关键词：发电机、单元件横差保护、误动问题、应对措施
1、前言
本次研究工作以电厂大型水轮发电机为实际的研究对象展开分析，其相关参数如下：其单机容量为550mw；发电机定子绕组的方式为每项6分支结构；在实际工作的过程中，发电机通过中性点连接上配置两组电流互感器的方式，组成单元件横差保护工作所需要的配置，这种结构的单元件横差保护方式优势在于可以反应匝间短路、相间短路和端部开焊的故障问题，确保发电机在工作过程中能够保持稳定性能。以上分析的单元件横差保护，在应用的过程中具有灵敏度高、操作简便的优势，因此在实际工作过程中应用比较广泛，而本文所要重点分析的是，关于发电机单元件横差保护误动情况，并对这个问题提出切实有效的对策。
2、单元件横差保护工作原理和配置浅析
2.1工作原理
针对大型水轮发电机的实际机械结构展开分析，可知其在工作的过程中为了满足实际工作需要，每个定子绕组的中性点均包含多个引出线，因此就要求每相定子绕组均需要有多个分支绕组合并而成。在实际工作过程中，发电机每相定子绕组的某个分支绕组如果出现故障问题，包括砸间短路、相间短路等，相应故障位置的分支绕组就会与其他分支绕组之间产生不平衡电动势，继而导致不同分支组成的中性点连接线上产生感应电流。这一故障问题所引发的基础电学现象，为实现单元件横差保护提供了条件基础，由此发展而来的发电机单元件横差保护方法原理如图2-1所示。
图2-1发电机单元件横差保护原理图
通过对图示信息分析可知，该大型发电机的相关数据信息如下，发电机定子绕组的分式为两组，经过规律性连接，共产生两个中性点引出线，即中性点01和中性点02，而实际的单元件横差保护感应件(Ta0)就设置在两个中心点之间，以上为本次分析工作的发电机单元件横差保护的工作原理。
2.2单元件横差保护的配置
根据实际工作需要，本次分析工作人员将该大型水轮发电机的实际定子绕组分为6个分支结构，因此其所需的单元件横差保护感应件也较多，其实际工作配置如图2-2所示。
图2-2单元件横差保护配置
通过对图示信息的分析可知，为了满足实际横差保护工作的需要，该发电机单元件横差保护工作供需要2个感应件，即YA01和YA02，分别构成两套单元件横差保护配置，并分别安置于保护屏a和B。
3、发电机单元件横差保护误动问题分析
3.1发电机失磁引起的误动作
首先针对发电机保证装置和故障录波数据进行检查，观察分析发电机失磁前后通过电流互感器的电流大小，即上文所提到的YA01和YA02两个电流互感器，如果是因为匝间短路、相间短路和端部开焊等故障原因所导致的发电机失磁问题，故障前后通过两个电流感应器感应电流将会产生较大的变化，即由平稳状态转变为波动状态，由此可引起误动作的发生。
3.2电流互感器引起的误动作
电流互感器主要是采集一次电流，通过变比转换成小电流，通过二次检测设备进行测量采样，当一次回路出现短路时，流过互感器的电流会使其产生饱和，增大一、二次电流的误差，进而出现误动作。
3.3二次回路干扰引起的误动作
由于继保装置一直大部分处于磁场的区域，外界因素对装置影响较大，当出现接地不牢靠，或者通讯线接发有误时，都会产生误动作。应该尽量保证一二次设备尽可能的隔离，保证柜体接地牢靠，对通讯（RS485、以太网）接地切不可两端接地形成回流，应该采取末端接地法。
3.4设备故障以及定值不合理引起的误动作
发电机是由转子和定子组成的，发电机内部气隙磁场不平衡，导致气隙磁场磁感应强度发生畸变，引起单元件横差保护误动作，此时可采取转子配重的方法保证气隙磁场磁感应强度沿圆周均匀分布，以保证横差保护不误动。 保护装置是由硬件和软件组成，当硬件元器件出现，老化、受潮后会出现不稳点因素，另外，当软件判断逻辑有问题时，也会出现误动作的产生。另一方面当定值设置不合理时，也会引起不必要的动作。
4、改进措施
经上述分析可知，结合我厂发电机横差保护误动问题，是由发电机内部气息磁场不平衡问题所导致的，因此依据相关标准，实际的改进工作应该从转子配重和横差保护定值的角度入手进行分析，通过相应的优化方案，最终达到能够躲过不正常运行工况的工作效果[3]。以此为出发点实际的改进措施如下。
该改进方案考虑到实际改进工作经济性以及实际工作的需要，是建立在沿用原保护装置的基础之上的，经过综合考虑保护的可靠性和灵敏性，实际改进方案为将保护整定值从7%In提升到10%In。此外考虑到直流分量和谐波的影响，传统的应对方案及调整措施无法抵消相应影响，故在发电机真正发生匝间短路时候实际灵敏度不高，针对这方面的问题，调整方案采用只反应基波分量的单元横差保护，这种改进方案经测试，可以有效提高匝间故障灵敏度，有效避免误动故障的产生。
结合实际的保护数据，以及相应故障产生时所引发的一系列现象，当发电机转子偏心时，杜绝发电机横差保护误动问题，需要工作人员根据实际工作的需要，结合现场设备参数，重新计算定值，然后将计算的保护定值，有问题的可以及时和调度沟通协调，在征得调度、电厂签字盖章允许后，才可进行定值调整。根据实际运行经验分析，针对定值不合理进行微调整，会减少误动作的发生。
定期对保护装置的软硬件进行校验核对，通过对所需要的保护功能逐一校验，确保每一项功能都能准确无误的发出动作、报警信号，通过正确的校验可以及时准确的发现装置的软硬件问题，确保装置可靠运行。
5、结束语
综上所述，文章针对前文所提到的具体问题，提出了切实有效的应对方案，并简要分析该方案的应用优势和不足之处，最后希望通过本次探究工作，能够为促进相关工作的发展提供一定的帮助。
参考文献
[1]王维俭:发电机单元件横差保护误动分析及对策[J]。新华网,2016-08-14:31-32.
[2]孙宇阳:发电机单元件横差保护误动分析及对策[J]. 大连理工大学学报(自然科学版). 2017(10)：51-52.
[3]刘启安：发电机单元件横差保护误动分析及对策[J].安徽科技大学学报.2016(5):10-11.
论文作者:贾俊岭
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年14期
论文发表时间:2019/12/2
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