关键词：发电机；变压器；继电保护
随着经济快速发展，从生产到生活，电力对国民经济的提升有重要影响。水电厂发电机、变压器的保护及配置对整个电力行业的电力系统稳定运行，不但可以保障整个电力传输过程的安全，也可以延长电力设备的使用周期，满足我国日益增长的电力需求。因此，加强研究水电厂发电机、变压器的保护及安装配置对我国经济的平稳运行和发展有着直接的意义。
1 水电厂变压器继电保护的必要性以及方式分析
1.1必要性
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，在电网的运行中，需要为多个区域提供电源，但是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。
1.2继电保护的方式分析
当电网运行时，由于变压器效果非常明显，不仅可以保证其电压有效输出，还可以为人们提供良好的供电服务。因此于变压器的故障问题必须要引起重视，主要是可以具有着瓦斯保护以及外部相间短路保护等等，这些方式能够适应到多数的变压器故障问题之中，由于变压器容量和功率的巨大差异，因此在对继电保护的模式进行选择的过程中，必须要对其变压器自身的工作原理以及容量的规格进行科学的选择，从而保证其发电机可以得到正常的运转，提高发电过程中的稳定性，为人们提供出高效和稳定的电能供应。
2 水电厂发电机变压器的继电保护措施
2.1水电厂发电机定子接地继电保护的原理
水电厂发电机运行的过程中，较为常见的故障问题有定子单相接地匝间短路、相间短路和两点接地短路等。在发生上述短路问题的情况下，水电厂发电机组的运行质量和运行效率均会受到影响，进而对电网系统的稳定运行带来严重威胁。针对此类问题，必须采取有效的继电保护方式，对发电机定子接地存在的故障问题进行有效控制，尽量控制故障的影响范围，保证电网系统的高效运行。在这里所采用的继电保护方式为，在定子单相接地的中性点设置高阻。同时，利用变压器对电压进行有效限制，从而形成一个完整的保护系统。之后在发生定子绕组单项接地故障时，继电保护系统便会立即作出自动跳闸响应，避免接地故障的扩散，对其他机组运行造成影响，从而保证电网系统的稳定运行。
2.2遵循水电厂继电保护的基本原则
水电厂是将水的位能和动能转化为电能的工厂，因位置、径流的不同，其具体的形式也是不同的。与火电厂不同，大多数水电厂是采用发电机和变压器接线连接的方式，但需要注意的是，大多水电厂的发电机容量都以小型为主(容量在25MW)。一般采用扩大单元接线，将几台小型的发电机共用一台变压器，然后经断路器后并联于母线上。而大型水电厂一般采用单元接线，且大多设置有发电机出口断路器，一般水电厂的发电机和变压器的继电保护配置是分开的，通常采用双套保护配置。
2.3合理地配置水电厂继电保护
2.3.1发电机定、转子保护配置
在进行发电机定子保护和转子保护的过程中，所采用的主要装置有定子接地保护装置和转子接地保护装置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中定子接地保护装置在进行具体保护作业时，是通过基波零序电压对定子绕组接地所形成的保护作用。之后利用三次谐波电压对定子中性点的绕组实行接地保护。在采用该装置执行继电保护的过程中，需要依据零序电压和三次谐波的运行情况来对定子的出口回路进行有效确定。只有这样才能使其适应性能得到有效提升，可以适用于大多数的发电机定子保护作业中。转子接地故障问题主要表现为，励磁回路的一点出现接地现象，此时的发电机运行状态良好，并不会表现出明显的障问题。然而在发生第二点接地故障时，便会对发电机的整体运行质量造成严重威胁。针对此类问题，转子接地保护装置会对力磁回路出现的一点接地现象进行有效辨别，并且快速找出发生接地故障的位置，同时发出警报信息，为相关的故障维修人员提供参考。使其能够在短时间内发现故障问题，并且采取停机运行的方式对接地故障问题进行排除之后，恢复发电机的正常运行。
2.3.2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。
3 关于水电厂的继电保护发展方向研究
3.1网络信息化
随着信息化以及用电安全逐步深入人心，人们对水电厂的运行安全要求越来越高。当前的网络信息技术完全能够帮助管理人员及时地发现水电厂中设备的故障范围，并诊断出具体的故障，帮助维修人员及时地处理。而其对于各种相关数据的收集，能帮助管理人员更好地了解发电机和变压器的运行情况，从而建立一个有效的管理方式，帮助水电厂更好地实现人力资源的合理利用。
3.2微机化
网络化的实现有赖于计算机技术的发展，而计算机技术在很大程度上推动了微机保护硬件的发展。大量的机械设备、元件开始变得越来越小，一块小小的芯片所蕴含的功能也越来越多。如今我国大多数水电厂中对发电机和变压器的继电保护配置都是集中在32位的CUP中，通过CUP的储备管理能力和处理信息的功能，加大了对继电保护配置的管理，同时也很大地节约了设备的空间。这些都能有效地提升继电保护配置运行的便利性和正常的维护保养，进而大大提升水电厂的安全系数。
3.3智能化
微机化与网络化技术的大量使用与发展，必然会促进智能化技术的出现。目前智能化技术己经成为水电厂管理中不可或缺的工具。其中最为常用的方式是神经网络，即运用非线性映射的方式来解决发电机或变压器的继电保护配置在运行中出现的问题。将专家系统加入到水电厂中发电机与变压器的管理系统中，能就其出现的故障和继电保护问题进行有效的分析、总结，快速地查找出问题的原因，并制定出解决方案。如果继电保护中出现一些从未见过的故障情况，系统会自动对其进行记录，为下一次解决故障提供准备。
3.4多功能一体化
当上述技术都得到有效的运用与发展时，实际上就是将一套集多种功能于一体的计算机管理系统应用在水电厂的继电保护系统中。该系统能够对水电厂中的发电机和变压器的运作进行实时监测与分析，对其运行的数据和故障信息进行有效的分析及处理，保证及时处理或发现继电保护中的问题。
4 结束语
综上所述，当前电力设备已经无法满足人们日益增长的电力需求，这就在很大程度上加大了我国电力部门对电力能源的资金和技术投入，不断强化水电厂发电机、变压器的保护及配置，一方面有助于电力系统的顺利运行，将电力运行中的安全隐患控制到施工设计阶段，另一方面，也可以有效严格把控好电网线路变配电安装的质量。除此之外，通过不断加强电力施工人员的专业技术能力培训来使其能够快速适应不断变化的社会环境，从而确保我国电力施工技术有效提升。
参考文献
[1]刘珊，桑振海，石爽，马力.大型水电厂厂用电继电保护系统设计研究[J].电网与清洁能源，2017，07：81~85.
[2]王喜志.水电站发电机及变压器继电保护的设计原则与配置方案[J].自动化应用，2017，11：69~71+100.
论文作者:冯建伟
论文发表刊物:《中国电业》2019年20期
论文发表时间:2020/3/10
标签：水电厂论文; 变压器论文; 发电机论文; 继电保护论文; 定子论文; 故障论文; 电网论文; 《中国电业》2019年20期论文;