水电厂发电机变压器保护原理及继电保护措施 德吉卓玛

水电厂发电机变压器保护原理及继电保护措施德吉卓玛

发表时间：2019-08-26T13:26:19.110Z 来源：《电力设备》2019年第7期作者：德吉卓玛

[导读] 摘要：我国的经济急速发展，电力需求不断增加，正常供电、保证电力系统的平稳运行是我国进行社会生产的重要保障。

（国网西藏电力有限公司沃卡发电公司西藏山南 856000）

摘要：我国的经济急速发展，电力需求不断增加，正常供电、保证电力系统的平稳运行是我国进行社会生产的重要保障。水电厂作为电力供应中最为重要的保障因素之一，要想实现为广大市民和社会生产提供最为优质的供电服务，电力系统的稳定、安全的运行就只有提高水电厂继电保护技术，做到及时解决水电厂突出故障，将其对电力系统的负面影响程度降到最低。本文主要分析了水电厂发电机变压器保护原理及继电保护措施。

关键字：水电厂；发电机；原理；继电保护

水电厂是电力系统中的重要一环，影响着电力系统的安全运行。水电厂发电原理是利用水的压力将势能和动能转换为机械能，接着水轮机带动发电机使其转动，从而将机械能转换为电能。水电厂担负着调峰、调频的重要任务，决定着电力系统是否能够安全运行。继电保护是水电厂重要的保护自身系统的手段，它能够在最短的时间内使发生故障的设备与电力系统分开，减低故障对整体设备造成的不良影响。继电保护能够为用户带去安全可靠的电力，还能使供电系统不间断的运行，对促进水电厂长足发展有着重大的现实意义。

1水电厂发电机变压器继电保护的原理

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。

3水电厂继电保护的要求

继电保护装置应该具有选择行、速动性、灵敏性以及可靠性这几个特点。当继电保护装置进行工作时，它需要将发生故障的设备从系统中进行隔离，这就要求装备具有选择性，以满足供电系统的无故障的设备能够正常运行的要求；装置的速动性指的是，设备能够快速的选择出故障元件并进行切除，从而保证系统的稳定运行，将整个系统受到的损害降到最低，使由于故障引起的影响的范围尽可能的减小，从而使设备的自动重合闸和备用设备自动投入效果大大的提高。在继电保护装置的保护范围内，装置能够对发生异常的元件或者异常运行的设备有很高的反应能力，这是灵敏性的内涵。可靠性则是指保护装置能够很可靠的对其保护的范围进行动作。

4水电厂发电机变压器的继电保护措施

4.1发电机定、转子保护配置

在进行发电机定子保护和转子保护的过程中，所采用的主要装置有定子接地保护装置和转子接地保护装置。其中定子接地保护装置在进行具体保护作业时，是通过基波零序电压对定子绕组接地所形成的保护作用。之后利用三次谐波电压对定子中性点的绕组实行接地保护。在采用该装置执行继电保护的过程中，需要依据零序电压和三次谐波的运行情况来对定子的出口回路进行有效确定。只有这样才能使其适应性能得到有效提升，可以适用于大多数的发电机定子保护作业中。

转子接地故障问题主要表现为，励磁回路的一点出现接地现象，此时的发电机运行状态良好，并不会表现出明显的故障问题。然而在发生第二点接地故障时，便会对发电机的整体运行质量造成严重威胁。针对此类问题，转子接地保护装置会对力磁回路出现的一点接地现象进行有效辨别，并且快速找出发生接地故障的位置，同时发出警报信息，为相关的故障维修人员提供参考。使其能够在短时间内发现故障问题，并且采取停机运行的方式对接地故障问题进行排除之后，恢复发电机的正常运行。

4.2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。

5水电厂继电保护的发展前景探究

5.1继电保护逐渐走向信息化

现阶段的水电厂而言，其基本的运行要求就是具备安全性，所以，水电厂应该对继电保护技术的优化和提升做到有效重视。就当下我国水电厂的发展状况而言，继电保护不能只在故障排查水平上一直停滞不前，还应该重视自身系统安全运行和维护水平的提升。

随着不断创新的信息技术，越加发达的网络科技技术，只有让继电保护系统传统观念得以突破，才能让自身得到改善，要对系统保护做到重视。水电厂应该对新技术的运用进行适当考虑，让数据信息的共享得以实现，促使重合闸装置与保护单元能够得到更加有效的合作，让系统运行的安全性、平稳性得到保障和提升。此外，信息化还能够对出现故障的位置和测距做到准确判断，节省故障类型和性质判断的时间，对故障的快速解决有着非常重要的帮助。

5.2越来越高的智能化程度

当下，随着我国科技的不断进步，人工智能身为我国科技发展中一种全新技术，遗传了算法、进化规划以及神经网络等，已经广泛运用到了水电厂中，让水电厂中原本较为复杂的问题得到了非常轻松的解决，让效率得到了很大程度提升。对当下我国水电厂继电保护科研工作来说，相关技术人员进行科研的主要方向就是实现人工智能化。因为继电保护系统本身就已经具备了如网络和专家系统等智能化系统，所以在有效结合人工智能之后，能够更加准确地分析出系统可能存在的不确定因素，对影响智能诊断的因素做到及时发现，让诊断结