發(fā)電機(jī)變壓器繼電保護(hù)及應(yīng)用

文/張千朋 洪騰飛 陳龍

1 發(fā)電機(jī)變壓器繼電保護(hù)的重要意義

1.1 繼電保護(hù)

繼電保護(hù)是一種能夠通過(guò)對(duì)故障檢測(cè)，將故障進(jìn)行有效隔離或切除的措施。常規(guī)的繼電保護(hù)裝置由三個(gè)部分組成，即測(cè)量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)的意義

發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)中較為重要組成部分之一，其運(yùn)行穩(wěn)定與否直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。在發(fā)電機(jī)上加裝繼電保護(hù)裝置后，能夠使其故障發(fā)生率大幅度降低，從而保證了電力的正常輸出。繼電保護(hù)裝置會(huì)在發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，以最快的速度將故障設(shè)備從機(jī)組中切除，這樣便不會(huì)對(duì)周圍的線路和其它設(shè)備的運(yùn)行造成影響，而發(fā)電機(jī)在故障設(shè)備被切除后，仍然可以維持正常運(yùn)行。這樣便可以在不影響發(fā)電的前提下，對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行維修處理，當(dāng)故障消除后，便可使其重新投入運(yùn)行。針對(duì)發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)方式有以下幾種：縱差保護(hù)、橫差保護(hù)以及接地保護(hù)等。按照不同的情況，可對(duì)繼電保護(hù)方式進(jìn)行合理選擇。

1.3 變壓器繼電保護(hù)的意義

電力變壓器是一種處于靜止?fàn)顟B(tài)的電氣設(shè)備，其主要作用是變換交流電壓和電流，是電力系統(tǒng)中不可或缺的重要元件之一，與供電可靠性具有密切的關(guān)聯(lián)。變壓器可以滿足不同地區(qū)的用電要求，一旦發(fā)生故障，會(huì)對(duì)用戶用電造成影響。通過(guò)繼電保護(hù)，可以提高變壓器的運(yùn)行穩(wěn)定性，降低故障發(fā)生幾率，為正常供電提供強(qiáng)有力的保障。針對(duì)變壓器的繼電保護(hù)方式有以下幾種：電流速斷保護(hù)、瓦斯保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、阻抗保護(hù)等等。可按照變壓器的實(shí)際情況，對(duì)繼電保護(hù)方式進(jìn)行合理選擇。

2 繼電保護(hù)在發(fā)電機(jī)變壓器中的具體應(yīng)用

2.1 繼電保護(hù)在發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用

對(duì)于發(fā)電機(jī)而言，其在運(yùn)行的過(guò)程中，常常會(huì)出現(xiàn)各種故障，導(dǎo)致這一問(wèn)題的主要原因是發(fā)電機(jī)本身的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度較高，如果運(yùn)行中出現(xiàn)偏差，則可能引起異常，當(dāng)異常情況未能獲得及時(shí)處理，便可能轉(zhuǎn)化為故障，這種情況在大型發(fā)電機(jī)組中較為常見(jiàn)。由于發(fā)電機(jī)的故障類型較多，所以在繼電保護(hù)方式的選擇上必須遵循合理性的原則，從而確保繼電保護(hù)的作用能夠得以最大限度地發(fā)揮。

2.1.1 定子繞組的繼電保護(hù)

發(fā)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，定子繞組的故障發(fā)生幾率較高，為此，應(yīng)當(dāng)針對(duì)具體的故障類型，對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行合理應(yīng)用。當(dāng)發(fā)電機(jī)的定子繞組發(fā)生相間短路時(shí)，由于運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生巨大的短路電流，從而很容易造成發(fā)電機(jī)損壞，對(duì)于這種情況，可以應(yīng)用瞬時(shí)動(dòng)作的縱差保護(hù)；當(dāng)定子繞組發(fā)生匝間短路時(shí)，強(qiáng)電流可能影響到發(fā)電機(jī)的運(yùn)行可靠性，對(duì)此，可應(yīng)用保護(hù)性能較好匝間短路保護(hù)，這種繼電保護(hù)方式具有迅速動(dòng)作的特點(diǎn)，能夠滿足保護(hù)需要；對(duì)于定子繞組的單相接地故障，可以應(yīng)用接地保護(hù)。

2.1.2 發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)

失磁是發(fā)電機(jī)運(yùn)行中較為常見(jiàn)的一類故障問(wèn)題，當(dāng)失磁現(xiàn)象出現(xiàn)，會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)造成非常嚴(yán)重的損傷。失磁分為兩種情況，一種是部分失磁，另一種是完全失磁。針對(duì)失磁問(wèn)題，可以應(yīng)用繼電保護(hù)中的失磁保護(hù)。采用失磁保護(hù)后，保護(hù)裝置會(huì)在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流衰減為零后，使出口斷路器斷開(kāi)，并將發(fā)電機(jī)從電網(wǎng)中隔離出去，這樣既可以防止發(fā)電機(jī)損壞，又能保持電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在應(yīng)用失磁保護(hù)時(shí)，必須對(duì)重要判據(jù)進(jìn)行合理確定。

2.2 繼電保護(hù)在變壓器中的應(yīng)用

當(dāng)變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行造成影響，為了避免變壓器故障對(duì)系統(tǒng)的影響，應(yīng)當(dāng)設(shè)置相應(yīng)的繼電保護(hù)。變壓器繞組和引出線常常會(huì)發(fā)生相間短路問(wèn)題，而變壓器側(cè)繞組則可能會(huì)出現(xiàn)匝間短路現(xiàn)象，為有效避免上述情況發(fā)生，可以應(yīng)用縱差保護(hù)。這種繼電保護(hù)方式，只會(huì)在被保護(hù)區(qū)內(nèi)短路時(shí)才會(huì)動(dòng)作，所以應(yīng)用時(shí)，無(wú)需考慮與相鄰元件保護(hù)的配合問(wèn)題，可在被保護(hù)元件的各端加裝電流互感器，并用導(dǎo)線將二次線圈連接起來(lái)，接差動(dòng)繼電器。在一些特殊的場(chǎng)合需要使用大型變壓器，為確保其運(yùn)行安全性，必須采取獨(dú)立的差動(dòng)保護(hù)。此外，可將瓦斯保護(hù)作為變壓器的主保護(hù)進(jìn)行應(yīng)用，這種繼電保護(hù)方式不但動(dòng)作迅速、靈敏可靠，而且結(jié)構(gòu)還非常簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠性高。為使瓦斯保護(hù)的作用得以做大限度地發(fā)揮，在具體安裝時(shí)必須保證安裝質(zhì)量，并且還要做好巡檢工作，防止瓦斯保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)作。

3 結(jié)論

綜上所述，發(fā)電機(jī)和變壓器作為電力系統(tǒng)的核心部件，它們的運(yùn)行穩(wěn)定與否關(guān)系重大。為此，對(duì)發(fā)電機(jī)和變壓器進(jìn)行有效的繼電保護(hù)就顯得尤為必要。在具體的應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，選擇適宜的繼電保護(hù)方式，從而確保繼電保護(hù)的作用能夠獲得最大限度地發(fā)揮，這對(duì)于推動(dòng)我國(guó)電力事業(yè)的健康發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。