水电厂发电机变压器保护原理及继电保护措施

摘要：本文主要针对我国的水电厂发电机变压器保护的原理和继电保护的对策做出了分析，希望能够给予同行业工作人员提供参考价值。

关键词：水电厂;发电机;变压器保护原理;继电保护措施

1发电机继电保护的必要性与方式分析

1.1必要性分析

发电机变压器作为水电厂生产作业中的重要组成设备，其运行质量与运行效率对产电能力以及电力系统的稳定性能具有直接影响。而在发电机变压器中，应用继电保护装置不仅可以保证发电机的稳定运行，还可以使电力输出性能得到全面提升，进而保证电力系统的运行质量。实际运行中，继电保护装置在发现发电机出现故障问题时，便会及时操作切断故障机组，避免对系统中的其他机组的运行质量带来影响，维系电网系统的有效运行。同时也为相关的设备维修人员提供了充足的设备维修时间。当机组故障被全部排除后，便可以正常接通机组，使其进行正常的生产作业。由此不难看出，继电保护装置在电网运行的过程中所发挥的重要作用。

1.2继电保护方式分析

针对发电机的继电保护方式，主要可以分为纵差保护、横差保护和接地保护三种。其中纵差保护指的是，对于发电机出现短路情况所采取的保护措施。在发生短路故障时，继电保护装置会立即作出响应，切断发生短路的线路，降低故障问题的影响范围，从而提升电网系统的运行质量。在作出切断线路操作之后，发电机的过负荷和系统震荡也不会出现较大的变化。为此，该种继电保护方式较为适用于1MW以上的发电机保护工作中曰横差保护指的是，在发生定子绕组匝间短路故障时，利用支路电流差来实现对发电机系统的继电保护作用。主要方式有以下两种：一种是在每个机组内增加两个电流互感器和一个继电器，使其形成相对独立的保护系统，一种是可以通过引出多个中性点的定子绕组方式，使其形成单元件横差或多元件横差，进而达到保护发电机的作用曰接地保护指的是，发电机定子绕组接地、零序电流定子接地、零序电压定子接地和三次谐波电压定子接地等。

2水电厂变压器继电保护的必要性及方式分析

2.1必要性分析

在电力系统中，变压器起着重要作用，不仅要保证电力系统的稳定运行，还要确保电力有效输出。因此在电网运行中，需要为多个区域提供电源，但不同的区域具有不同的功能。因此对电能的需求也存在很大差异。通过合理应用变压器，发电机输出的电能可以转换成不同的电压，以满足每个区域的供电要求。如果变压器出现问题，将影响其输出的电压质量，不同需求的客户将无法获得相应的电源。这不仅会影响用户的用电质量，还会导致电网系统混乱，甚至导致大规模停电。因此有必要注意变压器的继电保护，使其可以更好的去保证发电机稳定的运行，促进我国电力事业得到持续稳定的发展，为人们生活质量的提高奠定出坚实的电能供应，因此要引起足够的重视。

2.2继电保护的方式分析

由于变压器在电网系统运行的过程中所发挥的作用较为明显，不仅能保证电压的有效输出，为人们提供良好的供电服务，还能确保对电能的有效分配。为此，针对变压器的故障问题所采取的继电保护方式也较多。主要有瓦斯保护、外部相间短路保护、电流速断保护等。这些继电保护方式可以适用于大部分变压器的故障问题。由于变压器的容量和功率存在较大的差异，在进行继电保护方式选择时，还需要考虑到变压器的运行原理和容量规格等。

3提高发电机继电保护的对策分析

3.1原理的分析

在水电站发电机运行中，最常见的故障问题主要包括定子单回路接地短路和相间短路等问题。如果出现问题，水电机组的运行质量和效率将直接受到影响，对电网稳定性造成严重威胁。对于这类问题，有必要采取相应的措施，以避免故障范围的扩大，提高电网的运行效率。在正常情况下，继电保护方法可用在定子单接地的中性点设置相应的高电阻，变压器用于相应地控制电压。在此基础上形成良好的保护系统。在出现定子绕组故障的时候，继电保护系统将会做出相应的反应，这样可以避免故障出现扩大，保证电网运行时候的稳定性。

3.2对水电站的继电保护进行正确的配置

3.2.1发电机定子和转子的保护配置分析

如果发电机的定子保护以及转子保护的过程中，必须要保证其所应用到的保护装置能够满足其保护的实际要求，在这装置中，对于定子接地保护装置而言，主要执行一些特定的操作背景下，通过基本零序电压对定子绕组进行保护。但是采用三次谐波电压对其定子保护的过程中，主要是采取中性点绕组的方式进行接地保护，如果采用这个保护装置的情况下，要根据其零序电压和三次谐波的运算进行分析，然后对其定子的出口回路进行相应的确定等。只有不断的对其自身的适应性能进行全面的提高，才能更好的保证其运行效率，同时也是可以适合应用到多数的发电机定子保护之中。然而转子接地的故障问题是激励电路存在接地。并不是直接的显示出一些比较明显的故障问题，但是在进行第二次出现接地故障的时候，将会导致其发电机组的整体运行质量和运行的效率带来严重影响，直接的限制电力企业自身的发展。因此这个时候保护装置将会对其接地情况做出相应的判断，找到相应的故障位置，发出报警型号，为维修人员提供出相应的参考。因此在水电厂发电机組继电保护中，必须要提高对其定子和转子的保护进行配置，保证其发电机可以更加稳定的运行。

3.2.2水电厂发电机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。将之前的保护屏装在主变压器的保护屏旁边，并与之共用一台单元管理机，如此既能有效地实现水电厂变压器的需求，同时也节约了继电保护配置的成本投入。

4结语

发电机以及变压器对于电网的运行质量和发电厂的发电质量是存在直接的影响，因此有必要采取相应的措施，以确保两者的运作质量。为降低故障发生概率，有必要注意水电站和火力发电厂的工作原理相同，但是发电机和变压器的连接方式差别很大，因此在设置继电保护装置时，需要有效区分。总之，紧紧跟随时代的脚步，及时地引进现有的科学技术，让水电厂的发电机和变压器的继电保护方式能更好地发挥作用，更好地帮助水电厂实现经济效益和社会效益。

参考文献

[1]周涛.关于水电站发电机变压器继电保护的探讨[J].区域治理.2018.

[2]叶章梅.变频发电机创新技术的研究开发[J].科技创新与应用.2017.

作者简介：

梁圣昌（1987.04.02），性别：男;籍贯：广西横县;民族：汉;学历：本科;职称：助理工程师;职务：项目副经理;研究方向：继电保护。