发电机变压器继电保护及应用

文/张千朋 洪腾飞 陈龙

1 发电机变压器继电保护的重要意义

1.1 继电保护

继电保护是一种能够通过对故障检测，将故障进行有效隔离或切除的措施。常规的继电保护装置由三个部分组成，即测量部分、逻辑部分和执行部分，具体结构如图1所示。

1.2 发电机继电保护的意义

发电机是电力系统中较为重要组成部分之一，其运行稳定与否直接关系到整个系统的运行可靠性。在发电机上加装继电保护装置后，能够使其故障发生率大幅度降低，从而保证了电力的正常输出。继电保护装置会在发电机出现故障时，以最快的速度将故障设备从机组中切除，这样便不会对周围的线路和其它设备的运行造成影响，而发电机在故障设备被切除后，仍然可以维持正常运行。这样便可以在不影响发电的前提下，对故障设备进行维修处理，当故障消除后，便可使其重新投入运行。针对发电机的继电保护方式有以下几种：纵差保护、横差保护以及接地保护等。按照不同的情况，可对继电保护方式进行合理选择。

1.3 变压器继电保护的意义

电力变压器是一种处于静止状态的电气设备，其主要作用是变换交流电压和电流，是电力系统中不可或缺的重要元件之一，与供电可靠性具有密切的关联。变压器可以满足不同地区的用电要求，一旦发生故障，会对用户用电造成影响。通过继电保护，可以提高变压器的运行稳定性，降低故障发生几率，为正常供电提供强有力的保障。针对变压器的继电保护方式有以下几种：电流速断保护、瓦斯保护、过负荷保护、过电流保护、阻抗保护等等。可按照变压器的实际情况，对继电保护方式进行合理选择。

2 继电保护在发电机变压器中的具体应用

2.1 继电保护在发电机中的应用

对于发电机而言，其在运行的过程中，常常会出现各种故障，导致这一问题的主要原因是发电机本身的结构复杂程度较高，如果运行中出现偏差，则可能引起异常，当异常情况未能获得及时处理，便可能转化为故障，这种情况在大型发电机组中较为常见。由于发电机的故障类型较多，所以在继电保护方式的选择上必须遵循合理性的原则，从而确保继电保护的作用能够得以最大限度地发挥。

2.1.1 定子绕组的继电保护

发电机在运行时，定子绕组的故障发生几率较高，为此，应当针对具体的故障类型，对继电保护进行合理应用。当发电机的定子绕组发生相间短路时，由于运行中会产生巨大的短路电流，从而很容易造成发电机损坏，对于这种情况，可以应用瞬时动作的纵差保护；当定子绕组发生匝间短路时，强电流可能影响到发电机的运行可靠性，对此，可应用保护性能较好匝间短路保护，这种继电保护方式具有迅速动作的特点，能够满足保护需要；对于定子绕组的单相接地故障，可以应用接地保护。

2.1.2 发电机失磁保护

失磁是发电机运行中较为常见的一类故障问题，当失磁现象出现，会对发电机造成非常严重的损伤。失磁分为两种情况，一种是部分失磁，另一种是完全失磁。针对失磁问题，可以应用继电保护中的失磁保护。采用失磁保护后，保护装置会在发电机励磁电流衰减为零后，使出口断路器断开，并将发电机从电网中隔离出去，这样既可以防止发电机损坏，又能保持电网的稳定运行。在应用失磁保护时，必须对重要判据进行合理确定。

2.2 继电保护在变压器中的应用

当变压器出现故障时，会对电力系统的安全、稳定运行造成影响，为了避免变压器故障对系统的影响，应当设置相应的继电保护。变压器绕组和引出线常常会发生相间短路问题，而变压器侧绕组则可能会出现匝间短路现象，为有效避免上述情况发生，可以应用纵差保护。这种继电保护方式，只会在被保护区内短路时才会动作，所以应用时，无需考虑与相邻元件保护的配合问题，可在被保护元件的各端加装电流互感器，并用导线将二次线圈连接起来，接差动继电器。在一些特殊的场合需要使用大型变压器，为确保其运行安全性，必须采取独立的差动保护。此外，可将瓦斯保护作为变压器的主保护进行应用，这种继电保护方式不但动作迅速、灵敏可靠，而且结构还非常简单，运行可靠性高。为使瓦斯保护的作用得以做大限度地发挥，在具体安装时必须保证安装质量，并且还要做好巡检工作，防止瓦斯保护出现误动作。

3 结论

综上所述，发电机和变压器作为电力系统的核心部件，它们的运行稳定与否关系重大。为此，对发电机和变压器进行有效的继电保护就显得尤为必要。在具体的应用中，应当结合实际情况，选择适宜的继电保护方式，从而确保继电保护的作用能够获得最大限度地发挥，这对于推动我国电力事业的健康发展具有重要的现实意义。