周慧鹏
乌江渡发电厂 贵州贵阳 550081
摘要: 在经济快速发展的同时，它促进电力公司的快速发展，因为对社会活动和生产的电力和能源需求不断增加，这也为中国电力公司的发展提供相应的动力。所以在本文中，主要针对我国的水电厂发电机变压器保护的原理和继电保护的对策做出全面的分析研究，与此同时也在此基础上提出下文内容，希望能够给予同行业工作人员提供出相应的参考价值。文章阐述了发电机、变压器的继电保护方式及原理。关键词:大型水电厂;发电机;变压器;继电保护;保护原理;电力设备
1水电厂变压器继电保护的必要性以及方式分析
1．1必要性
在电力系统中，变压器起着重要作用，不仅要保证电力系统的稳定运行，还要确保电力有效输出。因此，在电网的运行中，需要为多个区域提供电源，但是不同的区域具有不同的功能。因此，对电能的需求也存在很大差异。通过合理应用变压器，发电机输出的电能可以转换成不同的电压，以满足每个区域的供电要求。如果变压器出现问题，将影响其输出的电压质量，不同需求的客户将无法获得相应的电源。这不仅会影响用户的用电质量，还会导致电网系统混乱，甚至导致大规模停电。因此，有必要注意变压器的继电保护，使其可以更好的去保证发电机稳定的运行，促进我国电力事业得到持续稳定的发展，为人们生活质量的提高奠定出坚实的电能供应，因此要引起足够的重视。
1．2继电保护的方式分析
当电网运行时，由于变压器效果非常明显，不仅可以保证其电压有效输出，还可以为人们提供良好的供电服务。因此对于变压器的故障问题必须要引起重视，主要是可以具有着瓦斯保护以及外部相间短路保护等等，这些方式能够适应到多数的变压器故障问题之中，由于变压器容量和功率的巨大差异，因此在对继电保护的模式进行选择的过程中，必须要对其变压器自身的工作原理以及容量的规格进行科学的选择，从而保证其发电机可以得到正常的运转，提高发电过程中的稳定性，为人们提供出高效和稳定的电能供应。
2提高发电机继电保护的对策分析
2.1水电厂发电机定子接地继电保护的原理
当水电厂发电机中的定子单相接地极有可能会发展成为匝间短路、相间短路和两点接地短路。一旦发生短路,就会影响整个发电机的正常运转,进而影响整个电网系统的正常运行,所以其继电保护通常都是在其中性点设置高阻,即通过接地变压器来限制暂态过电压或以相同的原理建立一个保护系统。当定子绕组单相接地出现故障时,能够对发电机的系统进行100%的保护,如当故障发生时,能够立即反应并进行自动跳闸,以实现保护的目的。
2.2遵循水电厂继电保护的基本原则
水电厂是将水的位能和动能转化为电能的工厂,因位置、径流的不同,其具体的形式也是不同的。与火电厂不同,大多数水电厂是采用发电机和变压器接线连接的方式,但需要注意的是,大多水电厂的发电机容量都以小型为主(容量在25MW)。一般采用扩大单元接线,将几台小型的发电机共用一台变压器,然后经断路器后并联于母线上。而大型水电厂一般采用单元接线,且大多设置有发电机出口断路器,一般水电厂的发电机和变压器的继电保护配置是分开的,通常采用双套保护配置。
2.3合理地配置水电厂继电保护
2.3.1发电机定、转子保护配置
发电机定、转子保护配置有发电机定子接地保护和转子接地保护。定子接地保护配置的原理是通过基波零序电压实现对发电机
85%一95%的定子绕组接地的保护,同时通过三次谐波电压实现对中性点附近的定子绕组接地保护。在进行该继电保护配置时,需要根据零序电压和三次谐波确定各定子的独立出口回路,以适应不同发电机对保护配置的要求。
转子接地保护配置主要是用于当励磁回路一点接地故障时且,发电机并未因此出现故障,但如果继续发生第二点接地就会严重影响发电机的正常运行的情况中。当出现一点接地故障时,继电保护装置测到其具体的位置,计算出测量接地电阻和接地位置,并发出告警信息,运行人员及时采取减负荷、停机等措施。
2.3.2变压器的继电保护配置
水电厂的变压器分为主变压器和厂用变压器。主变压器的继电保护配置一般是由差动、重瓦斯、低压过流、零序、低压侧接地、轻瓦斯、温度升高和温度过高组成。根据水电厂和主变压器的具体情况,可以适当地加上间隙零序过流和差动速断保护建立一个新的保护配置。将一套工控机作为连接和管理主变压器继电保护配置和厂用变压器继电保护配置的单元管理机,从而简化二者外部的接线流程。厂用变压器的继电保护中原来装在高压开关柜上的保护配置可以拆除,便于对该保护装置的管理与维护。将之前的保护屏装在主变压器的保护屏旁边,并与之共用一台单元管理机,如此既能有效地实现水电厂变压器的需求,同时也节约了继电保护配置的成本投入。
3关于水电厂的继电保护发展方向研究
3.1网络信息化
随着信息化以及用电安全逐步深入人心,人们对水电厂的运行安全要求越来越高。当前的网络信息技术完全能够帮助管理人员及时地发现水电厂中设备的故障范围,并诊断出具体的故障,帮助维修人员及时地处理。而其对于各种相关数据的收集,能帮助管理人员更好地了解发电机和变压器的运行情况,从而建立一个有效的管理方式,帮助水电厂更好地实现人力资源的合理利用。
3.2微机化
网络化的实现有赖于计算机技术的发展,而计算机技术在很大程度上推动了微机保护硬件的发展。大量的机械设备、元件开始变得越来越小,一块小小的芯片所蕴含的功能也越来越多。如今我国大多数水电厂中对发电机和变压器的继电保护配置都是集中在32位的CUP中,通过CUP的储备管理能力和处理信息的功能,加大了对继电保护配置的管理,同时也很大地节约了设备的空间。这些都能有效地提升继电保护配置运行的便利性和正常的维护保养,进而大大提升水电厂的安全系数。
3.3智能化
微机化与网络化技术的大量使用与发展,必然会促进智能化技术的出现。目前智能化技术己经成为水电厂管理中不可或缺的工具。其中最为常用的方式是神经网络,即运用非线性映射的方式来解决发电机或变压器的继电保护配置在运行中出现的问题。将专家系统加入到水电厂中发电机与变压器的管理系统中,能就其出现的故障和继电保护问题进行有效的分析、总结,快速地查找出问题的原因,并制定出解决方案。如果继电保护中出现一些从未见过的故障情况,系统会自动对其进行记录,为下一次解决故障提供准备。
3.4多功能一体化
当上述技术都得到有效的运用与发展时,实际上就是将一套集多种功能于一体的计算机管理系统应用在水电厂的继电保护系统中。该系统能够对水电厂中的发电机和变压器的运作进行实时监测与分析,对其运行的数据和故障信息进行有效的分析及处理,保证及时处理或发现继电保护中的问题。
4总结
为降低故障发生概率，有必要注意水电站和火力发电厂的工作原理相同，但是，发电机和变压器的连接方式差别很大，因此在设置继电保护装置时，需要有效区分。严格遵守水电站机电保护措施的配置原则，使继电保护装置能够充分发挥其在水电站生产中的作用，提高电网安全稳定的运行，全面提高电力企业自身持续稳定的发展，促进我国社会经济持续稳定的增长。
参考文献:
［1］臧国卿．广州抽水蓄能水电厂发电机及变压器组继电保护系统国产化改造研究［D］．华南理工大学，2016．
[2]李小安.水电厂机组及主变压器中的高压真空开关技术的应用叶水利科技与经济,2011,(10).