发电厂发电机保护及监控探析

发电厂发电机保护及监控探析

于莹莹

哈尔滨电机厂有限责任公司  150040

摘要：近年来，随着社会经济的快速发展，用电需求增加，电厂负荷也增加，因此，加强对发电机的保护和监测是十分必要的，这也是保障发电机正常运行的基础。发电机的稳定运行，是发电厂必须讨论和分析的问题之一。基于此，本文介绍了四个主要问题：发电厂发电机保护与监控的重要性、发电厂发电机的主要故障与保护、发电机保护功能的配置以及对发动机的保护，本文针对此进行了分析。

关键词：发电厂；发电机；保护；监护

引言

今天，我国社会经济水平的提高促进了人民生水平的提高，使得人们对生活质量有了更高的要求。发电技术和用电量是电厂运行过程中非常重要的问题，电力是工业发展的基础，对社会经济发展具有重要影响，直接关系到人们的生活质量。发电机是发电厂供电系统的主要组成部分，其稳定的性能对供电过程的安全性和可靠性起着重要作用。在日常供电中，如果一台发电机发生故障，发电系统和供电系统的运行必然会变得不稳定。只有提高发电机运行的稳定性和安全性，才能给发电厂带来更多的经济效益。

1发电厂发电机保护和监控的重要性

众所周知，发电机对于电厂来说非常重要，发电机是否正常工作直接影响电厂的生产效率和经济效益。但是，任何设备在使用过程中都不可避免地会出现故障，发电厂的发电机也是如此。由于发电机运行过程中人为因素和环境因素的影响，不可避免地会出现各种故障，如短路故障、失磁扰动、接地故障和非电气故障等，应及时采取适当措施解决故障。发电厂领导和工作人员还要加强对发电机的监控，最好是实时监控，这样就保证了如果一台发电机在运行过程中出现故障，可以第一时间发现，将故障和发电机的运行情况及时报告给相关部门和工作人员，采取相应措施解决，尽量减少发电站造成的经济损失。一般来说，发电站应加强对发电机的保护和监测，这对于保证发电机正常运行，实现发电站持续稳定发展非常重要。

2发电厂发电机的主要故障及保护

2.1短路故障保护

对于发电机短路故障，应采用双元件横向差动保护和不完善纵向差动保护的有机结合作为初级保护。对发电机定子绕组短路故障和支路开焊故障的保护具有很高的灵敏度。合理设置低压记忆过流和逆序过流作为后备保护，并结合欠压、过流在关机时进行延时动作。

2.2失场故障保护

如果发电机励磁系统出现故障，励磁电流会降低，甚至会出现磁场损耗，这样容易造成发电机与系统不同步的问题，容易损坏机组，造成系统故障。科学设置发电机失磁保护，由PT断路块、边界阻抗等组成，在发电机励磁系统发生故障的情况下，失去励磁保护可确保解耦。

2.3接地故障保护

为有效解决接地故障，应合理设置定子单相接地保护和励磁回路单点接地保护。首先，就定子单相接地保护而言，其应用的基本原理是双频零序电压，这通常是由两个叠加部分组成，一个用于3次谐波电压，比率元件和基本零序电压-序电压元件。第二，就励磁回路单点接地保护而言，应用的基本原理是乒乓式，可以科学地检测和保护转子与大地之间的绝缘电阻。

2.4非电气故障保护

一般来说，发电机无电保护集中设置在C柜内，发电机无电保护设置的种类很多，如防火、轴流保护等。此外，励磁机事故与功率无关，励磁机温度过高等也设置为保护。

2.5偶发累积故障保护

一般低频累积保护响应系统的频率降低时，会影响轿厢的累积效果。保护由两部分组成：一是频率继电器，二是闭锁计数器。出线断路器自定义累计系统频率比，47.5Hz时时间小，累计时间超过3000秒设定值时，延时30秒后才能响应，设备在实际运行过程中可实现24小时监控。

2.6发电机过压故障保护

如果在发电机并网前发电机端电压超过额定值的1.3倍，则发电机过电压将在0.5秒延迟后作用于卸荷断电。在确保发电机连接到电网后，它会自动直接退出此保护，可以用220KV的市电变压器测量开关的辅助触点，正确识别发电机组和变压器组是否并网。

3发电机保护功能配置

就发电机的保护配置而言，应根据运行方法合理配置。发电机末端有一个出线断路器，通过母线向电力系统供电，母线与升压器连接升压后，及时送至厂变电站，再送电至所有生产设备。发电机发生故障后，应及时使用适当的保护装置，有效隔离故障，使其能够正常运行。因此，发电机差动保护和升压保护必须分开配置，可选择双重保护配置，保证发电机的稳定性和可靠性。一台发电机通常有两套或多套保护柜，每套保护柜都有发电机保护和升压保护等。如果某台发电机发生故障并出现异常行为，它会在短时间内自动选择要从系统中移除的发电机或结合相关警告信号适当降低负载。此外，在实际操作中要注意出线断路器，以保证发电机组的正常运行，在发生故障时，出线断路器用于将电网系统与发电机隔离开来，可以防止升压器和变压器跳闸。同时，由于发电机是旋转装置，可能会出现绕组支路熔接、相间短路等内部故障。因此，在配置发电机保护功能时，应及时处理发生的任何内部故障，常用的保护方法有纵向差动保护和水平差动保护等多种保护方式。就纵向差动保护而言，该保护可以快速处理发电机组相间短路，这种保护最明显的优点是可以应用于各种受保护的对象。在大多数发电机中应用这种保护方式，可以有效保护电机，使励磁涌流不会影响发电机，相同的电流会流过发电机的两侧，起到平衡电流的作用，增加保护的灵敏度，不影响发电机的运行。因此，要发挥保护作用，必须结合电厂发电机可能发生的故障，正确选择保护设备。

4集成发动机保护和监控

发电机保护装置必须将保护和监控结合起来，以防止设备在运行过程中发生故障。如果发电机发生故障，必须及时排除故障，自动详细记录保护装置运行的实际情况，并迅速发送故障报警信息。就发电机保护而言，如果启动保护动作，保护装置将首先向出口断路器发出信号使其跳闸，保护动作后向监控系统发出信号和信息。信号和保护启动必须相互独立，监控系统用于及时接收信号，快速发送远程控制命令，使其不影响保护装置信号的执行效果。此外，监控系统可全天24小时监控各组发电机组参数，结合报警信号，操作人员可快速掌握发电机组的具体工作情况，适当调整工作状态，使发电机能够正常运行。

结束语

综上所述，就现代电力公司而言，应重视对发电厂发电机的保护和监测，这有助于确保快速分配电能。在新时代背景下，要跟上时代发展的步伐，采取有效措施和先进技术，积极保护和监控发电机。

参考文献：

[1]任建军,毛青海,熊杰.发电机失磁保护的可靠性研究[J].小水电,2021(06):52-54.

[2]袁明玉,张岩.火力发电厂发电机组集控运行技术研究[J].电站系统工程,2021,37(03):65-66.

[3]周精明,程俊才,郝慧贤,陶太宏,张凌云.大藤峡水力发电厂发电机出口PT断线动作信号分析[J].水电站机电技术,2021,44(04):28-30.

[4]耿亚军.火力发电厂发电机组集控运行技术分析[J].应用能源技术,2021(01):7-9.

[5]冯卫,刘万.构皮滩发电厂发电机保护配置[J].低碳世界,2020,10(12):61-62.