浅谈水力发电厂机组中继电保护的配置及运行维护

浅谈水力发电厂机组中继电保护的配置及运行维护

封秀珍

（吉林省吉能电力集团有限公司两江水力发电公司吉林133600）

摘要：继电保护装置，是电力系统中保障电网安全稳定运行的重要设备，是整个电力系统当中必不可少的组成部分。继电保护装置关系到整个电路的安全，一旦继电保护装置没有正确使用，必将引起严重的电力故障等问题，给人们的生命、财产安全带来极大的威胁，严重者将使我国的社会经济效益造成难以预料的巨大损失。因此，近年来，人们开始较为关注电力系统中的继电保护装置安全稳定的运维问题，本文就水力发电厂机组中的继电保护的配置及运行维护进行了探讨和分析，旨在加强水力发电厂电力系统的安全稳定运行。

关键词：继电保护；水力发电机组；配置及运行维护；浅谈

引言

改革开放的三十多年以来，我国的经济水平飞速发展，在日新月异的科技大发展的推动下，许多新型的家电设备进入到千家万户，许多大型的机床设备广泛运用在各大工厂，巨大的耗电量对发电厂发出了新的挑战。在电力给人们的生活生产带来巨大便利的背后，是发电厂的大量资源的消耗，生态环境的严重污染。随着可持续发展的绿色经济理念的提出，大大的促进了水力发电行业，水利发电是目前我国电力结构中第二大的组成部分[1]，仅次于火力发电。水利发电机组的稳定、安全运行，对整个电力系统的发展有着举足轻重的作用因此，做好水利发电机组的继电保护装备的运维工作，保障发电机组的良好稳定运行，具有很强的现实意义。

一、水利发电机组继电保护综述

1、继电保护的概念

所谓继电保护，是指利用自身拥有出点的继电器，对电力系统以及相关的电路元件进行智能保护，避免其受到损坏，在电力系统出现故障或者危及运行安全的异常状态时，研究其出现的原因，并针对性的提出解决方法的反事故自动化措施。

2、继电保护装置的工作思路

继电保护装置具有的独特作用，在于一旦电力系统发生故障，全靠继电保护装置将故障快速、准确的隔离开来，防止电压失稳等故障进一步扩大恶化，从而使的事故之外的其他电力设备仍然能正常工作。其主要的工作思路是依靠继电保护装置的“状态”安排检修和试验，参考点就是继电保护装置的“状态”，在实际操作过程中对继电保护装置的检修试验存在着很大的困难，需要有长年的经验积累才能准确快速的判断电力设备的“状态”。

3、继电保护的特点

我国水利发电机组本身的容量普遍比较大，针对这一特性，继电保护的特点有以下三点：

首先，继电保护的主保护工作上要进行双重或者多重保护设置，并结合实际可能遇到的电力故障，采用不同的保护原理进行电力保护，使水利发电机组有多套保护渠道，切实有效的发挥出继电保护的作用。

其次，由于水利发电机组的特性，导致其对继电保护装置的性能配置指标有很高的要求。水利发电机组自身的容量比较大，其机组内部的电力结构、元件等组成相对比较复杂，承受电力故障的能力比较小，所以，继电保护装置装置的性能指标需要进行优化，以更好的适配水利发电机组的电力系统，电力故障来时能做好快速、有效的反应。优化的性能指标包括四个方面：（1）选择性；（2）快速性；（3）灵敏性；（4）可靠性[2]；

最后，从整个电力系统的角度来分析继电保护的应用，在水利发电机组中运用继电保护装置，应该改变传统单一的保护形式，多套保护方案并用，从各方面统筹考虑，对水利发电机组电力系统的安全、可靠运行真正做到全面保障。

二、水利发电机组继电保护的配置和运行维护

1、工程概况

为了响应国家可持续化发展的号召，顺应当地的经济发展和电力需求，本水利发电厂进行了电力系统结构的改进和优化，使电力产能大幅度提高。新的机组设备配置完成后，为了确保机组能够安全稳定的运行，继电保护需要重新配置。本水力发电厂在优化改进之后拥有3台20MW的发电机组，采用单元接线的方法加强机组和主变压器之间的连接，能为当地的电力系统调峰、调频、调压；水利发电机组中设置了出口断路器，出口电压为10.5kv，经变压器升压到220kv与系统并网，能够为当地的电力系统调峰填谷、调频、调压已经事故备用等提供良好的服务[3]。

目前我厂发电机保护没有配置故障录波装置，预计采用南自生产的WFBL-1微机发变组故障录波与分析装置。该装置对于发电机转子电流量的采集原理，采用的是采集发电机转子回路分流器的75mV输出信号，通过装置内部的75mV－5V转换模块转换成录波装置所需要的电压信号。发电机组配置故障录波装置，能对发电机的故障或不正常运行状态时时监视诊断，并且满足了系统安全运行的要求，为设备可靠运行提供了保证，同时，提高了发电机组工作的稳定性。

2、继电保护的配置

与传统的旧的发电机组相比，新的发电机组在运行方式上显得更具有灵活性，这导致其机组设备的工作程序多和运行状态复杂，需要增添相应的匹配设施进行联动工作，继电保护方面有了更艰巨的困难和挑战，相关的技术工作人员应该与时俱进的研究学习，以保障继电保护能够科学合理、稳定有效的发挥出自身的价值。

机组和主变压器的保护

为了有效的保障电力系统安全稳定的工作运行，我们需要针对该水力发电机组的特性，分析继电保护装置的性能指标，并结合实际的情况进行继电保护的配置。比如，我厂发电机保护是南自产品，主变线路为北京四方出线220kV，能有效的保护发电机轴电流；采用效率较高、质量较好的德国西门子公司生产的微机型保护装置，能更好的对机组和主变压器进行保护，其主要具有定子过负荷保护、过电压保护、失磁保护、低频保护等多个保护装置，这些装置协同工作，组成了继电保护系统，为提高机组和主变压器运行安全性提供坚实的保障。

发电机保护配置

（a）、发电机差动保护：是发电机主回路得主保护，是电网和发电机本身相间短路引起的过流保护。

（b）、发电机失磁保护：失磁保护作为发电机励磁电流异常或完全消失的失磁故障，由整定值自动随有功功率变化励磁低电压、系统低电压、静稳阻抗等判别构成，分别发信号和解列灭磁。

（c）、发电机定子接地保护：是发电机定子单相接地故障保护，由基波零序电压和三次谐波电压组成。

（d）、复合电压记忆过电流：有极端负序电压、低电压和发电机过电流的复合判据。采用记忆方式保护发电机过电流。

（e）、发电机转子一点接地保护：用发电机转子回路一点接地轮流检测采样回路正、负极对地电压。

（f）、发电机过负荷保护：我们采用定时限作用于信号。

（1）应用微机继电保护

相比普通的继电保护装置，在水利发电机组中采用微机继电保护具有一些不可比拟的优势。

调试和维护方便。微机继电保护能够运用数字信号处理技术，直接调节系统的参数，更加的方便简捷，同时，有效的降低机组设备维修的频率，是的机组运行维护更加的方便。

可靠性好。微机继电保护采用计算机控制系统，能够实现智能化的故障识别和故障处理，有效的减少装置拒动、误动的情况发生，从而提高继电保护装置的可靠性。

灵活性好。微机继电保护能够在面对不同的功能需求时，采用不同的处理软件，良好的兼容性使的能够满足绝大部分的继电保护装置的运行。

3、继电保护装置的运行维护

一般来说，继电保护装置在安装完成，投入使用后，运行相对较稳定。管理人员需要做好设备的维护工作，以切实保障发电机组的正常运行。安排专门的管理人员和维修人员，定期的对继电保护装置进行检查，尤其是一些容易发生质量安全事故的部位，要重点检查。同时，巡查人员在日常的检查过程中发现了装置的安全隐患问题，要及时反馈及时处理，做到问题解决的高效性，充分保障继电保护装置的稳定和安全。

结语

在国家的可持续发展的战略方针下，水力发电成为我国电力行业的中流砥柱，是我国未来经济加速发展的重要后勤力量。水力发电厂必须顺应时代，把理论和实践相互结合，做好继电保护的配置与运行维护工作，有效保障发电机组的安全、稳定运行，为水力发电厂的稳定发展增添新的动力。

参考文献：

[1]赵娟.水力发电厂机组中继电保护的配置及运行维护[J].科技经济市场，2013，12：91-92.

[2]孟繁博.水力发电厂继电保护的运行分析[J].科技与企业，2014，08：363.

[3]任强.浅谈水力发电厂继电保护的运行及分析[J].能源与节能，2013，05：34-35+42.