張新美

【摘 要】根據(jù)國家關(guān)于電網(wǎng)重大反事故的十八項措施規(guī)定，各級電網(wǎng)公司應(yīng)當在電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備配置安裝時，注重繼電保護，盡量采用雙重花進行配置。本文結(jié)合該項規(guī)定要求，對大型發(fā)電機變壓組（以下簡稱“發(fā)變阻”）在采取繼電保護，安裝雙重配置中的一些問題進行深入研究探討，以期優(yōu)化發(fā)變組保護雙重配置舉措。

【關(guān)鍵詞】大型發(fā)變組 繼電保護 雙重化配置 問題研究

1 引言

繼電保護是指通過對電力系統(tǒng)故障和異常情況分析，配置應(yīng)對事故發(fā)生的自動化舉措，常見的是利用接觸點的繼電器進行保護電力供輸主要系統(tǒng)及其元件，如變壓器、發(fā)電機、母線或主要電線路等，從而使之避免受到損害。繼電保護是電力系統(tǒng)中不可或缺的組成元素之一，是確保用電安全、保護供電設(shè)備的一項重要裝備，其使用不當或者配置不達標勢必會隱藏諸多安全隱患，甚至引起較大的安全事故，導(dǎo)致電力系統(tǒng)整體損壞。因此，在電網(wǎng)設(shè)計中，繼電保護雙重配置是指設(shè)置兩套保護裝置，并且每套都能獨立完成修復(fù)或及時切除故障，從而保證兩套保護裝置及時跟進電網(wǎng)自身維護，有效保證電力系統(tǒng)的整體運行效果。

2 雙重化配置的具體規(guī)定

（1）國家電力公司公布的《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十項重點要求》等文件中明確指出，凡是100MW以上（含100MW）容量的發(fā)電機變壓器應(yīng)當按照發(fā)變阻保護雙重化原則進行配置，同時兩套保護裝置都應(yīng)當含有完整的運行設(shè)備，都能獨立反映當前發(fā)變阻遇到的故障或者異常狀態(tài)，并根據(jù)情況自動跳閘或發(fā)出警示信號。對于非電量保護的發(fā)變阻來講，應(yīng)當獨立設(shè)置電源回路和出口跳閘回路，包括直流空氣小開關(guān)及其直流電源監(jiān)視回路，同時安裝位置相對電力系統(tǒng)來講也要相對獨立。（2）兩套保護裝置的配置也是進行了明確規(guī)定的，主要包括五點：一是對電源的要求，交流電方面，兩套保護裝置應(yīng)當分別采用互相獨立的互感器繞組，同時交流電壓也要分別采取互相獨立的互感器繞組；直流電源方面，兩套保護裝置應(yīng)當采用不同的蓄電池組母線段進行供電。二是兩套保護裝置中的非電量保護和電氣量保護的跳閘回路應(yīng)當都與線路串聯(lián)，從而確保都能作用于斷路器的兩個跳閘線圈。三是兩套保護裝置應(yīng)完全獨立于其他設(shè)備。四是每一套保護裝置都具備處理所有類型故障的能力，并且兩套保護裝備之間不互相影響，任何一套保護裝置發(fā)生故障時，不影響另一套保護裝置的報警。四是在安裝設(shè)計上，應(yīng)當對每套裝置配置各自的保護柜，并確保運行安全。

3 雙重化配置對策建議

3.1 差動保護雙重化配置

差動保護的保護配置方案有兩種，第一是E屏負責發(fā)電機、發(fā)變組、高廠變的差動，F(xiàn)屏負責發(fā)電機、主變、高廠變差動。這樣的配置存在三個特點，一是由于發(fā)電機差動的兩側(cè)電流是一致的，而且采用的是同型CT，定值整定時比較靈敏，因此需要E屏配置發(fā)電機的差動保護。二是雖然高廠變是發(fā)電機變壓器組的重要組成部分，而且發(fā)變阻的差動同時也囊括了高廠變，但考慮到故障靈敏度，發(fā)變阻差動對高廠變的低壓側(cè)故障是無法進行判斷的，因而，因此高廠變差動配置了E、F屏兩套裝置。另外，高廠變的高壓側(cè)用于F屏的主變差動僅需要配置一組大變比CT，低壓側(cè)則需要配置相互完全獨立的兩組CT。第二種方案是E、F屏都配置發(fā)變組、主變、發(fā)電機、高廠變等裝置差動。這種方案投入較高，也更加全面、安全，比較適合300MW以上的機組，包括300MW。

3.2 主變后備保護配置

主變指電力系統(tǒng)中的總降壓變壓器，其重要性不言而喻，因此需要嚴格落實好保護裝置。主變后備保護是主變壓器組的短路故障后備裝置，能夠起到主變零序保護、復(fù)合電壓過流保護、主變相間阻抗保護等保護功能。其配置方案建議采取E、F均相互獨立的保護裝置，且需要使用各自的CT。在CT配置方面主要有兩種措施，一是E屏使用套管自產(chǎn)零序電流，F(xiàn)屏接入零序CT。此方式的定值整定時需要分別進行計算。二是各自使用不同的CT，即需要安裝2個零序CT。

3.3 非全相保護和失靈啟動

考慮到敏感性和可靠性，一般來講，非全相和失靈啟動與電量保護不應(yīng)該放在同一個裝置內(nèi)。而且非全相保護和失靈保護不需要配置過多，只需1套即可，當然非全相保護還需要設(shè)1套斷路器本體非全相保護。

3.4 發(fā)電機保護配置

除了差動保護，E、F屏發(fā)電機保護配置還應(yīng)當設(shè)置匝間保護、定子接地保護、失磁保護、頻率保護、轉(zhuǎn)子接地保護、定子過負荷保護、過電壓保護、啟停機保護、軸電流保護等十多種保護裝置。其中，考慮兩套保護配置之間的影響，轉(zhuǎn)子接地保護一般只投入1套，需要切換到另一套時需要退出正在運行的本屏裝置。

4 雙重化配置的優(yōu)越性

4.1 可靠

雙重化配置最明顯的優(yōu)點即可靠。在每一套裝置中均配置有獨立的硬件，采用的是雙CPU，實行數(shù)據(jù)采集和保護計算相互獨立，從而保證任何元件損壞都不影響裝置報警信息傳出，而且兩個CPU系統(tǒng)均會進行自檢，任何一個裝置發(fā)現(xiàn)故障都會發(fā)出報警信號，從而保證裝置時刻保持健康運行狀態(tài)。雙重裝置能夠每周波24點高速采樣，并對采集信息進行實時計算，從而確保裝置的可靠性及動作速度。

4.2 穩(wěn)定

在硬件方面，CPU應(yīng)當盡量采用安全穩(wěn)定的高性能芯片，同時盡量減少裝置數(shù)量，將現(xiàn)代智能化科技生產(chǎn)技術(shù)予以應(yīng)用，保證裝置穩(wěn)定運行。此外，該配置還具有較為完善的自檢功能，能自動檢測常見性故障，并及時報警或自動緊急予以處理。另外，還能夠提供實時監(jiān)視，如當PT回路異常時，裝置能夠及時發(fā)出報警信息，方便及時維護。

4.3 方便

雙重花配置在實際操作中還非常方便，如，當其中一套裝置發(fā)生故障后，可以直接查找問題并進行維修，不需要停機。

5 結(jié)語

隨著智能化發(fā)展的加速，人們對供電的需求越來越大，大型發(fā)變組配置也越來越多，確保其安全運行已成為電力供電的重要課題。保護雙重化配置是目前提高繼電保護最前沿的理念和舉措，其不但應(yīng)用相互獨立的兩套保護裝置，并且要求兩套裝置從電源、信號輸入和輸出等各個方面完全獨立出來，且相互之間不影響，從而確保發(fā)變阻可靠、穩(wěn)定的運行，最大限度的保障了機組的安全。

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