大型火力发电厂继电保护技术研究

大型火力发电厂继电保护技术研究

王全林

贵州兴义电力发展有限公司562400

摘要：电力是人们日常生活中必不可少的能源之一，各行各业的发展都离不开对电力资源的开发和使用。电的来源是多样的，最常见的是火力发电，我国作为火力发电的大国，拥有世界上最大的火力发电厂。而大型火力发电厂的继电保护配置复杂,火力发电的安全问题不容忽视，本文就大型火力发电厂的继电保护技术进行了深入讨论，希望能够为相关从业人员提供参考。

关键词：火力发电厂；继电保护；技术研究

一、继电保护系统相关

继电保护装置是指在火力发电场发电过程中，为电厂提供发电的故障排查以及供电系统的稳定提供相应帮助的工具。在故障发生时，继电保护装置通过检测不正常电压自动切断电路，使电厂避免因线路故障而产生的更进一步的灾难。大型火电站的运行周期长，所需的相应监控水平也会有所增加。而继电保护系统的使用就可以很好的提高火电站的自动化程度，减少事故的发生以及减轻线路护理人员的工作压力。

继电保护的应用条件是保证火电厂的正常供电输出，从而保证千家万户对电力使用的要求。随着当今科技的发展，人们在日常生活中对电的需求越来越大。也正因如此，各个电站的负担也增加了，尤其是用电高峰期，整个城市的用电是一个很大的问题。电厂的运行周期长短，意味着电能输送到每个用户家中是否及时。电力资源不同于其它资源，其不易保存，随用随有。大型电厂一旦停止产出，势必会造成相关区域的大面积瘫痪。每一环都值得重视和必要的理论支持。只有保证电厂的正常运行，才能保证用户的正常使用，因此，只有保证继电保护技术的完善才能更好的解决现阶段用户用电量大的问题。

继电保护技术主要作用在发电站的变压器上，之所以变压器成为重点保护对象，是因为在大型火力发电站全功率运行时，需要很大的变压体系才能稳定电压。而大型变压器由于结构复杂，运行周期长，不易被检查人员控制。变压器停止工作，也就意味着整个电厂失效。实际上电厂的变压器是经过机密设计的，一般不会出现故障[1]。但总会存在特殊情况，一旦其发生故障将会带来不可估量的后果。对变压器进行严格的安全把控十分有必要，首先是日常维护和保养，定期派人检查，其次，就是安排好继电保护装置在故障发生后，对其进行最后的应急处理。

二、继电保护工作原理以及电厂主要故障

电厂的故障成因是多方面的，本文就电厂发生故障的最常见成因以及故障发生时继电器如何工作进行了详细分析。

（1）线路以及零件的老化问题

老化问题出现在工业机器的很多方面上，而电厂的线路以及发电机组零件一旦发生老化失效，将会产生重大的后果。对于这一问题，继电保护主要是采用零序电流对其进行保护。一旦发现线路老化产生短路，就可经过电线或者电缆在接地过程中产生的零电流来对电力系统进行控制从而保护电路。这种方法的优点是原理简单易操作，而且不受其它部件的影响。同时有着很短的反应时间，缺点是由于其利用的是接地保护，因此其在实际使用中有一定的局限。不能很好的胜任在环形电路以及短途电路的短路问题上[2]。

（2）过载保护

电路的过载很常见，在我们日常生活中一旦发生过载现象，就会有空气保护开关直接切断电源用以防止事故发生。实际上，在大型火电站也存在有过载的问题。但这不是一个简单的空气开关可以解决的，在电厂运行时其电流很大，如果一旦过载或者超过负荷其也会造成一定的后果。在继电保护系统的布置时，应该考虑到这一因素。设计相应的应急保护，以防止电路超过额定太多而损害发电零部件。

（3）纵联差继电保护

仅仅依靠继电器本身来保护电厂变压器是不够的，还应该利用变压器本身的继电保护。首先我们要明确，变压器如何进行自我保护。其原理十分简单，在变压器的生产之初，会进行一项或多项纵联进行电路保护，这是为了解决变压器本身发生短路的问题。因为一旦变压器本身发生了短路，外部的警报都是徒劳的。因此，设计人员可利用变压器的纵联来进行变压器自身的短路保护，在3200kv的情况下，这一项目对变压器的保护尤为明显。而一旦超过这个最大值，其保护效果就会受到限制甚至直接失效。这也就意味着此技术并不能很好的解决大型电厂的变压器保护问题。

（4）瓦斯指数变更以及油面下降造成的故障

首先，分析其故障成因。在火力发电过程中或多或少会产生瓦斯，这些瓦斯会进行回收处理，用以下一步的发电。但瓦斯的性质也就决定了，在其密度过高时容易发生爆炸。为解决这一问题，大型火力发电站一般采用瓦斯继电器来防止事故发生。其工作原理是改变变压器的瓦斯浓度，并对瓦斯进行监控，发生故障时会随时响起警报，以提醒工作人员注意。在发生短路时，瓦斯继电器会释放出足量的瓦斯，这些瓦斯会改变继电器的工作状态，直接断电。对工作人员发出警报，使其第一时间发现故障的部位。保护好电路不会因此产生二次损伤[3]。这一技术已经利用的相对成熟，也是很多火电站的统一选择。瓦斯继电器的反映迅速，对变压器的变化灵敏度很高，是一项很好的解决现阶段线路短路的继电器安装方案。

总结：安全无小事，尤其是对于大型的火电厂而言，其发生事故造成的后果是不可估量的，能够直接对电厂造成很大的经济损失，还会对周边人们的生活用电带来巨大不便。因此，要做好大型火电站的继电保护工作。本文就主要的发生事故的原因进行了分析，但现场的情况往往是多样的，存在很多的变数以及多种情况共存。因此，继电保护装置仍需要考虑更多的设计因素，需要更加完备详实的调查。本文对继电保护技术进行了探讨，以期能够为相关从业人员日后的设计研发工作提供参考。

参考文献：

[1]康伟.中粤2×600MW燃煤式火力发电厂的继电保护分析和应用[D].华南理工大学,2013.

[2]周晓兵.大型火力发电厂主系统继电保护可靠性分析[J].黑龙江科技信息,2013(28):150.

[3]李冬.火电厂嵌入式继电保护故障信息管理系统研究[J].电气传动自动化,2013(03):57-60