6MW发电机继电保护设计

6MW发电机继电保护设计

作者：潘慧龙

来源：《硅谷》2014年第15期

摘 要 发电机组主要负责制造、传送电能，在当代电力系统中占有重要地位，确保电力系统运行具有可靠性，对电力系统的正常运作具有重要的现实意义。发电机的内部构造较为繁复，组件之间的分布设计较为精密，部分组件外型较大，如果出现故障，就会导致较为严重的后果。

关键词 6MW发电机；继电保护；铁矿自备的热电厂

中图分类号：TM772 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）15-0094-02

在铁矿自备的热电厂当中，发电机与变压器都会在运行的过程出现各种类型的故障，对电力系统的正常运转造成了较为严重的阻碍作用。事实证明，故障一旦发生，不仅会造成财产损失，也会出现较为严重的安全隐患，使得安全事故存在发生的可能。因此，必须对现有的发电机的继电保护进行优化设计，确保电力系统的运行具备一定的稳定性。 1 继电保护类别及原理

1）过电流保护。这种类型的继电保护方法主要针对保护对象中存在一定出现几率的最大负荷电流进行规避来实现保护目的。如大电机启动过程中的瞬间电流等，通过对其进行躲避，清除保护对象的运行的阻碍，使其能够正常运作。在应用这个方法时，要对相应级别的电流保护进行确认，进而对应时限进行相应的级差定位[1]。

2）电流速断保护。保护对象以及线路末梢在电力系统运行的过程中可能由于短路的存在而使得原本瞬间超大电流得以出现，这种短路情况也可能出现在变压器的特定位置之中，这种保护方式针对以上述两种情形为参照进行设定，具备无时限的特点。

3）定时限保护方式。当电力系统处于常规运行状态时，当被保护对象产生最大负荷电流时，继电器处于瘫痪状态，如果这段线路的上级区域出现故障，应该确保继电器的运作不受现实情况影响；定时限保护方式主要由电流、时间以及信号等三种不同类别的继电器共同构成；它在执行保护动作的时间内并不会与短路电流之间产生交互影响，因为其发生作用的时间始终处于稳定状态，具备一定程度的不变性[5]。 2 继电保护设计规范

本文为了设计能够具备现实意义，因而假定设计的服务对象为某单机容量为6MW的铁矿自备的热电厂，针对其继电保护体统进行设计，对于电力系统的正常运作具有重要的现实意义，应该针对我国目前与之相关的技术规范和其技术水准作为必要的参照，应该坚持技术处于

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较高层次，确保系统的运作处于较为良好的状态，针对发电机和变压器进行相应的配置，分别启动与之适应的保护装置。在对其进行设计的过程中，首先应该确保其可靠性。继电保护的设计应该确保整个系统运作的稳定性，能够符合铁矿自备的热电厂的现实状况；铁矿自备的热电厂中需要注意的事项相对较为复杂，因此其保护措施应该具有明确的针对性，确保保护方式能够明确的作用在保护对象之上，对于不同类型事项出现的故障进行及时、有效地排查，使得那些没有处于故障影响范围的系统部分能够持续运作；成本控制是每一个工程项目都应该坚持的原则，在能够满足设计需求的前提下，应该将保护装置的设计尽量简化，确保其能够节省不必要的花费。 3 继电保护设计

1）继电保护布局方案。继电保护的布局应该能够针对发电机以及变压器之间的各个部件出现的故障进行一定程度的保护，对于一些运作反常的部分也要能够进行的显示。发电机与变压器的保护装置能够进行合并，使之成为一体。这个布局主要包括发电机纵差保护、相应的防雷接地保护等[3]。

2）纵差动保护。它可以用在发电机的定子之上，当故障出现便起到保护的主要作用。在其发挥作用的过程中，差动电流的性质发生改变，发挥出需求效应，将短路电流进行疏导，使其具备制动功能。如此的方式具备较强的优点，可以规避一定的风险，使得短路电流可能引起的电流失衡情况得以避免。当完成的电流汇通路线出现被切断的现象时，必须要有预警信号[4]。

3）定子绕组接地保护。这个部分在进行的过程中需要在基波零序电压法的指导下完成。前述的接地保护方式为90%，在针对100%定子接地保护装置进行安置的过程中，需要运用三次谐波比较法。应该在PT开口的位置上安置一块针对特定电压数值进行测定的电压表，其主要作用是对接地保护装置的绝缘性能是否合格进行判定[5]。

4）定子绕组短路保护。发电机在运作的过程中，会出现相应短路故障，在不同的分支类型中常常出现这种状况，针对其匝间设定保护装置。绕组形式为星形接线，每股线路之间都有并联形式，针对这种情况，必须采用这种方式发挥出应有的保护作用。在对其进行应用时，应该确保线路中流通的电流能够处于正常水准，整个配置应该在三次谐波滤过器的辅助下进行对接，其中的滤过值应该在100以上，另外的类型应该保持在30以上。应该针对外部的最高限度短路电流的出现的极限基波值失衡电流进行安置。 4 主变电压器保护安置方案

1）纵差保护。这种保护方式主要针对变压器的内部固定线路发挥保护作用，同时也能够作用在SFC旁支中的短路应对。安装之后，其应该能够对励磁涌流起到灵活的规避作用，针对外部短路爆发出的失衡状况也应该具备一定的防护作用。在其发挥作用时，应该对线路中的断线情况进行封锁。

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2）零序电流电压。中性点需要与地面进行接通，为了起到保护作用应该安置零序保护装置。针对反应零序电压和电流的情况进行分析，设计相应的装置对其起到维护作用，以此实现中性点未接地而发挥功效的过程中的维护。其主要动作作用在不同位置的断路器之上。 3）变压器主体保护。轻、重瓦斯在出现停止运作或者跳闸的情况下需要进行相应的保护；变压器的温度控制对于电力系统的运行具有重大的意义，因此针对其进行保护有利于促进电力设施的正常运作，应该设计相应的限值回馈信号；电力系统的运行可能会面临高压情况，应该设置相应的阀门，针对跳闸等情况产生的压力进行释放。 5 保护产品的性能和选择

针对保护装置的现实情况进行考量，很多生产方都想将自己的产品推销作为继电保护建设的专用装置，但是每种类型的商品在其生产的过程中，都具备不同的特性，因而在进行设计的过程中也应该对这个部分进行考量。经过调查得知，一些外国厂家生产的产品并不具备单元件横差的特性，为了应对这种情况，可以选择国内的一些具备此种性能的产品。在进行装置产品的选择的过程中，应该对安置对象的现实情况进行考量，对安置过程中需要使用的方法和工艺等信息进行调查，将信息进行记录。发电机和变压器是重点需要关注的两个部分，需要针对其运作的信息选择合适的保护方法，确保其能够顺利发挥应有的作用。 6 总结

铁矿自备的热电厂等设备的继电保护能够对其电力系统的运作情况产生较大的影响，应该对其保护装饰的布局机型严格的确认。使得发电机和变压器的保护措施能够符合现实要求。电机内部较容易出现短路现象，针对这种情况应该对其安置纵差动保护等，确保电力系统能够在正常的状态下继续运行。 参考文献

[1]王攀.电力变压器继电保护设计[J].电气时代，2010（07）：15-116.

[2]李颖.瑞丽江一级铁矿自备的热电厂继电保护系统设计[J].云南水力发电，2010（05）：145-146.

[3]郝文新.35 kV变电站微机继电保护设计[J].山西建筑，2010（32）：158-159. [4]陈凌.福州EMS一体化继电保护整定计算系统功能设计新探[J].中国电力教育，2013（27）：145-148.

[5]郭青山.110 kV变电站继电保护改造调试问题研究[J].中国电力教育，2013（30）：224-225.

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