摘要：现在，我国电力行业已经进入了大容量、大机组的时代，发电机的高标准、高要求也促进了发电机继电保护装置的不断升级，以满足电网安全稳定运行的要求。我国现阶段采用了很多600MW汽轮发电机组，但是在其继电保护装置运行的过程中尚存在不足或争论，因此，对600MW汽轮发电机继电保护装置的研究是非常具有现实意义的，我们可以根据研究结果不断进行技术的革新。本文首先介绍了600MW汽轮发电机的特点和继电保护装置的配置原则及设置，然后逐个分析继电保护装置对发电机的保护作用。
关键词：600MW；汽轮发电机；继电保护
前言：
600MW汽轮发电机单机容量大、造价昂贵，一旦其功能受到损坏，将造成巨大的经济损失，后果不堪设想，因此，发电机的继电保护装置就显得十分重要。发电机容量的变化并没有改变发电机的大小，使得大型汽轮发电机的各参数与以往的发电机大不相同，因此发生故障和不正常运行的原因也与以前的机组有了较大差异，给继电保护的设置带来复杂性。
1.600MW汽轮发电机的特点及继电保护的配置
1.1600MW汽轮发电机的特点
由于电力系统的不断发展，600MW汽轮发电机这类大型机组被广泛应用。跟以往的发电机相比，600MW汽轮发电机具有明显的优越性，但是由于参数的改变，600MW汽轮发电机在工作中也产生了一些新的问题。600MW汽轮发电机的电抗增大，短路比减小，由于600MW汽轮发电机的电抗增大，发电机的平均转矩降低至额定转矩左右，这样就导致了发电机在失磁异步运行时滑差加大；短路比的减小使得短路电流减小，继电保护装置的灵敏性由此会降低，威胁到机组的稳定运行。600MW汽轮发电机定子回路时间常数Ta和轴向长度与直径之比也会增大，容易导致继电保护功能的减弱。600MW汽轮发电机尽管容量增大了许多，但是由于新型材料的应用，它的体积和重量并没有明显的改变，这样发电机的惯性时间常数就会降低，当发电机受到扰动时，容易发生失步，工作中易产生振荡。此外，600MW汽轮发电机励磁系统环节多，结构较为复杂，这就导致更多故障的发生。需要注意的是，容量的增大，结构复杂，使得600MW汽轮发电机的起停非常耗时，成本也很高，因此应该尽量避免频繁的起停，减少发电机的使用成本。
1.2继电保护的配置原则
600MW汽轮发电机造价很高，在系统中至关重要，一旦发生故障，将会对整个系统都造成很大影响。因此，要保证发电机的正常运行，就必须配备安全可靠的继电保护装置，使600MW汽轮发电机在发生故障时，能够及时隔离故障点起到保护装置的作用，使整个电力系统能够继续安全稳定运行。继电保护装置的设置要根据保护对象的故障特征来配置，而且不同电压等级的发电机对其保护配置要求也不同，除此之外，还要注意相邻设备保护装置的死区问题，各个元件都要配置各自的保护装置不能留下死区造成装置的失效。此外，继电保护系统是继电保护装置和二次回路构成的有机整体，缺一不可，但是，过于复杂的二次回路可能导致保护装置不能正确感受系统的实际工作状态而不能准确的进行保护工作，所以，在继电保护系统满足安全可靠性的前提下要尽量简化二次回路。综合上述原则，无论继电保护系统如何配置，都要保证所配置的继电保护装置能满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。
1.3继电保护装置的设置及作用
继电保护装置设置的合理性直接影响着发电机的正常运行，因此，正确、合理的选择继电保护装置是十分必要的。继电保护装置的选择可根据电压等级、接线方式、用户性质及继电保护装置自身性能、特点而进行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆继电保护装置中可以设置异常运行保护装置，反映被保护设备的异常运行状态。当被保护的元件出现故障时可以有选择的快速切除故障，使无故障元件可以正常运行的保护作用称为主保护，例如发电机差动保护、线路电流速断保护等。还应设置后备保护以避免主保护不发挥作用的情况，后备保护分为远后备和近后备，远后备保护是由主保护相邻的继电保护装置发挥作用，而近后备则是由主保护线路中的另一套保护装置来进行，后备保护切除故障的时间较主保护稍长，是主保护的补充功能。此外，为了补充主保护和后备保护的性能，还可以增加简单的辅助保护以确保继电保护工作做到万无一失。
2.600MW汽轮发电机继电保护
2.1发电机差动保护
发动机差动保护全称为发电机比率制动纵联差动保护，这种继电保护装置通过比较发电机两端电流大小和方向来判断被保护元件的正常状态、故障状态和非正常运行状态，是发电机相间短路的主保护。在发动机元件正常运行时，两端流过的方向相同、大小相等的穿越性电流作为负荷电流，不存在方向相反的电流。当发动机元件内部短路时，会存在大量的方向相反、大小相等的非穿越性电流，如果穿越性电流忽然剧增，那就是发电机外部发生了故障。发电机差动保护装置时刻关注着发电机元件的电流情况，一旦发现短路情况，装置迅速作出反应，而且保护功能的实现不依赖于通信网络，用户可根据实际情况随意配置，但是这种装置的缺点就是不能识别正常状态和外部故障状态。
2.2发电机定子匝间短路保护
在发电机正常运行的过程中，定子绕组受振动、磨损、腐蚀等多重因素的影响会逐步老化损坏，这时一旦受到雷击或者电压过大的情况，就会使电压波分布不匀，加速绝缘老化甚至是击穿匝间绝缘，形成定子绕组匝间短路。由于发电机差动保护不能保护定子绕组匝间短路故障，因此在600MW汽轮发电机机组中都装设有发电机定子匝间短路保护以防止发生匝间短路，造成发电机的重大损坏。除此之外，发电机定子匝间短路保护还具有横差保护、负序功率方向保护等功能。在现在的发电机定子匝间短路保护装置中，大多都是利用定子匝间短路后机端出现纵向零序电压的原理来设计的。发电机定子匝间短路保护装置的结构非常简单，容易安装操作，但是需要注意的是一定要装设专供保护使用的全绝缘电压互感器。
2.3.发电机定子接地保护
定子绕组单相接地是发电机最常见的一种故障形式，由于600MW汽轮发电机使用新型冷却技术，更加大了发生此种情况的概率，发电机定子单相接地后，接地电流经故障点、三相对地电容、三相定子绕组而构成通路。当接地电流较大能在故障点引起电弧时，将使定子绕组的绝缘和定子铁芯烧坏，也容易发展成危害更大的定子绕组相间或匝间短路，发电机定子100%接地保护就是对发电机定子发生接地故障时进行无死区的保护。这种装置在发电机正常运行时保护不会误动，而在发电机中性点附近发生接地时，保护具有很高的灵敏度。
结语：
综上所述，由于600MW汽轮发电机较传统的发电机更为复杂，从而产生了更多技术问题，更加容易产生故障，而且600MW汽轮发电机的造价很高，如果不能及时的制止故障的蔓延，将造成巨大的经济损失。鉴于此种情况，我们必须设置好600MW汽轮发电机的继电保护装置，确保在机组保护范围内发电机上的任意一点发生各种故障时，均有原理不同的保护装置进行处理，处理过程具有高灵敏性，并能快速、可靠、有选择性地切断故障点，使其能够保障整个电力系统的稳定运行。
参考文献：
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论文作者:庞兴建
论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期
论文发表时间:2018/6/6
标签：发电机论文; 汽轮发电机论文; 定子论文; 保护装置论文; 故障论文; 继电论文; 电流论文; 《基层建设》2018年第11期论文;