姬生飛

（南京南瑞繼保電氣有限公司，南京210000）

1 引言

根據(jù)當(dāng)前抽水蓄能電站的實(shí)際運(yùn)行方式能夠看出，傳統(tǒng)模式不僅缺乏現(xiàn)代化技術(shù)的支持，而且還存在一些不正確的做法，這樣雖然可以在短時(shí)間內(nèi)保證抽水蓄能電站的運(yùn)行，但是久而久之會(huì)對(duì)蓄能電站的運(yùn)作水平造成嚴(yán)重影響，例如，無(wú)法對(duì)變壓器兩側(cè)的短路電流進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，影響變壓器的運(yùn)行質(zhì)量，無(wú)法在變壓器出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。同時(shí)無(wú)法對(duì)單元接線提供保護(hù)，也無(wú)法對(duì)變壓器制定合理的控制策略，這些都會(huì)影響繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行效果。因此，本研究重點(diǎn)對(duì)抽水蓄能電站繼電保護(hù)裝置的常見問(wèn)題進(jìn)行分析，旨在促進(jìn)抽水蓄能電站的運(yùn)行質(zhì)量。

2 正確計(jì)算變壓器兩側(cè)的短路電流

首先，計(jì)算變壓器的短路電流。對(duì)于抽水蓄能電站，變壓器是保持配電網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)保障，當(dāng)變壓器產(chǎn)生短路現(xiàn)象時(shí)，如果可以及時(shí)檢測(cè)短路電流，并且利用繼電保護(hù)裝置進(jìn)行調(diào)整與修復(fù)，這樣就可以降低短路問(wèn)題對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)造成的影響[1]。但是，在當(dāng)前的抽水蓄能電站中，習(xí)慣將兩相短路電流當(dāng)作最小電流，這樣會(huì)影響電流檢測(cè)工作的準(zhǔn)確度。雖然短路電流的數(shù)值通常情況下是三相短路的0.866 倍，可以通過(guò)三相短路電流計(jì)算出兩相短路電流。但是，由于不同供電區(qū)域與配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行模式的不同，變壓器產(chǎn)生短路故障時(shí)的電流數(shù)值也會(huì)存在差異。雖然上述計(jì)算方式在理論層面是成立的，但是如果保護(hù)所的實(shí)際位置與短路點(diǎn)位之間存在變壓器，同時(shí)變壓器的接線方式為d 類或Dy 類，利用三相短路電流換算兩相短路電流時(shí)，很容易產(chǎn)生計(jì)算誤差。具體的電流分布情況如圖1 所示，根據(jù)圖1 可以看出，yn 側(cè)兩相短路與yn 側(cè)故障相對(duì)應(yīng)的D 側(cè)電流數(shù)值存在差異。

圖1 電流分布情況

同時(shí)，D 側(cè)的三相電流數(shù)值分別為IA=0.5A，IB=1.0A，IC=0.5A，對(duì)于這組數(shù)據(jù)情況，其主要表示的電流情況如下：（1）yn 側(cè)發(fā)生兩相短路時(shí)的D 側(cè)電流；（2）yn 側(cè)發(fā)生三相短路時(shí)的D 側(cè)電流。這組對(duì)比情況中明顯沒(méi)有看到0.866。因此，今后在針對(duì)變壓器的兩相短路電流進(jìn)行計(jì)算時(shí)，還要通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算，不能單純采用公式代入模式，這樣很容易產(chǎn)生計(jì)算誤差，從而影響抽水蓄能電站繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行質(zhì)量[2]。

3 合理配置機(jī)變單元接線的主變壓器相間短路后備保護(hù)

對(duì)于抽水蓄能電站的運(yùn)行模式，機(jī)變單元接線也是影響設(shè)備短路的主要因素，例如，GCB 斷開與主變壓器倒送廠用電的情況非常常見，這時(shí)如果未能根據(jù)配置機(jī)的運(yùn)行要求進(jìn)行調(diào)整，則無(wú)法保證配網(wǎng)電路的電流穩(wěn)定性。因此，這時(shí)需要針對(duì)發(fā)電機(jī)的過(guò)電流保護(hù)進(jìn)行控制，并且還要對(duì)電流的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，以此及時(shí)準(zhǔn)確地判定變壓器與配網(wǎng)線路的運(yùn)行情況[3]。

該環(huán)節(jié)需要利用繼電保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)采集功能，通過(guò)電流的日常運(yùn)行情況進(jìn)行記錄，這樣在電流運(yùn)行數(shù)值異常時(shí)，可以將2 種數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，并且對(duì)隱患區(qū)域進(jìn)行調(diào)整?；谶@種狀況可以實(shí)現(xiàn)后備保護(hù)效果。一方面是電流取自變壓器高壓側(cè)的復(fù)壓過(guò)電流保護(hù)；另一方面為電壓取自低壓側(cè)的復(fù)壓過(guò)電流保護(hù)[4]。但是，在進(jìn)行電流保護(hù)調(diào)整的過(guò)程中，還要在GCB 合上以及機(jī)組正常工作模式下進(jìn)行。如果在電流計(jì)算環(huán)節(jié)未能退出運(yùn)行，會(huì)產(chǎn)生指向性的變壓器變化。因此，為避免此類問(wèn)題的發(fā)生，相關(guān)工作人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)GCB 輔助觸點(diǎn)的管控，以此實(shí)現(xiàn)該保護(hù)措施的投退自如，即當(dāng)GCB 裝置處于斷開模式時(shí)，變壓器可以馬上采用投退功能進(jìn)行電流保護(hù)取消[5]。

此外，本環(huán)節(jié)還需要借助相關(guān)的保護(hù)措施，包括發(fā)電機(jī)的復(fù)壓過(guò)電保護(hù)和主變高壓側(cè)的復(fù)壓過(guò)電保護(hù)，具體作業(yè)模式如下：（1）當(dāng)GCB 處于閉合模式時(shí)，保證機(jī)組正常運(yùn)行或抽水運(yùn)作，這時(shí)如果發(fā)電機(jī)的母線與電流等情況未出現(xiàn)異常情況，則說(shuō)明GCB 可以對(duì)當(dāng)前運(yùn)行模式提供保障；（2）當(dāng)GCB 遇到相關(guān)情況而停機(jī)時(shí)，如果短路電流出現(xiàn)在母線與發(fā)電機(jī)中，這時(shí)應(yīng)馬上切除短路，可以保證其余設(shè)備與電路的正常使用，并且在后續(xù)的計(jì)算環(huán)節(jié)還可以節(jié)省動(dòng)作時(shí)間。

4 對(duì)高壓廠用變壓器與勵(lì)磁變壓器的主保護(hù)進(jìn)行科學(xué)配置

從抽水蓄能電站的角度來(lái)說(shuō)，當(dāng)高壓廠中的變壓器與勵(lì)磁變壓器容量小于一定數(shù)值時(shí)，并且產(chǎn)生電力故障時(shí)，設(shè)備會(huì)作出電流速斷反應(yīng)。然而對(duì)于大型機(jī)組的出線模式，如果離相封閉模式中以母線為主，這時(shí)都會(huì)以干式單相變壓器為主，通過(guò)對(duì)主母線的運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)整，盡可能地保證電壓側(cè)的電流不會(huì)產(chǎn)生大幅度變化。此外，電流速斷保護(hù)問(wèn)題實(shí)質(zhì)上是將高壓側(cè)產(chǎn)生的最大電流作為參考依據(jù)，并且根據(jù)短路時(shí)的實(shí)際情況進(jìn)行綜合分析，因此，處理此類現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)將差動(dòng)保護(hù)當(dāng)作相應(yīng)的變壓器的主保護(hù)方式，這樣才能強(qiáng)化繼電保護(hù)裝置的可行性。

對(duì)于水電站，尤其是抽水蓄能電站，變壓器在運(yùn)行時(shí)會(huì)出倒送廠用電。此時(shí)，發(fā)電機(jī)的復(fù)壓帶記憶過(guò)電流保護(hù)和變壓器低壓側(cè)的方向過(guò)電流保護(hù)對(duì)變壓器都起不到后備保護(hù)作用。這種情況下，電流取自變壓器高壓側(cè)、電壓取自低壓側(cè)的復(fù)壓過(guò)電流保護(hù)就起到了變壓器相間短路后備保護(hù)的作用。但是，這個(gè)保護(hù)在機(jī)組正常發(fā)電或抽水時(shí)，如果不退出運(yùn)行，會(huì)影響變壓器的運(yùn)行方向性，并且會(huì)與線路的后備保護(hù)配合，增加整定的困難。所以，合理的做法是利用輔助觸點(diǎn)，并且根據(jù)變壓器的運(yùn)行情況制訂科學(xué)合理的配置方案，這樣才能強(qiáng)化抽水蓄能電站的運(yùn)行質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)抽水蓄能電站的繼電保護(hù)問(wèn)題進(jìn)行研究，能夠看出傳統(tǒng)的運(yùn)行模式已經(jīng)無(wú)法滿足蓄能電站的發(fā)展需求，必須采用現(xiàn)代化技術(shù)對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行優(yōu)化革新，并且結(jié)合實(shí)際應(yīng)用效果與存在的問(wèn)題不斷展開分析，這樣才能使蓄能電站的配置方案更具科學(xué)性與可行性，使繼電保護(hù)裝置發(fā)揮自身的最大作用與價(jià)值?；诖?，本文對(duì)抽水蓄能電站的繼電保護(hù)問(wèn)題進(jìn)行研究，主要分為計(jì)算變壓器的短路電流，合理配置機(jī)變單元接線，對(duì)變壓器的運(yùn)行模式進(jìn)行科學(xué)配置，這樣才能保證抽水蓄能電站的穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展提供良好助力。