王鈺

摘 要：發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響著電力系統(tǒng)的安全與經濟運行，因此，對其電氣設備發(fā)電機、變壓器繼電保護的要求也越來越高。

關鍵詞：發(fā)電機；變壓器；繼電保護；公用母線

1 發(fā)電機的保護

發(fā)電機在運作過程中容易受到不同程度的損害，究其原因之一是因為發(fā)電機自身結構比較復雜，運行過程中難免會發(fā)生未知的故障或者出現(xiàn)異常運行的狀態(tài)。與此同時，電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時是造成發(fā)電機損傷的另一個原因，尤其是單機容量大的現(xiàn)代大中型發(fā)電機。所以，實際運作中，不能盲目斷定發(fā)電機的故障類型及非正常運行狀態(tài)原因，要對其進行針對性的分析，并依此作出相應的保護措施。

1.1 定子繞組相間斷路

實際運行中，定子繞組相間斷路會對發(fā)電機造成嚴重的損害，以為運行中會產生巨大的短路電流，為了防止此類現(xiàn)象發(fā)生，發(fā)電機裝設瞬時動作的縱聯(lián)差動保護。

1.2 定子繞組匝間短路

從整體來看，我們可以將定子繞組的匝間短路的情況分為兩種，其中的一種情況是同相同分支繞組的匝間短路，另外一種情況是同相異分支的匝間短路。這兩種短路情況都會由于強電流的產生而導致對發(fā)電機的損壞。鑒于這種情況，建議安裝使用保護性能較好的瞬時動作專用的匝間短路保護。

1.3 定子繞組的單相接地

發(fā)電機最常見的一種故障就是定子繞組的單相接地，事實上這種故障是由于絕緣的損壞，讓繞組與貼心發(fā)生短接，定子繞組的單相接地。接地電流損害絕緣繞組并引發(fā)電弧灼傷鐵心，雖然此時電流并不是很大，但仍有幾率發(fā)展成為相間短路或有機會發(fā)展為匝間短路。所以，發(fā)電機安裝更為靈敏的定子繞組接地保護。

1.4 發(fā)電機轉子一點接地和兩點接地

發(fā)電機轉自繞組倆點接地會造成無法想象的嚴重后果，因為如若發(fā)生此類情況，轉子繞組就會因為短接從而造成磁勢不平衡，這時候就會劇組的劇烈震動。一點接地，對發(fā)電機的運行沒有明顯不利影響。但為了更有效的避免倆點接地，裝設一點接地保護也和安裝倆點接地保戶同樣重要。

1.5 發(fā)電機失磁

發(fā)電機的失磁現(xiàn)象會對發(fā)電機本身造成嚴重的危害，也會對發(fā)電機的系統(tǒng)造成不可估量的損害，因此，發(fā)電機失磁是發(fā)電機要種故障之一，同時也是非常常見的故障，一般情況下，發(fā)電機的失磁故障表現(xiàn)為完全和部分失磁倆種情況。為了應對這種情況，應當為發(fā)電機安裝失磁保護。除此之外，像電壓保護，電流，阻抗保護等后備保護也應在發(fā)電機上裝設。比較發(fā)電機兩側電流的相位和電流的大小是發(fā)電機縱聯(lián)差動保護的基本原理，這個原因反應的是相間短路故障。下面這個圖標就展示了發(fā)電機縱聯(lián)差動保護：將發(fā)電機兩側變比和型號相同的電流互感器二次測圖示極性端縱向連接起來，差動繼電器KD接于其差回路中，當正常運行或外部故障時，I1與I2反向流入，KD的電流為：

2 變壓器的保護

電力系統(tǒng)的安全運行，一個重要的前提是變壓器不會發(fā)生各種類型的故障或者是變壓器不會發(fā)生不正常運行狀態(tài)。發(fā)生以上倆種情況之一或者同時發(fā)生都會對變壓器造成損害，危害電力系統(tǒng)的安全運行。根據(jù)相關規(guī)定，因當為變壓器設置相應的保護。

（1）防止變壓器繞組和引出線相間短路，直接接地系統(tǒng)側繞組和引出線的單相接地短路以及繞組匝間短路的縱聯(lián)差動保護。（2）防止變壓器油箱內部各種短路或斷線故障以及油面降低的瓦斯保護。（3）防止變壓器過勵磁保護。對于大型變壓器而言，變壓器差動保護必須是單獨的。通常情況下，變壓器差動保護是三測電流差動，也就是高壓側電流來自高壓電流互感器。而對應的中壓測電流則來自中壓側電流互感器。低壓側電流來自相應的低電流互感器。變壓器差異保護作為變壓器最為被重視的保護之一原因即是這種保護范圍已經被嚴格限定的區(qū)域，從中可以了解彼此區(qū)域間各種各樣的故障以及故障類型。變壓器因為在某些諸如運行方式，構造等方面與發(fā)電機存在著巨大的差異，所以不能完全照搬發(fā)電機的差異保護模式，又因為以上倆種原理是基本相同的，所以差異保護原理如圖2所示。

3 發(fā)電機變壓器組公用母線保護

發(fā)變組，全稱是發(fā)電機變壓器組，如今已經在電力系統(tǒng)中的得到了大面積的應用，尤其是在300mw級以上的電廠。因此發(fā)變組的公共保護變得尤為重要，主要保護有如下幾種：（1）發(fā)變組縱聯(lián)差動保護，構成雙重化保護。（2）反時限過勵磁保護。（3）后備阻抗保護。（4）非全相運行保護。（5）斷路器失靈保護。

快速保護的雙重化是如今大型發(fā)電機和變壓器必須采用的，這些做的目的是為了使保護動作更加的可以把握。一般情況下，并不是按著發(fā)電機的配套差異保護和變壓器的差動保護分別進行保護，而是有目的的簡化，采用大電機變壓器組縱差保護。發(fā)電機變壓器組縱差保護運用的輸入電流是來自三個不同的電流互感器，它們分別是高壓廠變側電流互感器、電機中性點處電流互感器和主變高壓側斷路器處的電流互感器。即所謂的三側電流差動。發(fā)電機變壓器縱差保護主要的保護對象是，變壓器和發(fā)電機以及連接他們各自之間的連線，在就是他們各自之間與相關斷路器與廠用高壓側見的引線，讓出口動作在發(fā)電機變壓器縱差保護下全停。大型的發(fā)電機和變壓器的運行中難免會出現(xiàn)各種各樣的，由于不同原因所引發(fā)的過激勵現(xiàn)象，以下是常見的幾種：（1）發(fā)變組與系統(tǒng)并列之前，由于操作錯誤，誤加大勵磁電流引起過激勵。（2）發(fā)電機起動過程中，轉子在低速預熱時，若將電壓升至額定值，則因為發(fā)電機和變壓器低頻運行造成過激勵。（3）切除發(fā)電機過程中，發(fā)電機解列減速，若滅磁開關拒動，使發(fā)變組遭受低頻引起過激勵。

參考文獻

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[2]能源部西北電力設計院.電力工程電氣設計手冊（1、2）[M].北京：中國電力出版社，2002：98-110.