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【摘要】本文简单介绍了电力机组差动后备保护，分析了电力机组差动后备保护动作不明的原因，并提出了相应的应对策略。希望通过本文的分析对当前电力企业机组差动后备保护工作改善提供一些参考。
【关键词】电力机组；差动保护；后备保护
1.引言
当机组断路器内侧发生短路故障时，机组主保护差动保护应第一时间动作跳机组出口开关隔断故障点，若故障点仍存在时，后备保护动作跳该机组主变单元的各侧开关隔断故障点确保正常设备的运行。但若主保护已正常动作，而后备保护再动作将造成事故扩大，严重的影响电力系统的安全。本人所在的发电厂采用电压记忆过流保护作为机组差动的后备保护原理。曾经发生了一起差动没动而后备保护误动的生产事故，扩大了保护动作范围，影响了设备的正常运行，给机组的安全生产造成了很大影响，所以对电力机组差动后备保护动作不明原因分析是非常有必要的。
2.电力机组差动后备保护概述
电力机组差动后备保护是电力机组重要的保护系统。了解电力机组差动后备保护的意义对做好相关工作有重要意义。
所谓差动后备保护，是指当发电机保护启动后，发电机保护开关拒动，无法跳闸停机，于是启动发电机相邻元件保护，跳开相邻元件的开关。差动保护是以对发电机各个节点电流监控实现对发电机的保护。差动后备保护原理如图1。图中，在发电机的中性点侧和出口断路器安装电流互感器1LH和2LH。两处电流感应器的电流差为0，则发电机正常发电工作。如果两处的电流感应器的电流差不为0，则启动差动保护。由于造成两处节点电流感应器电流差值不为0的原因可能来自发电机外部设备，也可能是发动机内部设备出现故障。通过1LH和2LH处节点电流值的差值可以判断造成电流差值的原因。在后备保护设计中，一般因外因造成的电流差值不会启动差动保护，而因发电机内故障造成的电流差值则回启动差动保护及差动后备保护。
图1 发动机组差动后备保护
差动保护由主保护、辅组保护、后备保护组成。差动保护是一项先进的发动机保护技术，尤其是在发电机微电机保护技术。主保护包括：发变组差动、发电机差动、发电机横差。辅组保护包括：失磁、失步、误上电、过激磁、启停机、低压记忆过流、负序过负荷、定子一点接地等等。后备保护则是应对保护启动失灵的后备保护措施。差动保护在国内发电机保护方面的研究较多，但在差动后备保护方面的研究则才刚刚开始。
3.电力机组差动后备保护动作不明原因分析
电力机组差动后备保护在保护发电机，保障供电安全方面发挥着重要作用。造成发电机保护开关拒动的原因有许多，例如：发电机相间短路，继电装置设备故障等等。
3.1 设备落后
电机机组在后备保护技术方面的国内的研究还比较落后，国外也只有少数几家著名的电气设备公司掌握了较为先进差动保护技术。例如：ABB公司生产的REGZl6型发电机一变压器组后备保护装置，GE公司生产的GE’SDGP型发电机保护，GEC一阿尔斯通生产的LGPG型发电机保护装置，以及西门子公司生产的7UM/7UT的系列产品。与国外先进的差动后备保护技术和设备相比，国内的机组保护装置表现出结构设计不合理，设备工艺生产水平落后，设备的调试软件功能还不完善，人机接口不紧密，调试操作困难，机器运行可靠性较差。发电机组差动保护设备和技术方面的落后是影响发电机安全有效运行的关键。
3.2 发电机工作环境突变
例如：2008年的南方冰灾就造成了当地的大面积停电事故。近几年频繁发生的自然灾害，地震、台风、雨雪天气、雷电天气等等都威胁到了发电机组的正常运作。越来越多事实证明传统继电保护已经不能适应当前的电力发展现状要求了。国内目前的发电厂主要利用有水能发电站、活力发电站、风能发电站和核能发电站。各个发电站的都是利用发电机将各种能源转化为电能的过程。自然灾害对发电机组的影响是突发性的，影响机组的工作环境、水流、气流等等。环境突变对差动启动后的设备的反应灵敏性有很大影响。而且自然灾害对发电站的的影响和破坏是不可控的。
3.3 差动后备保护理论体系比较落后
以电压记忆过流保护做为机组差动的后备保护是当前主要的后备保护原理。传统后备保护主要是利用就地单端量信息进行故障的检测判断，不同保护装置之间一般只能通过固有定值进行协调和配合，导致保护装置的适应性差，整定配合复杂，当出现非预期的故障或异常运行工况时，可能造成保护拒动、误动或连锁动作，引发全网性的大面积停电事故。从差动后备保护原理角度来看，相关的理论体系相对已经比较落后了，动作的可靠性有待进一下提高。
4.电力机组差动后备保护动作不明的应对策略
电力机组是电力系统的基础环节，差动保护是“第一道关卡”。另一方面，电力机组本身就是非常昂贵设备，在发电机组的建设、安装等方面都需要投入大量资金。做好电力机组差动后备保护工作是保护发电机组、保障发电顺利进行的关键。结合本人多年的发电厂生产一线的工作经验，提出了以下几点机组差动后备保护动作不明的应对策略。
4.1 重视引入先进的发电机组差动后备保护设备
国内发电站大多建立的时间比价早，采用的也是当时的发电设备。大多数的发电设备还比较落后，但正是这个原因导致了发电设备的技术革新较慢。面对电力机组差动后备保护动作不明的问题，重视先进的发达机组后备保护技术的引进是关键。首先，有条件的发电厂可以通过向国外品牌气电设备生产商购买先进的后备保护设备。但该策略需要发电厂投入较大的资金，而且在新设备引进后重视电厂发电机组值班人员的技术提升是非常关键的。通过有效的学习和培训实现值班人员对新设备和新技术的良好掌握和应用，才能真正发挥新设备在电力机组差动后备保护中的作用。其次，重视国内在相关技术和设备方面的研究。发电机差动后备保护技术如果自依靠从国外引入将在很多方面受到技术发展的限制，最好的解决方法是尽快研发出自有技术和设备。发展校企合作模式，借助高校强大的研发能力专门攻克发电机差动后备保护技术和设备革新是比较有效的模式。近几年，清华大学等高校在相关课题、理论方面的研究就取得了一定的成绩，对发电机组差动保护有一定的促进作用。最后，在发电厂内部鼓励生产一线的员工大胆创新，及时发现工作实践中出现问题，从实践的角度寻求最好解决方案，对实践的指导价值也最高。 4.2 加强对自然灾害天气的预测和控制，提高发电机组差动后备保护的工作效率
在发电机组差动后备保护动作不明现象中，电力短路是主要问题。突发的自然灾害是造成发电机组电力短路的主要原因之一。加强对自然灾害天气预测极为重要，在发电厂内部建立天气预警制度，对每天的温度、湿度、风度随时关注，将发电厂发电机组工作环境控制在标准的温度和湿度范围内，提高机组差动后备保护的灵敏性。通过建立自然灾害天气狱警制度，对将可能出现的自然灾害及时制定应对制度，对可能发生的后备保护方案采取及时调整。
4.3 重视发电机组差动后备保护理论的不断完善和改进
机组差动后备保护理论是指导后备保护系统的主要思想。随着新技术的不断产生，相关的理论体系也在不断完善。发电厂内部重视后备保护理论的不断完善和革新是非常重要的。目前比较先进的理论有：广域差动保护理论、广域方向保护理论、广域集成保护理论。在相关理论的指导下形成了比较先进的智能广域后备保护系统理论。当前，光纤技术、通信技术、网络技术、还有计算机信息处理技术、以及信息综合分析处理技术都有了很大发展，光电控制技术发展也非常迅速。在新技术综合发展的基础上，实现了对发电机组各个节点电流信号信息的采集，通过高校信息传输，利用图论技术划分保护区，对故障实施精确定位，实现对发电机组差动的科学保护。根据智能广域后备保护系统理论，在发电厂内部建立起完善的后备保护系统，不断提升系统的设备保障理论体系的有效实施。
4.4 重视电力企业发电机组差动保护专业人才的引入和培养
人是实现和保障差动后备保护的关键，无论是先进设备的引入，还是技术革新都需要专业人才的支持。相关专业人才的引入和培养是及其重要的。首先，在电力企业生产一线的工作人员必须接受完善的岗前培训，培训合格后方能上岗。持证上岗是保障电力企业生产一线岗位工作人员专业素质。其次，重视生产一线岗位工作人员的学习与提升，鼓励员工不断自我学习，掌握先进的技术，提高自身的应急素质。最后，高薪聘请高素质的相关专业人才。
5.结束语
提高电力事业发展水平是保障人们生活、生产顺利进行的关键。国内用电量和用电需要不断增加，但国内目前的电力供电能力还比较有限。在当前环境下，重视和做好电力机组差动后备保护动作不明的应对是非常有价值的。
参考文献
[1]徐天奇.广域保护系统功能与可行结构分析[J].电力系统保护与控制，2009，37（3）：93-97.
[2]张保会.具有容错性能的广域后备保护算法[J].电力系统自动化，2010，34（5）：66-71.
[3]张保会.变电站集中式后备保护[J].电力自动化设备， 2009，29（6）：1-5.
作者简介：廖琼芳（1978—），女，福建三明人，大学专科，助理工程师，研究方向：发电厂及电力系统。
【关键词】电力机组；差动保护；后备保护
1.引言
当机组断路器内侧发生短路故障时，机组主保护差动保护应第一时间动作跳机组出口开关隔断故障点，若故障点仍存在时，后备保护动作跳该机组主变单元的各侧开关隔断故障点确保正常设备的运行。但若主保护已正常动作，而后备保护再动作将造成事故扩大，严重的影响电力系统的安全。本人所在的发电厂采用电压记忆过流保护作为机组差动的后备保护原理。曾经发生了一起差动没动而后备保护误动的生产事故，扩大了保护动作范围，影响了设备的正常运行，给机组的安全生产造成了很大影响，所以对电力机组差动后备保护动作不明原因分析是非常有必要的。
2.电力机组差动后备保护概述
电力机组差动后备保护是电力机组重要的保护系统。了解电力机组差动后备保护的意义对做好相关工作有重要意义。
所谓差动后备保护，是指当发电机保护启动后，发电机保护开关拒动，无法跳闸停机，于是启动发电机相邻元件保护，跳开相邻元件的开关。差动保护是以对发电机各个节点电流监控实现对发电机的保护。差动后备保护原理如图1。图中，在发电机的中性点侧和出口断路器安装电流互感器1LH和2LH。两处电流感应器的电流差为0，则发电机正常发电工作。如果两处的电流感应器的电流差不为0，则启动差动保护。由于造成两处节点电流感应器电流差值不为0的原因可能来自发电机外部设备，也可能是发动机内部设备出现故障。通过1LH和2LH处节点电流值的差值可以判断造成电流差值的原因。在后备保护设计中，一般因外因造成的电流差值不会启动差动保护，而因发电机内故障造成的电流差值则回启动差动保护及差动后备保护。
图1 发动机组差动后备保护
差动保护由主保护、辅组保护、后备保护组成。差动保护是一项先进的发动机保护技术，尤其是在发电机微电机保护技术。主保护包括：发变组差动、发电机差动、发电机横差。辅组保护包括：失磁、失步、误上电、过激磁、启停机、低压记忆过流、负序过负荷、定子一点接地等等。后备保护则是应对保护启动失灵的后备保护措施。差动保护在国内发电机保护方面的研究较多，但在差动后备保护方面的研究则才刚刚开始。
3.电力机组差动后备保护动作不明原因分析
电力机组差动后备保护在保护发电机，保障供电安全方面发挥着重要作用。造成发电机保护开关拒动的原因有许多，例如：发电机相间短路，继电装置设备故障等等。
3.1 设备落后
电机机组在后备保护技术方面的国内的研究还比较落后，国外也只有少数几家著名的电气设备公司掌握了较为先进差动保护技术。例如：ABB公司生产的REGZl6型发电机一变压器组后备保护装置，GE公司生产的GE’SDGP型发电机保护，GEC一阿尔斯通生产的LGPG型发电机保护装置，以及西门子公司生产的7UM/7UT的系列产品。与国外先进的差动后备保护技术和设备相比，国内的机组保护装置表现出结构设计不合理，设备工艺生产水平落后，设备的调试软件功能还不完善，人机接口不紧密，调试操作困难，机器运行可靠性较差。发电机组差动保护设备和技术方面的落后是影响发电机安全有效运行的关键。
3.2 发电机工作环境突变
例如：2008年的南方冰灾就造成了当地的大面积停电事故。近几年频繁发生的自然灾害，地震、台风、雨雪天气、雷电天气等等都威胁到了发电机组的正常运作。越来越多事实证明传统继电保护已经不能适应当前的电力发展现状要求了。国内目前的发电厂主要利用有水能发电站、活力发电站、风能发电站和核能发电站。各个发电站的都是利用发电机将各种能源转化为电能的过程。自然灾害对发电机组的影响是突发性的，影响机组的工作环境、水流、气流等等。环境突变对差动启动后的设备的反应灵敏性有很大影响。而且自然灾害对发电站的的影响和破坏是不可控的。
3.3 差动后备保护理论体系比较落后
以电压记忆过流保护做为机组差动的后备保护是当前主要的后备保护原理。传统后备保护主要是利用就地单端量信息进行故障的检测判断，不同保护装置之间一般只能通过固有定值进行协调和配合，导致保护装置的适应性差，整定配合复杂，当出现非预期的故障或异常运行工况时，可能造成保护拒动、误动或连锁动作，引发全网性的大面积停电事故。从差动后备保护原理角度来看，相关的理论体系相对已经比较落后了，动作的可靠性有待进一下提高。
4.电力机组差动后备保护动作不明的应对策略
电力机组是电力系统的基础环节，差动保护是“第一道关卡”。另一方面，电力机组本身就是非常昂贵设备，在发电机组的建设、安装等方面都需要投入大量资金。做好电力机组差动后备保护工作是保护发电机组、保障发电顺利进行的关键。结合本人多年的发电厂生产一线的工作经验，提出了以下几点机组差动后备保护动作不明的应对策略。
4.1 重视引入先进的发电机组差动后备保护设备
国内发电站大多建立的时间比价早，采用的也是当时的发电设备。大多数的发电设备还比较落后，但正是这个原因导致了发电设备的技术革新较慢。面对电力机组差动后备保护动作不明的问题，重视先进的发达机组后备保护技术的引进是关键。首先，有条件的发电厂可以通过向国外品牌气电设备生产商购买先进的后备保护设备。但该策略需要发电厂投入较大的资金，而且在新设备引进后重视电厂发电机组值班人员的技术提升是非常关键的。通过有效的学习和培训实现值班人员对新设备和新技术的良好掌握和应用，才能真正发挥新设备在电力机组差动后备保护中的作用。其次，重视国内在相关技术和设备方面的研究。发电机差动后备保护技术如果自依靠从国外引入将在很多方面受到技术发展的限制，最好的解决方法是尽快研发出自有技术和设备。发展校企合作模式，借助高校强大的研发能力专门攻克发电机差动后备保护技术和设备革新是比较有效的模式。近几年，清华大学等高校在相关课题、理论方面的研究就取得了一定的成绩，对发电机组差动保护有一定的促进作用。最后，在发电厂内部鼓励生产一线的员工大胆创新，及时发现工作实践中出现问题，从实践的角度寻求最好解决方案，对实践的指导价值也最高。 4.2 加强对自然灾害天气的预测和控制，提高发电机组差动后备保护的工作效率
在发电机组差动后备保护动作不明现象中，电力短路是主要问题。突发的自然灾害是造成发电机组电力短路的主要原因之一。加强对自然灾害天气预测极为重要，在发电厂内部建立天气预警制度，对每天的温度、湿度、风度随时关注，将发电厂发电机组工作环境控制在标准的温度和湿度范围内，提高机组差动后备保护的灵敏性。通过建立自然灾害天气狱警制度，对将可能出现的自然灾害及时制定应对制度，对可能发生的后备保护方案采取及时调整。
4.3 重视发电机组差动后备保护理论的不断完善和改进
机组差动后备保护理论是指导后备保护系统的主要思想。随着新技术的不断产生，相关的理论体系也在不断完善。发电厂内部重视后备保护理论的不断完善和革新是非常重要的。目前比较先进的理论有：广域差动保护理论、广域方向保护理论、广域集成保护理论。在相关理论的指导下形成了比较先进的智能广域后备保护系统理论。当前，光纤技术、通信技术、网络技术、还有计算机信息处理技术、以及信息综合分析处理技术都有了很大发展，光电控制技术发展也非常迅速。在新技术综合发展的基础上，实现了对发电机组各个节点电流信号信息的采集，通过高校信息传输，利用图论技术划分保护区，对故障实施精确定位，实现对发电机组差动的科学保护。根据智能广域后备保护系统理论，在发电厂内部建立起完善的后备保护系统，不断提升系统的设备保障理论体系的有效实施。
4.4 重视电力企业发电机组差动保护专业人才的引入和培养
人是实现和保障差动后备保护的关键，无论是先进设备的引入，还是技术革新都需要专业人才的支持。相关专业人才的引入和培养是及其重要的。首先，在电力企业生产一线的工作人员必须接受完善的岗前培训，培训合格后方能上岗。持证上岗是保障电力企业生产一线岗位工作人员专业素质。其次，重视生产一线岗位工作人员的学习与提升，鼓励员工不断自我学习，掌握先进的技术，提高自身的应急素质。最后，高薪聘请高素质的相关专业人才。
5.结束语
提高电力事业发展水平是保障人们生活、生产顺利进行的关键。国内用电量和用电需要不断增加，但国内目前的电力供电能力还比较有限。在当前环境下，重视和做好电力机组差动后备保护动作不明的应对是非常有价值的。
参考文献
[1]徐天奇.广域保护系统功能与可行结构分析[J].电力系统保护与控制，2009，37（3）：93-97.
[2]张保会.具有容错性能的广域后备保护算法[J].电力系统自动化，2010，34（5）：66-71.
[3]张保会.变电站集中式后备保护[J].电力自动化设备， 2009，29（6）：1-5.
作者简介：廖琼芳（1978—），女，福建三明人，大学专科，助理工程师，研究方向：发电厂及电力系统。