鄭華偉

（國(guó)網(wǎng)四川資陽(yáng)雁江供電有限責(zé)任公司，四川 資陽(yáng) 641300）

一、非大型電機(jī)組的保護(hù)裝置

（一）微機(jī)保護(hù)的優(yōu)勢(shì)

對(duì)于發(fā)電機(jī)組的繼電保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了四次轉(zhuǎn)變：電磁式，晶體管式，集成電路式，微機(jī)式保護(hù)?，F(xiàn)在微機(jī)保護(hù)得到了廣泛的應(yīng)用。微機(jī)保護(hù)裝置較為快速、靈敏和高可靠性，通過(guò)優(yōu)化算法和程序能夠完成許多功能。主要體現(xiàn)在：①微機(jī)保護(hù)程序具備自適應(yīng)性，根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)的轉(zhuǎn)換特性曲線以適應(yīng)運(yùn)行工況的要求。②微機(jī)保護(hù)存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ)多套參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)，在現(xiàn)場(chǎng)改變繼電器的特性上具備靈活性，采用數(shù)學(xué)方程的方法，改善了保護(hù)性能，保護(hù)性比較穩(wěn)定，通常不會(huì)隨使用時(shí)間發(fā)生轉(zhuǎn)變，保護(hù)動(dòng)作準(zhǔn)確性比較高。③微機(jī)保護(hù)都具備自檢的能力，一旦裝置出現(xiàn)故障，可以發(fā)出報(bào)警的信號(hào)，對(duì)保護(hù)裝置相應(yīng)實(shí)行閉鎖，以保證保護(hù)裝置不會(huì)發(fā)生誤動(dòng)。④可以和計(jì)算機(jī)監(jiān)控發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行信息的交換，對(duì)于電廠以及電站的信息進(jìn)行采集和遠(yuǎn)程的控制。

（二）中小型發(fā)電機(jī)組的保護(hù)功能

1 中小型發(fā)電機(jī)組的故障分析

要想對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行機(jī)電保護(hù)配置，首先必須研究發(fā)電機(jī)常見(jiàn)故障，主要分為：①定子繞組相間的短路，指的是不同的相位之間發(fā)生短路。出現(xiàn)相間短路時(shí)，短路的電流比較大，繞組過(guò)熱，有可能會(huì)導(dǎo)致著火現(xiàn)象。②定子繞組單相接地。在單相接地的時(shí)候，故障的電流為幾安或者是幾十安，接地點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)間歇性的弧光或過(guò)電壓。③定子繞組匝間短路，是同相位的分支之間發(fā)生短路。環(huán)流較大，故障處的溫度較高，絕緣可能被破壞，轉(zhuǎn)換成單相接地或者是相間短路。④轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地或者是兩點(diǎn)接地，當(dāng)發(fā)生一點(diǎn)接地的時(shí)候，勵(lì)磁回路還是可以正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)可以持續(xù)的運(yùn)行，如果不及時(shí)處理，會(huì)轉(zhuǎn)化成兩點(diǎn)接地。對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)，勵(lì)磁回路的兩點(diǎn)接地會(huì)形成軸系以及汽機(jī)的磁化現(xiàn)象。⑤發(fā)電機(jī)出現(xiàn)失磁現(xiàn)象，勵(lì)磁系統(tǒng)出現(xiàn)故障，轉(zhuǎn)子繞組出現(xiàn)問(wèn)題，勵(lì)磁電流出現(xiàn)下降或者消失的情況。

2 中小型發(fā)電機(jī)組應(yīng)當(dāng)裝設(shè)的保護(hù)功能

（1）對(duì)于定子繞組相間短路的故障，超過(guò)1MW的發(fā)電機(jī)應(yīng)當(dāng)實(shí)行縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)；低于1MW的發(fā)電機(jī)根據(jù)實(shí)際的情況，在和其他的機(jī)組或者是系統(tǒng)并列運(yùn)行的過(guò)程中，在發(fā)電機(jī)的出口側(cè)需要裝設(shè)三相式的電流速斷保護(hù)，如果電流速斷保護(hù)靈敏度不符合要求，可以裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。現(xiàn)在的小型發(fā)電機(jī)超過(guò)750kW，多數(shù)采用的是縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)做短路主保護(hù)。

（2）對(duì)于直接和母線相連的發(fā)電機(jī)，定子繞組出現(xiàn)單相接地的故障，如果接地的電容電流超過(guò)或者是和允許值相等時(shí)，需要配置的接地保護(hù)是具備選擇性并且可以進(jìn)行跳閘動(dòng)作的接地保護(hù)；如果低于允許值，需要裝設(shè)對(duì)信號(hào)進(jìn)行作用的接地保護(hù)。當(dāng)發(fā)電機(jī)容量低于100MW，需要在保護(hù)區(qū)設(shè)置定子接地保護(hù)為超過(guò)90%；如果容量超過(guò)100MW，需要在保護(hù)區(qū)設(shè)置定子接地保護(hù)為100%。

（3）對(duì)于定子繞組匝間短路的故障，通常采用的措施是實(shí)行單元件的橫差保護(hù)，和傳統(tǒng)的縱差一起，組成雙重化的主保護(hù)。對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)，中性點(diǎn)側(cè)只能引出的端子數(shù)量為3個(gè)，可以裝設(shè)的保護(hù)是：①故障分量負(fù)序方向的保護(hù)；②縱向基波零序的過(guò)電壓式；③轉(zhuǎn)子二次諧波電流式。對(duì)于小型的水機(jī)電組，沒(méi)有必要思考定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的匝間短路保護(hù)，目前主要是借助裝在回路中的電流表或傳感器，由值班人員進(jìn)行近方或遠(yuǎn)方的監(jiān)視運(yùn)行。

（4）針對(duì)過(guò)電流的現(xiàn)象，可以采用的保護(hù)方式如下：①低于1MW的小發(fā)電機(jī)，，應(yīng)用簡(jiǎn)單的保護(hù)就可以；②發(fā)電機(jī)超過(guò)1MW，采用的過(guò)電流保護(hù)應(yīng)是由帶低電壓?jiǎn)?dòng)的方式；③低電壓過(guò)電流不夠靈敏，可采取復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的方式；針對(duì)自并勵(lì)發(fā)電機(jī)，應(yīng)當(dāng)附加記憶的功能，以保證發(fā)電機(jī)近端短路時(shí)過(guò)流保護(hù)具有足夠的靈敏度。

（5）針對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁消失的問(wèn)題，在不能進(jìn)行失磁運(yùn)行的的情況，應(yīng)當(dāng)由失磁保護(hù)斷開(kāi)自動(dòng)滅磁的開(kāi)關(guān)，與此同時(shí)，把發(fā)電機(jī)斷路器斷開(kāi)。如果發(fā)電機(jī)采用了半導(dǎo)體的勵(lì)磁方式，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行專用的失磁保護(hù)。

二、非大型發(fā)電機(jī)組的調(diào)試工作

在發(fā)電機(jī)中，勵(lì)磁裝置是最主要的輔機(jī)，它的性能與電能生產(chǎn)有直接的影響，因此，在非大型發(fā)電機(jī)組的調(diào)試工作中，勵(lì)磁裝置的調(diào)試占據(jù)比較重要的位置。

對(duì)于勵(lì)磁裝置不能按照正常的方式進(jìn)行升壓的問(wèn)題，首先應(yīng)當(dāng)確定勵(lì)磁裝置是否能夠輸出啟勵(lì)電壓。其次，檢查啟勵(lì)接觸器的工作情況；再次，檢查勵(lì)磁變壓器工作的回路；最后，對(duì)勵(lì)磁裝置整流情況進(jìn)行檢查，檢查轉(zhuǎn)子和勵(lì)磁輸出電纜的方向，看是否正常。

在運(yùn)行中，勵(lì)磁裝置會(huì)出現(xiàn)故障?？煽毓栌|發(fā)脈沖，影響到勵(lì)磁裝置的穩(wěn)定工作。故障現(xiàn)象主要是勵(lì)磁在投入使用的過(guò)程中，在某個(gè)工作點(diǎn)，勵(lì)磁表計(jì)出現(xiàn)擺動(dòng)的現(xiàn)象。對(duì)這種現(xiàn)象，需要對(duì)脈沖屏蔽線進(jìn)行更換，使電纜屏蔽層能夠接地。當(dāng)勵(lì)磁表記出現(xiàn)輕微的抖動(dòng)時(shí)，屬于比較正常的現(xiàn)象，如果擺動(dòng)的幅度比較大，就是故障。這種情況下，應(yīng)當(dāng)對(duì)脈沖控制電壓進(jìn)行檢查，脈沖控制電壓是依賴于勵(lì)磁量側(cè)值，通過(guò)PID調(diào)節(jié)然后輸出。因此，必須檢查勵(lì)磁裝置的電源，然后檢查給定值?？梢圆捎萌f(wàn)用表以及示波器對(duì)給定值進(jìn)行檢查。

勵(lì)磁電壓與電流也可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。當(dāng)電壓正常，電流偏低的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生局部發(fā)熱的現(xiàn)象。故障通常是因?yàn)檗D(zhuǎn)子回路的阻值增大導(dǎo)致的。高溫跡象的原因有以下幾個(gè)方面：①整流回路銅排各連接點(diǎn)接觸不良；②分流器端子接觸不良；③轉(zhuǎn)子與電纜之間的連接問(wèn)題；④集電環(huán)以及碳刷在有效的接觸面積減小時(shí)，會(huì)使接觸電阻增大等。

結(jié)語(yǔ)

為了保證電力系統(tǒng)的有效運(yùn)行，需要做好發(fā)電機(jī)組的保護(hù)工作。對(duì)于中小型的發(fā)電機(jī)組，做好機(jī)電設(shè)置的保護(hù)和調(diào)試工作是非常重要的。在發(fā)電機(jī)組保護(hù)設(shè)置方面，針對(duì)發(fā)電機(jī)組經(jīng)常存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，并采取相應(yīng)的保護(hù)措施。此外，還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)勵(lì)磁裝置的調(diào)試工作，從而使電力系統(tǒng)處于穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)。

[1]劉玉福.改進(jìn)中小型發(fā)電機(jī)傳統(tǒng)的繼電保護(hù)方式[J].電工技術(shù)，2009（04）.

[2]耿慶魯，韓海鵬.氯堿企業(yè)中小型發(fā)電機(jī)組的繼電保護(hù)[J].氯堿工業(yè)，2011（06）.