发电机变压器组高压断路器失灵保护分析

康智慧 张艳杰

（河南理工大学鹤壁工程技术学院 河南省鹤壁市 458030）

经过近年来的研究结果显示，在电力系统中，往往都会有着一个现象，当发电机变压器组的高压断路器有一侧无法打开，将导致发电机在整体的运行中没有达到最高的工作效率，并且还可能让发电机当中的电流产生回流的情况，间接性的对发电机造成一定的损坏。所以说，接线的方式和断路器的选择上面一定要慎重，因为在一些大中型的发电机当中，通常都是电压比较大，变压器在电流回流的过程中受到了影响，就有可能导致事故的发生。我国针对电力系统的这一情况，具体要求了失灵保护在大中型发电机当中的应用。失灵保护属于后备隐藏属性，只有当真正要发生事故的时候才会启动。它会直接断开发电机的整体运作，也就是发电机当中母线与断路器所连接的电流，从而达到保护发电机不被损坏的目的。

1 失灵保护在发电机变压器组高压断路器中所存在的问题

我国在失灵保护措施对发电机变压器组的应用中，通常都是通过母线采用不同的接线方式进行接线，对于发电机的变压器组高压断路器通常是运用气压或者是液压的分向模式。这些发电机中不同的应用方式也会造成彼此之间的差异性，这些差异性也会导致失灵保护在对发电机变压器组进行保护的时候存在一定的差距。为了能够保证失灵保护可以在发电机变压器组高压断路器中正常的运行，对于发电机的内部结构一定要引起重视。

（1）在每个变电站当中的复合电压，复合电压一直都是电力系统当中比较重要的电压，复合电压一定要进行封闭。因为封闭之后就没有电流进行回流，不会对电压造成一定的影响[1]。而且如果有电流进行回流，不仅是对复合电压造成一定的影响，还有可能触发失灵保护装置，很大程度上影响使用情况。封闭了复合电压之后，发电机当中的容量就会慢慢的变大，电流也会加大其中的损坏，这个时候就必须保证变压器组中的高压断路器高效运行，高效运行的前提就是全相运行，在非全相运行的情况下，就有可能导致复合电压的不完全封闭，导致电流回流，引发发电机的故障。我国针对这一个情况也是下达了文件作为要求，要想让失灵保护充分应用到发电机的变压器组中，就得全封闭复合电压。随着科技的不断进步，很多新技术下的失灵保护都得到了逐步的完善，可是在一些比较传统的失灵保护装置当中，还需要注重装置的科学合理性。

（2）失灵保护装置在对装置的整体配置也具有一定的要求，传统的失灵保护装置在保护的过程当中是有延迟的时间的，这个时间必须要比高压断路器的断路时间和失灵装置的延迟时间要多，借助一瞬间的时间跳开母线所连接的高压断路器，还要跳开断路器上面所连接的线路，最后才能经过线路的整合与回流进行失灵的保护[2]。这就是传统的失灵保护装置对发电机变压器组所产生的保护。我国在这样的情况下达了文件，具体要求到传统的失灵保护装置需要进行革新，失灵保护装置不能出现任何的问题。

2 关于发电机变压器组失灵保护的反措讨论

虽然我国在失灵保护的应用过程当中存在着一些问题，不过我国也出台了一系列的文件来保证失灵保护在发电机中稳定的运行，当发电机中的变压器组没有得到全相运行的时候，就需要做到具体的实践要求，发电机内部结构当中的电流元件进行封闭，高压断路器使用非全相运行，以方便第一时间能够在遇到故障的时候采取失灵保护装置来对发电机进行保护。这是为了让高压断路器的三相位置具有差异性，给整体的发电机内部结构发出一个信号，从而启动失灵保护装置。如果在这样的情况下还有内部元件的故障，就需要采取其他的措施进行应用[3]。首先就是通过电流来发出信号，高压断路器的三相位置具有差异性以及失灵保护的动作能够产生出新的失灵保护装置，这些元件能够帮助复合电压进行封闭，从而为整个失灵保护装置带来一定的保障。我国对于这些情况也出台了相应的规定。

2.1 对于复合电压封闭元件的失灵保护

在发电机的内部结构当中，复合电压在高压断路器非全相运行的时候，需要进行复合电压的封锁。在发电机变压器组的高压断路器之外必须要有充足的封闭复合电压的配置。在对复合电压进行封闭过后，就不会造成失灵保护的误启动。因为当复合电压不完全封闭时，电流回流回去之后影响电压造成变压器的变化，从而引起失灵保护的误启动[4]。可是发电机中的变压器组在面临一些其他的损坏时，对于母线的电压影响不会很大，这是因为在电压当中这一系列的故障是不存在灵敏度的，换句话来说，这些散发出来的信号不足以引起复合电压的信号，因为复合电压是封闭的，所以就可能造成失灵保护装置的失灵。特别是对于一些传统的发电机变压器组来说，这样的误判率会更高，对于它们而言，大多数都是使用母线直接进行复合电压，但是随着科技的不断发展和进步，当中的线路得到了进一步的改善，失灵保护装置更加的先进，所以可能会导致系统不兼容。所以在新型的失灵保护技术当中，就已经不用母线复合电压来进行主要的判断发电机变压器组的损坏信号，通常都是使用电流作为判别信号。所以，对于新型的失灵保护装置，就不需要进行复合电压的封闭，只需要稍微增加电流回流的时间，这个时间必须要比高压断路器的断路时间和失灵保护的时间大就行了，否则就可能会出现失灵保护装置误启动的情况，特别是在如今科技技术发达的社会背景当中，接线的方式也进行了改变，所以对于复合电压的封闭已经完全没有必要了[5]。在复合电压的回流无法被影响的时候，无论发电机变压器组高压断路器的操作方式是哪种，都可以通过失灵保护装置对发电机进行保护，我国针对这个情况做出了具体的要求，那就是如果失灵保护装置无法被正常启动的话，就必须要借助相应的方式对其进行检查，找出根源所在，从而保证失灵保护装置的正常启动，有效的防止误启动或者不启动的情况。

从装置的自身性能来看，当中的线路以及一些失灵保护的装置在对变压器组复合电压闭锁的时候，一般都是将装置设计在回流中，在跳闸的时候，一般都会存有回流，因为想要解决掉失灵保护对于变压器组中复合电压的封闭是一件比较简单的事情，只需要在变压器组回流中进行一点改善就可以轻松的解决掉复合电压的封闭，可是想要在失灵保护装置中实现复合电压的不封闭就是一件比较困难的事情，想要消除这种封闭，需要对整个装置都进行一个改善，从而达到复合电压在失灵保护装置中的不封闭目的。

2.2 失灵保护装置的判别信号

在传统的失灵保护装置中，对于发电机变压器组高压断路器的保护一般都是采用电流作为判别的信号。可是这样的判别方式具有一定的缺点。首先就是每个发电机和变压器出现损坏过后都有其一定的电流特征。对于电流回路当中的元件选用是一件比较困难的事情，一般电流回路的元件的定值都是趋于一个比较大的值。而且有一些故障可以直接导致电流无法正常的回流，也无法发出信号，就会导致断路器无法正常使用，失灵保护装置也无法正常启动，这就会直接导致失灵保护装置不启动[6]。如果对电流的定值进行降低，就无法保证电流在线路当中发出信号的灵敏度。并且如果断路器是分相操作的断路器，电流就能够正常的启动失灵保护装置。可是分相操作的断路器有一个弊端，就是灵敏度不够，可能无法感应到电流发出的信号，也有可能会导致失灵保护装置的不启动。所以说，断路器的操作方式无论是哪种，都应该按照最新国家的标准来进行设计，从而达到失灵保护装置的正常启动。

2.3 失灵保护装置当中元件的启动

一般的失灵保护装置启动的元件都是根据发电机内部结构当中的判别信号作为基础条件。可以大致的分为单相启动和三相启动，在最新的科技研究之下，失灵保护当中的很多判别信号都可以作为失灵保护装置当中的启动元件。在启动元件当中还有一个非常重要的一个点，那就是保护的元件。因为每个发电机都是不一样的，容量有大有小，所以在对于发电机变压器组的失灵保护也各不相同。大致分为三种情况进行论述。

（1）在发电机变压器组当中，要保证失灵保护装置启动的必然性。为了防止失灵保护装置的误启动或者是不启动，需要对线路和各种装置的突发情况进行彻底性的研究。全跳就是其中的一种[7]。如果高压断路器的一段灵敏度不够的时候，就能够通过变压器组的保护装置来让失灵保护装置进行启动，如果单相失灵，就可以借助变压器组的零序保护来让失灵保护装置正常的运行。两相失灵的时候，就可以通过发电机的本身结构进行失灵保护装置的启动。为了保证在意外情况也能得到改善，就需要对失灵保护装置进行一定程度上的改善。

（2）失灵保护装置能够正常启动，不过可能出现部分失灵。我国规定了，瓦斯不能够启动失灵保护装置。但是瓦斯作为一种判别信号，如何才能让瓦斯不启动失灵保护装置呢，那就必须要让瓦斯保护拥有着一个单独的启动方式。判别信号依然还是电流，所以不存在什么接触点，从而也能够保证发电机的结构安全。安全问题能够得到有效的保证，变压器组当中瓦斯保护也能够设计出一定的失灵保护装置，不过这样就不能让电流作为判别信号了，需要用装置作为判别信号，不过这样做有一个致命的缺点，那就是在没有出现故障的情况下会误开失灵保护装置，所以到目前为止，瓦斯的保护装置也不能使用失灵保护装置。

（3）对于失灵保护中单独的失灵保护装置。在失灵保护装置无法正常启动的时候，可以通过其他保护方式帮助失灵保护装置重新启动，譬如断水保护，这样的保护装置是不启动本身的，是唤醒失灵保护装置的主要途径之一。通过功率的转化从根源上保护失灵保护装置的正常启动。

2.4 失灵保护装置的跳闸

跳闸也可以作为失灵保护装置的判别信号，因为跳闸之后电流会进行快速的回流，可以作为判别信号保证失灵保护装置的正常启动。我国对于失灵保护装置的跳闸也做出了具体的要求。想要对发电机的内部进行一定的改造，也必须要在跳闸之后第一时间能够启动失灵保护装置。从而保证发电机的安全。

3 结束语

综上所述，失灵保护装置能够有效的保证发电机变压器组高压断路器的正常运行以及保护措施，传统的失灵保护装置仍然存在着一定的弊端，不过在如今这个科技高速发展的社会，一定能够研究出更好、更便捷、更有效的失灵保护装置。从而达到稳定性，安全性的目的。社会层面上也一定要引起对发电机变压器组高压断路器的失灵保护措施的重视，可以让社会在高速发展的同时，也兼容了安全性和稳定性，让电力系统为社会的发展做出更多的贡献。