力發電是電力系統的一個重要組成，提升火力發電廠繼電保護的安全可靠性能成為近年來人們廣泛關注并討論的問題。一旦電力系統的安全性出現問題，則很有可能引起大面積供電癱瘓，為人們的生活和生產帶來不便。因此，加強火力發電廠的繼電保護可靠運行對促進電力事業穩健、長遠發展都有著至關重要的意義。