【摘要】本文簡單介紹了電力機(jī)組差動(dòng)后備保護(hù)，分析了電力機(jī)組差動(dòng)后備保護(hù)動(dòng)作不明的原因，并提出了相應(yīng)的應(yīng)對策略。希望通過本文的分析對當(dāng)前電力企業(yè)機(jī)組差動(dòng)后備保護(hù)工作改善提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】電力機(jī)組；差動(dòng)保護(hù)；后備保護(hù)

1.引言

當(dāng)機(jī)組斷路器內(nèi)側(cè)發(fā)生短路故障時(shí)，機(jī)組主保護(hù)差動(dòng)保護(hù)應(yīng)第一時(shí)間動(dòng)作跳機(jī)組出口開關(guān)隔斷故障點(diǎn)，若故障點(diǎn)仍存在時(shí)，后備保護(hù)動(dòng)作跳該機(jī)組主變單元的各側(cè)開關(guān)隔斷故障點(diǎn)確保正常設(shè)備的運(yùn)行。但若主保護(hù)已正常動(dòng)作，而后備保護(hù)再動(dòng)作將造成事故擴(kuò)大，嚴(yán)重的影響電力系統(tǒng)的安全。本人所在的發(fā)電廠采用電壓記憶過流保護(hù)作為機(jī)組差動(dòng)的后備保護(hù)原理。曾經(jīng)發(fā)生了一起差動(dòng)沒動(dòng)而后備保護(hù)誤動(dòng)的生產(chǎn)事故，擴(kuò)大了保護(hù)動(dòng)作范圍，影響了設(shè)備的正常運(yùn)行，給機(jī)組的安全生產(chǎn)造成了很大影響，所以對電力機(jī)組差動(dòng)后備保護(hù)動(dòng)作不明原因分析是非常有必要的。

2.電力機(jī)組差動(dòng)后備保護(hù)概述

電力機(jī)組差動(dòng)后備保護(hù)是電力機(jī)組重要的保護(hù)系統(tǒng)。了解電力機(jī)組差動(dòng)后備保護(hù)的意義對做好相關(guān)工作有重要意義。

所謂差動(dòng)后備保護(hù)，是指當(dāng)發(fā)電機(jī)保護(hù)啟動(dòng)后，發(fā)電機(jī)保護(hù)開關(guān)拒動(dòng)，無法跳閘停機(jī)，于是啟動(dòng)發(fā)電機(jī)相鄰元件保護(hù)，跳開相鄰元件的開關(guān)。差動(dòng)保護(hù)是以對發(fā)電機(jī)各個(gè)節(jié)點(diǎn)電流監(jiān)控實(shí)現(xiàn)對發(fā)電機(jī)的保護(hù)。差動(dòng)后備保護(hù)原理如圖1。圖中，在發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)側(cè)和出口斷路器安裝電流互感器1LH和2LH。兩處電流感應(yīng)器的電流差為0，則發(fā)電機(jī)正常發(fā)電工作。如果兩處的電流感應(yīng)器的電流差不為0，則啟動(dòng)差動(dòng)保護(hù)。由于造成兩處節(jié)點(diǎn)電流感應(yīng)器電流差值不為0的原因可能來自發(fā)電機(jī)外部設(shè)備，也可能是發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部設(shè)備出現(xiàn)故障。通過1LH和2LH處節(jié)點(diǎn)電流值的差值可以判斷造成電流差值的原因。在后備保護(hù)設(shè)計(jì)中，一般因外因造成的電流差值不會啟動(dòng)差動(dòng)保護(hù)，而因發(fā)電機(jī)內(nèi)故障造成的電流差值則回啟動(dòng)差動(dòng)保護(hù)及差動(dòng)后備保護(hù)。

圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)組差動(dòng)后備保護(hù)

差動(dòng)保護(hù)由主保護(hù)、輔組保護(hù)、后備保護(hù)組成。差動(dòng)保護(hù)是一項(xiàng)先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)技術(shù)，尤其是在發(fā)電機(jī)微電機(jī)保護(hù)技術(shù)。主保護(hù)包括：發(fā)變組差動(dòng)、發(fā)電機(jī)差動(dòng)、發(fā)電機(jī)橫差。輔組保護(hù)包括：失磁、失步、誤上電、過激磁、啟停機(jī)、低壓記憶過流、負(fù)序過負(fù)荷、定子一點(diǎn)接地等等。后備保護(hù)則是應(yīng)對保護(hù)啟動(dòng)失靈的后備保護(hù)措施。差動(dòng)保護(hù)在國內(nèi)發(fā)電機(jī)保護(hù)方面的研究較多，但在差動(dòng)后備保護(hù)方面的研究則才剛剛開始。

3.電力機(jī)組差動(dòng)后備保護(hù)動(dòng)作不明原因分析

電力機(jī)組差動(dòng)后備保護(hù)在保護(hù)發(fā)電機(jī)，保障供電安全方面發(fā)揮著重要作用。造成發(fā)電機(jī)保護(hù)開關(guān)拒動(dòng)的原因有許多，例如：發(fā)電機(jī)相間短路，繼電裝置設(shè)備故障等等。

3.1 設(shè)備落后

電機(jī)機(jī)組在后備保護(hù)技術(shù)方面的國內(nèi)的研究還比較落后，國外也只有少數(shù)幾家著名的電氣設(shè)備公司掌握了較為先進(jìn)差動(dòng)保護(hù)技術(shù)。例如：ABB公司生產(chǎn)的REGZl6型發(fā)電機(jī)一變壓器組后備保護(hù)裝置，GE公司生產(chǎn)的GE’SDGP型發(fā)電機(jī)保護(hù)，GEC一阿爾斯通生產(chǎn)的LGPG型發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置，以及西門子公司生產(chǎn)的7UM/7UT的系列產(chǎn)品。與國外先進(jìn)的差動(dòng)后備保護(hù)技術(shù)和設(shè)備相比，國內(nèi)的機(jī)組保護(hù)裝置表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，設(shè)備工藝生產(chǎn)水平落后，設(shè)備的調(diào)試軟件功能還不完善，人機(jī)接口不緊密，調(diào)試操作困難，機(jī)器運(yùn)行可靠性較差。發(fā)電機(jī)組差動(dòng)保護(hù)設(shè)備和技術(shù)方面的落后是影響發(fā)電機(jī)安全有效運(yùn)行的關(guān)鍵。

3.2 發(fā)電機(jī)工作環(huán)境突變

例如：2008年的南方冰災(zāi)就造成了當(dāng)?shù)氐拇竺娣e停電事故。近幾年頻繁發(fā)生的自然災(zāi)害，地震、臺風(fēng)、雨雪天氣、雷電天氣等等都威脅到了發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)作。越來越多事實(shí)證明傳統(tǒng)繼電保護(hù)已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前的電力發(fā)展現(xiàn)狀要求了。國內(nèi)目前的發(fā)電廠主要利用有水能發(fā)電站、活力發(fā)電站、風(fēng)能發(fā)電站和核能發(fā)電站。各個(gè)發(fā)電站的都是利用發(fā)電機(jī)將各種能源轉(zhuǎn)化為電能的過程。自然災(zāi)害對發(fā)電機(jī)組的影響是突發(fā)性的，影響機(jī)組的工作環(huán)境、水流、氣流等等。環(huán)境突變對差動(dòng)啟動(dòng)后的設(shè)備的反應(yīng)靈敏性有很大影響。而且自然災(zāi)害對發(fā)電站的的影響和破壞是不可控的。

3.3 差動(dòng)后備保護(hù)理論體系比較落后

以電壓記憶過流保護(hù)做為機(jī)組差動(dòng)的后備保護(hù)是當(dāng)前主要的后備保護(hù)原理。傳統(tǒng)后備保護(hù)主要是利用就地單端量信息進(jìn)行故障的檢測判斷，不同保護(hù)裝置之間一般只能通過固有定值進(jìn)行協(xié)調(diào)和配合，導(dǎo)致保護(hù)裝置的適應(yīng)性差，整定配合復(fù)雜，當(dāng)出現(xiàn)非預(yù)期的故障或異常運(yùn)行工況時(shí)，可能造成保護(hù)拒動(dòng)、誤動(dòng)或連鎖動(dòng)作，引發(fā)全網(wǎng)性的大面積停電事故。從差動(dòng)后備保護(hù)原理角度來看，相關(guān)的理論體系相對已經(jīng)比較落后了，動(dòng)作的可靠性有待進(jìn)一下提高。

4.電力機(jī)組差動(dòng)后備保護(hù)動(dòng)作不明的應(yīng)對策略

電力機(jī)組是電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，差動(dòng)保護(hù)是“第一道關(guān)卡”。另一方面，電力機(jī)組本身就是非常昂貴設(shè)備，在發(fā)電機(jī)組的建設(shè)、安裝等方面都需要投入大量資金。做好電力機(jī)組差動(dòng)后備保護(hù)工作是保護(hù)發(fā)電機(jī)組、保障發(fā)電順利進(jìn)行的關(guān)鍵。結(jié)合本人多年的發(fā)電廠生產(chǎn)一線的工作經(jīng)驗(yàn)，提出了以下幾點(diǎn)機(jī)組差動(dòng)后備保護(hù)動(dòng)作不明的應(yīng)對策略。

4.1 重視引入先進(jìn)的發(fā)電機(jī)組差動(dòng)后備保護(hù)設(shè)備

國內(nèi)發(fā)電站大多建立的時(shí)間比價(jià)早，采用的也是當(dāng)時(shí)的發(fā)電設(shè)備。大多數(shù)的發(fā)電設(shè)備還比較落后，但正是這個(gè)原因?qū)е铝税l(fā)電設(shè)備的技術(shù)革新較慢。面對電力機(jī)組差動(dòng)后備保護(hù)動(dòng)作不明的問題，重視先進(jìn)的發(fā)達(dá)機(jī)組后備保護(hù)技術(shù)的引進(jìn)是關(guān)鍵。首先，有條件的發(fā)電廠可以通過向國外品牌氣電設(shè)備生產(chǎn)商購買先進(jìn)的后備保護(hù)設(shè)備。但該策略需要發(fā)電廠投入較大的資金，而且在新設(shè)備引進(jìn)后重視電廠發(fā)電機(jī)組值班人員的技術(shù)提升是非常關(guān)鍵的。通過有效的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)實(shí)現(xiàn)值班人員對新設(shè)備和新技術(shù)的良好掌握和應(yīng)用，才能真正發(fā)揮新設(shè)備在電力機(jī)組差動(dòng)后備保護(hù)中的作用。其次，重視國內(nèi)在相關(guān)技術(shù)和設(shè)備方面的研究。發(fā)電機(jī)差動(dòng)后備保護(hù)技術(shù)如果自依靠從國外引入將在很多方面受到技術(shù)發(fā)展的限制，最好的解決方法是盡快研發(fā)出自有技術(shù)和設(shè)備。發(fā)展校企合作模式，借助高校強(qiáng)大的研發(fā)能力專門攻克發(fā)電機(jī)差動(dòng)后備保護(hù)技術(shù)和設(shè)備革新是比較有效的模式。近幾年，清華大學(xué)等高校在相關(guān)課題、理論方面的研究就取得了一定的成績，對發(fā)電機(jī)組差動(dòng)保護(hù)有一定的促進(jìn)作用。最后，在發(fā)電廠內(nèi)部鼓勵(lì)生產(chǎn)一線的員工大膽創(chuàng)新，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工作實(shí)踐中出現(xiàn)問題，從實(shí)踐的角度尋求最好解決方案，對實(shí)踐的指導(dǎo)價(jià)值也最高。

4.2 加強(qiáng)對自然災(zāi)害天氣的預(yù)測和控制，提高發(fā)電機(jī)組差動(dòng)后備保護(hù)的工作效率

在發(fā)電機(jī)組差動(dòng)后備保護(hù)動(dòng)作不明現(xiàn)象中，電力短路是主要問題。突發(fā)的自然災(zāi)害是造成發(fā)電機(jī)組電力短路的主要原因之一。加強(qiáng)對自然災(zāi)害天氣預(yù)測極為重要，在發(fā)電廠內(nèi)部建立天氣預(yù)警制度，對每天的溫度、濕度、風(fēng)度隨時(shí)關(guān)注，將發(fā)電廠發(fā)電機(jī)組工作環(huán)境控制在標(biāo)準(zhǔn)的溫度和濕度范圍內(nèi)，提高機(jī)組差動(dòng)后備保護(hù)的靈敏性。通過建立自然災(zāi)害天氣獄警制度，對將可能出現(xiàn)的自然災(zāi)害及時(shí)制定應(yīng)對制度，對可能發(fā)生的后備保護(hù)方案采取及時(shí)調(diào)整。

4.3 重視發(fā)電機(jī)組差動(dòng)后備保護(hù)理論的不斷完善和改進(jìn)

機(jī)組差動(dòng)后備保護(hù)理論是指導(dǎo)后備保護(hù)系統(tǒng)的主要思想。隨著新技術(shù)的不斷產(chǎn)生，相關(guān)的理論體系也在不斷完善。發(fā)電廠內(nèi)部重視后備保護(hù)理論的不斷完善和革新是非常重要的。目前比較先進(jìn)的理論有：廣域差動(dòng)保護(hù)理論、廣域方向保護(hù)理論、廣域集成保護(hù)理論。在相關(guān)理論的指導(dǎo)下形成了比較先進(jìn)的智能廣域后備保護(hù)系統(tǒng)理論。當(dāng)前，光纖技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、還有計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)、以及信息綜合分析處理技術(shù)都有了很大發(fā)展，光電控制技術(shù)發(fā)展也非常迅速。在新技術(shù)綜合發(fā)展的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了對發(fā)電機(jī)組各個(gè)節(jié)點(diǎn)電流信號信息的采集，通過高校信息傳輸，利用圖論技術(shù)劃分保護(hù)區(qū)，對故障實(shí)施精確定位，實(shí)現(xiàn)對發(fā)電機(jī)組差動(dòng)的科學(xué)保護(hù)。根據(jù)智能廣域后備保護(hù)系統(tǒng)理論，在發(fā)電廠內(nèi)部建立起完善的后備保護(hù)系統(tǒng)，不斷提升系統(tǒng)的設(shè)備保障理論體系的有效實(shí)施。

4.4 重視電力企業(yè)發(fā)電機(jī)組差動(dòng)保護(hù)專業(yè)人才的引入和培養(yǎng)

人是實(shí)現(xiàn)和保障差動(dòng)后備保護(hù)的關(guān)鍵，無論是先進(jìn)設(shè)備的引入，還是技術(shù)革新都需要專業(yè)人才的支持。相關(guān)專業(yè)人才的引入和培養(yǎng)是及其重要的。首先，在電力企業(yè)生產(chǎn)一線的工作人員必須接受完善的崗前培訓(xùn)，培訓(xùn)合格后方能上崗。持證上崗是保障電力企業(yè)生產(chǎn)一線崗位工作人員專業(yè)素質(zhì)。其次，重視生產(chǎn)一線崗位工作人員的學(xué)習(xí)與提升，鼓勵(lì)員工不斷自我學(xué)習(xí)，掌握先進(jìn)的技術(shù)，提高自身的應(yīng)急素質(zhì)。最后，高薪聘請高素質(zhì)的相關(guān)專業(yè)人才。

5.結(jié)束語

提高電力事業(yè)發(fā)展水平是保障人們生活、生產(chǎn)順利進(jìn)行的關(guān)鍵。國內(nèi)用電量和用電需要不斷增加，但國內(nèi)目前的電力供電能力還比較有限。在當(dāng)前環(huán)境下，重視和做好電力機(jī)組差動(dòng)后備保護(hù)動(dòng)作不明的應(yīng)對是非常有價(jià)值的。

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作者簡介：廖瓊芳（1978—），女，福建三明人，大學(xué)?？?，助理工程師，研究方向：發(fā)電廠及電力系統(tǒng)。