前言

目前我國(guó)的用電量隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展而不斷增加，不僅工業(yè)上對(duì)供電水平的穩(wěn)定性提出的很高的要求，就連人們?nèi)粘Ｉ钪须娔艿南M(fèi)也對(duì)供電質(zhì)量提出了更多精細(xì)的要求，而其中的企業(yè)供電安全一直是大家關(guān)注的焦點(diǎn)。發(fā)電機(jī)作為供電系統(tǒng)的核心部件，其性能的穩(wěn)定性直接關(guān)系到整個(gè)供電過(guò)程的穩(wěn)定和安全。在實(shí)際的供電工作中，發(fā)電機(jī)出現(xiàn)的故障會(huì)直接影響整個(gè)發(fā)電、供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此發(fā)電機(jī)的日常運(yùn)行維護(hù)中，對(duì)于發(fā)電機(jī)的保護(hù)和控制工作，就擺在了顯著的位置。本文就發(fā)電機(jī)保護(hù)與控制的日常維護(hù)工作進(jìn)行了淺析。

1、發(fā)電機(jī)保護(hù)的重要性

電能的供應(yīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響越來(lái)越大，任何企業(yè)的發(fā)展都是無(wú)法離開(kāi)電能的，所以，現(xiàn)在電能的正常供應(yīng)就顯得尤為重要。近年來(lái)，我國(guó)的電力行業(yè)得到了長(zhǎng)足地發(fā)展，電力企業(yè)的發(fā)展與電能的遠(yuǎn)距離高壓輸送，已經(jīng)解決了電能供應(yīng)問(wèn)題，隨之而來(lái)的是電力系統(tǒng)的安全成為了關(guān)注的焦點(diǎn)。保證經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的安全性特別重要。在整個(gè)供電環(huán)節(jié)中，發(fā)電機(jī)組是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。發(fā)電機(jī)組除了造價(jià)昂貴，同時(shí)它的結(jié)構(gòu)也非常復(fù)雜，整個(gè)操作運(yùn)行維護(hù)的要求也相對(duì)別的電氣設(shè)備要高很多。而發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行和平穩(wěn)供電的前提，一旦發(fā)生發(fā)電機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)的故障，在沒(méi)有正確處理的情況下，將會(huì)對(duì)電網(wǎng)形成非常大的沖擊，不僅會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組設(shè)備的損壞，企業(yè)生產(chǎn)受到影響，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)威脅到生產(chǎn)人員的人身和生命安全。在過(guò)去的時(shí)間里，發(fā)電機(jī)組的保護(hù)裝置不管是從原理還是外型結(jié)構(gòu)，都隨著新技術(shù)新材料的普及得到了迅速的發(fā)展，發(fā)電機(jī)組的保護(hù)裝置進(jìn)入微機(jī)操作模式時(shí)代，使得發(fā)電機(jī)的保護(hù)反應(yīng)更加的快速和靈敏。除了具備當(dāng)保護(hù)裝置自身故障時(shí)可以自動(dòng)發(fā)出信號(hào)提示，閉鎖保護(hù)裝置的自檢功能。還結(jié)合現(xiàn)代通訊技術(shù)，發(fā)電機(jī)組的微機(jī)保護(hù)裝置可以與計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息的交換，便捷地實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控操作。它的功能還體現(xiàn)在微機(jī)保護(hù)裝置對(duì)于各種程序?qū)崿F(xiàn)自適應(yīng)，不同的生產(chǎn)環(huán)境要求，可以根據(jù)當(dāng)時(shí)的運(yùn)行情況，對(duì)保護(hù)自身的定值和特性進(jìn)行合理的調(diào)整和改變，達(dá)到安全供電生產(chǎn)的基本要求。因此，對(duì)于發(fā)電機(jī)組的保護(hù)配置和維護(hù)，是發(fā)電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行工作中的一個(gè)重點(diǎn)，值得所有發(fā)電機(jī)組運(yùn)行設(shè)計(jì)和日常維護(hù)工作人員們重視。

2、發(fā)電機(jī)保護(hù)功能的配置

發(fā)電機(jī)的保護(hù)配置應(yīng)該按運(yùn)行方式進(jìn)行配置，發(fā)電機(jī)端有出口斷路器，通過(guò)母線經(jīng)過(guò)電抗器向自身的動(dòng)力系統(tǒng)供電，同時(shí)母線與升壓變連接，將剩余的功率經(jīng)升壓后輸送至工廠的變電站，然后再將電能輸送各個(gè)生產(chǎn)裝置。對(duì)于發(fā)電機(jī)發(fā)生故障，應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)的保護(hù)裝置進(jìn)行故障隔離，確保生產(chǎn)鍋爐的供汽，穩(wěn)定其他生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)用汽。因此采用發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)與升壓變保護(hù)分別配置的方案，并且采用雙重化的保護(hù)配置，確保發(fā)電機(jī)組的可靠，穩(wěn)定。一個(gè)發(fā)電機(jī)組有兩套保護(hù)柜，每套保護(hù)柜分別有發(fā)電機(jī)保護(hù)、升壓變保護(hù)、升壓變后備保護(hù)，同時(shí)還有相應(yīng)的轉(zhuǎn)子接地保護(hù)，以及變壓器的非電量保護(hù)，還有相應(yīng)的勵(lì)磁保護(hù)。能夠在發(fā)電機(jī)發(fā)生故障或者出現(xiàn)非正常運(yùn)行現(xiàn)象時(shí)，能夠自動(dòng)、迅速、有選擇性地將發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)中切除，或者根據(jù)發(fā)出的相關(guān)警告信號(hào)，減負(fù)荷或跳閘，保證發(fā)電機(jī)組的安全。發(fā)電機(jī)組的出口斷路器是安全運(yùn)行的關(guān)鍵，在發(fā)生故障的時(shí)候，通過(guò)出口斷路器將機(jī)組與電網(wǎng)系統(tǒng)隔離，系統(tǒng)能夠繼續(xù)向動(dòng)力系統(tǒng)繼續(xù)供電，同時(shí)還可以避免升壓變高壓側(cè)斷路器跳閘，不會(huì)因?yàn)閿嗦菲鞒霈F(xiàn)延遲以及動(dòng)力系統(tǒng)出現(xiàn)失電的風(fēng)險(xiǎn)，防止事故擴(kuò)大。發(fā)電機(jī)因?yàn)槭切D(zhuǎn)的設(shè)備，會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部故障，其中有相間短路、匝間短路以及繞組分支開(kāi)焊的情況，所以在進(jìn)行發(fā)電機(jī)保護(hù)功能的配置時(shí).對(duì)出現(xiàn)的內(nèi)部故障要進(jìn)行解決。常用的保護(hù)措施有以下兩種，一種是縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，這種保護(hù)對(duì)發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)相間短路最佳的解決方式。這種保護(hù)的方式最大的優(yōu)勢(shì)就是對(duì)保護(hù)的對(duì)象有很強(qiáng)的適應(yīng)性。在大多數(shù)的機(jī)組中采用縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)都可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行很好的保護(hù)，同時(shí)也會(huì)使得發(fā)電機(jī)不受勵(lì)磁涌流的影響，使得發(fā)電機(jī)的兩側(cè)電流是相同的，在進(jìn)行發(fā)電機(jī)保護(hù)的時(shí)候，可以做到平衡電流的作用，對(duì)保護(hù)的靈敏度也是很大的提高。另外一種是橫差動(dòng)保護(hù)，橫差保護(hù)可以對(duì)內(nèi)部故障的類(lèi)型做出快速的反應(yīng)，并且在發(fā)電機(jī)運(yùn)行的時(shí)候可以不受到影響。對(duì)兩種保護(hù)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)這兩種方式各具不同的優(yōu)點(diǎn)，所以在保護(hù)裝置方面，可以根據(jù)發(fā)電機(jī)常見(jiàn)的故障進(jìn)行保護(hù)的選擇。

3、勵(lì)磁保護(hù)與系統(tǒng)穩(wěn)定

勵(lì)磁系統(tǒng)為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組提供直流電，產(chǎn)生磁場(chǎng)，保證發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)同步。在無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)子的直流電從永副勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)二極管交直流轉(zhuǎn)變的。除維持發(fā)電機(jī)同步以外，勵(lì)磁系統(tǒng)還影響發(fā)電機(jī)吸收或輸出的無(wú)功功率。勵(lì)磁電流的加大會(huì)提高無(wú)功功率的輸出并使電壓升高，減小勵(lì)磁會(huì)起到相反的效果，并且在極端情況下，可能導(dǎo)致發(fā)電機(jī)不再與電力系統(tǒng)同步。勵(lì)磁控制是用來(lái)防止不被允許的工況強(qiáng)加于發(fā)電機(jī)上，維持機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。勵(lì)磁系統(tǒng)具有過(guò)勵(lì)和欠勵(lì)限制功能的AVR控制。過(guò)勵(lì)控制可防止AVR試圖提供超過(guò)了系統(tǒng)能提供的或發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)能承受的更多的勵(lì)磁電流。過(guò)勵(lì)和欠勵(lì)限制功能是為了防止發(fā)電機(jī)超出其額定功率MW或MVAR運(yùn)行。勵(lì)磁系統(tǒng)通過(guò)控制轉(zhuǎn)子和定了繞組間的磁場(chǎng)，保證發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。在欠勵(lì)運(yùn)行方式下，發(fā)電機(jī)通過(guò)從系統(tǒng)吸收無(wú)功功率來(lái)控制系統(tǒng)側(cè)的高電壓，此運(yùn)行方式在自備電廠中一般不采用，這樣會(huì)在工廠小型的電力系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生很大的電壓降，造成部分電機(jī)會(huì)欠壓運(yùn)行或停機(jī)，不利于安全生產(chǎn)。

4、發(fā)電機(jī)保護(hù)與監(jiān)控

發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置應(yīng)該采取保護(hù)與監(jiān)控相結(jié)合的原則，保證設(shè)備運(yùn)行的安全。當(dāng)發(fā)電機(jī)故障發(fā)生時(shí)，應(yīng)迅速將故障切除，并自動(dòng)記錄保護(hù)裝置動(dòng)作情況，發(fā)出故障報(bào)警信息。對(duì)發(fā)電機(jī)保護(hù)來(lái)說(shuō)，當(dāng)保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)時(shí)，首先由保護(hù)裝置本身發(fā)信號(hào)至出口斷路器跳閘，同時(shí)將信號(hào)以及保護(hù)動(dòng)作后的信息發(fā)送至監(jiān)控系統(tǒng)，保護(hù)啟動(dòng)與監(jiān)控信號(hào)相互獨(dú)立。監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收信號(hào)和發(fā)出遙控指令，不會(huì)干擾保護(hù)裝置信號(hào)的執(zhí)行。監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控發(fā)電機(jī)組各組參數(shù)，運(yùn)行人員能夠從報(bào)警信號(hào)中及時(shí)了解機(jī)組運(yùn)行情況，調(diào)整改變運(yùn)行狀態(tài)或者處理相應(yīng)的故障，保證機(jī)組運(yùn)行安全。

結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)在，企業(yè)對(duì)電量的需求在不斷的增大，這是社會(huì)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們生活中無(wú)處不在使用電能，電能的供應(yīng)情況時(shí)刻影響著企業(yè)的發(fā)展，也會(huì)給人們生活帶來(lái)影響。企業(yè)的供電是有發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)的，電力系統(tǒng)的震蕩可能使發(fā)電機(jī)誤動(dòng)作，這就要求對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)與控制。在實(shí)際應(yīng)用中，有多種保護(hù)同時(shí)采用，每一種方法對(duì)應(yīng)不同的故障，保護(hù)參數(shù)的選擇與設(shè)定，決定了發(fā)電機(jī)組的可靠性與靈敏性。通過(guò)保護(hù)與監(jiān)控相互結(jié)合，保持機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定與設(shè)備安全。

（作者單位：中化泉州石化有限公司設(shè)備部）

作者簡(jiǎn)介

張永貴（1984-）男，福建泉州人.學(xué)歷：本科.研究方向：電氣運(yùn)行.