火力發電廠提高繼電保護運行可靠性的技術分析

何 靖

（國家能源集團諫壁發電廠，江蘇 鎮江 212000）

0 引 言

隨著電力系統的不斷發展，火力發電廠繼電保護裝置的運行效果受到了更多的關注。對于繼電裝置誤動、拒動等現象要開展針對性處理，降低電力系統運行阻礙問題的發生率，促進經濟效益和安全效益的和諧統一。

1 影響火力發電廠繼電保護運行可靠性的因素

在火力發電廠繼電保護管理控制工作中，繼電保護出現的異常現象會對整個電力系統機組電氣設備的實際應用水平產生影響，造成局部損壞或大范圍停電等問題。

1.1 繼電保護裝置自身因素

通常而言，火力發電廠的繼電保護裝置會采取微機保護的處理方式，包括硬件內容和軟件內容。對應的硬件內容由若干個電子元件組成，任何加工中存在的質量異常問題都會對后續使用造成影響。而軟件方面的隱患則主要集中在設計層面，其不合理的問題會使得電力系統運行的可靠性大幅降低。

1.2 定值因素

在火力發電廠運行管理過程中，如果出現電網結構變動或基礎運行模式改變的情況，繼電保護管理人員沒有結合實際情況進行最新接口定值參數和系統等級參數的改良，必然會出現裝置定值不匹配的現象[1]。

1.3 人為因素

安裝階段，繼電保護工作人員沒有嚴格按照設計圖紙開展相應的安裝處理工作，會造成二次回路接線等過程的失效。調試階段，操作人員缺乏安全意識，調試工作沒有滿足安全要求。運行階段，操作人員對繼電保護設備存在的異常現象沒有及時妥善處理，造成項目漏檢或逾期處理。

2 火力發電廠提高繼電保護運行可靠性的技術內容

2.1 落實機組應用保護技術

2.1.1 縱聯差動保護技術

針對火力發電廠繼電保護裝置的管控工作，要充分分析其可能存在的問題，然后針對故障采取相應的處理技術。縱聯差動保護技術能對變壓器一次電流和二次電流的數值、相位等進行集中保護，避免變壓器和引出線之間的相間短路問題、大電流接地系統單相接地短路問題出現[2]。縱聯差動保護系統構成如圖1所示。

圖1 縱聯差動保護系統構成

電網縱聯差動保護過程中，被保護線路的首端和末端電流本身具有大小相同、相位一致的特點，能對整條線路予以保護，實現全線速動。縱聯差動保護原理如圖2所示。

圖2 縱聯差動保護原理

當流入差動回路的電流超出差動繼電器起動電流時，差動繼電器保護動作較為明顯，并且瞬時發出跳閘脈沖，有效斷開線路兩側斷路器。

縱聯差動保護裝置中，變壓器兩側的電流互感器和繼電器是非常關鍵的組成部分。電流互感器利用串聯形成良好的運行環路，繼電器直接連接在環路位置上，確保電流繼電器運行過程中產生的電流滿足兩側電流互感器二次側電流差值的應用要求。一旦在保護范圍內出現異常現象，兩側的電流互感器二次側電流就能維持一致，從而確保繼電器縱向差動電流保護合理可靠。如果出現短路故障，差電流大于0，則繼電器動作，保證斷路器跳閘處理，提升其整體可靠性水平[3]。

2.1.2 零序過電流保護裝置

零序過電流保護裝置主要應用在機組運行過程中氣壓元件保護環節，一旦火力發電廠出現較大的零序電流，就借助零序電流構成接地短路保護裝置，更好地維持整個系統運行的穩定性，減少安全隱患，最大程度上提高繼電器運行的可靠性。零序過電流保護具體為3段式處理，如表1所示。

表1 零序過電流保護三段式處理內容

2.1.3 復合電壓啟動的過電流保護

利用負序電壓繼電器和低電壓繼電器共同形成電壓復合元件，配合相應動作就能維持啟動狀態。利用電流元件和低電壓元件完成低壓閉鎖過電流保護工作，動作電流Iopl按照變壓器高壓側三相短路時最大三相短路電流或避開振蕩時流過的最大振蕩電流進行整定。

2.1.4 負荷過載保護

對于火力發電廠繼電保護裝置應用管理工作而言，為了進一步提升其綜合應用效能，要設置負荷過載的實時性動態控制技術，以提升其運行穩定性和管理可靠性。保護裝置可實現多備用電源的設置，在運行機組電壓參數超出限定數值后，就能提供相應的相電流完成機組保護工作。將運行機組的電壓參數直接限定在可靠處理范圍內，有效避免電壓故障產生不良影響[4]。

2.1.5 瓦斯保護裝置

對于火力發電廠繼電保護工作而言，借助瓦斯保護裝置對瓦斯變化予以控制也非常關鍵。一旦出現動作信號，瓦斯保護裝置就會直接啟動斷路器，維持繼電保護裝置運行環境的安全性，有效避免瓦斯數值超標造成的安全隱患問題。

2.2 強化機組運行操作處理技術

繼電保護裝置運行管理人員要充分了解機組的保護原理和二次圖紙的相關內容，及時開展二次回路端子、繼電器以及壓板結構的核對工作。著重檢查繼電保護裝置接線處理方式是否滿足要求，按照“兩票”制度執行管理工作，并全面確保繼電保護運行過程滿足規程管理標準。在設備投入和退出環節，要按照設備調度范圍開展具體內容，提高相關工作的實效性[5]。

針對繼電保護運行工作的管理要落實規范培訓機制，針對相位比較式母差保護，則要在母聯開關代線路狀態下完成CT端子切換處理。一旦母差保護發出母差交流斷線或母差直流電壓為0的信號，就要利用專用旁路母線母聯開關替代線路操作和恢復倒閘操作的方式完成保護處理。如果高頻保護狀態下直流電源運行異常，則要進行通道實驗參數的分析[6]。如果微機保護總告警燈亮起，則退出相應保護；如果中央處理器（Central Processing Unit，CPU）故障，則退出裝置所有保護。如果告警插件的信號燈不亮，且電源指示燈也熄滅，則說明整個系統中電流已經消失，此時要直接退出出口壓板，待電流恢復再完成投切處理。

保護動作出現跳閘現象后，要嚴格控制操作人員的操作行為，對實際動作情況進行集中檢查并分析原因，在送電恢復之前階段性復位。在故障解除后分析保護動作，完成運行分析記錄，涉及的內容包括專業分析和評價、崗位操作分析和評價以及最終結論等。

2.3 優化繼電保護技術

對于火力發電廠而言，規范化的管理工作具有重要的約束作用。管理部門要結合電廠的實際情況制定并落實改造方案，確保繼電保護技術管控措施的應用效果最優化，提高運行可靠性的同時，減少安全隱患造成的經濟損失[7]。

火電廠通常使用110 kV線路或220 kV線路，線路運行還存在一些缺陷，要結合火電廠的具體應用環境優化母線的保護水平。一般而言，火力發電廠會建立BP-2CS母線保護處理模式，裝置會借助暫態飽和全過程測量分析方式，配合可變性差動算法，最大程度上提高線路裝置的抗飽和能力[8]。一旦出現異常，能借助自動糾正倒閘輔助接點的方式維持繼電保護性能。此外，要對缺陷較多、超期服役且功能無法滿足電網要求的線路保護予以處理。

及時完成二次回路的檢查分析工作，集中解決電纜寄生二次線路問題，并對二次圖紙予以整理和管控，確保保護過程、信號處理過程、控制過程以及合閘分析過程等都能得以落實，避免繼電保護裝置誤動造成不良影響[9]。

積極開展日常管理分析工作，快速檢測火力發電廠繼電保護運行期間存在的安全隱患，針對具體問題落實具體處理措施，并在檢測工作結束后及時錄入相關信息。工作人員要利用多種部件分析繼電保護裝置的運行情況，詳細記錄發熱參數，并標記參數特定數值，快速執行相關運行情況的處理工作[10]。此外，要定期檢查故障信號，對比繼電保護裝置運行狀態核實數據，優化更新系統的同時校驗和調整繼電保護定值，從而有針對性地落實火力發電廠繼電保護運行可靠性管理工作。

3 結 論

為了提升火力發電廠繼電保護的運行可靠性，需要整合運行技術模式，建立更加科學的技術管理方案。通過完善的管理流程，及時發現問題并落實相應的處理工作，通過繼電保護的規范性，為火力發電廠的可持續健康發展奠定堅實基礎。