賴金海 張靜

【摘要】水電廠的發(fā)電原理就是利用河流沖擊而下的壓力或者流速沖擊水輪機，將水的勢能和動能轉(zhuǎn)化成為機械能，最后再完成機械能和電能之間的轉(zhuǎn)化。目前，水電廠在電力系統(tǒng)中扮演著重要的角色，直接影響到調(diào)峰調(diào)頻的工作和電力系統(tǒng)的安全運行。研究水電廠繼電保護裝置的影響因素，并加以改進，把握繼電保護發(fā)展趨勢對繼電保護工作具有十分重要的意義。

【關(guān)鍵詞】水電廠；繼電保護裝置；影響因素；改進

1.繼電保護常見的問題分析

現(xiàn)代電網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，這給繼電保護工作帶來了許多新的難題。近年來繼電保護系統(tǒng)在通信和信息處理技術(shù)的發(fā)展和支撐下，通過采用雙重化配置帶通道的電流差動和方向比較原理的保護裝置，保護動作可靠性得到了提升，但隨著分布式能源大量接入對繼電保護裝置系統(tǒng)的可靠性要求越來越高，繼電保護裝置將面臨更多的挑戰(zhàn)：第一，當(dāng)前繼電保護結(jié)構(gòu)仍是一種剛性結(jié)構(gòu)，均要預(yù)先對其聯(lián)接方式、保護的對象以及適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)條件進行設(shè)定，自適應(yīng)能力較弱。第二，繼電保護系統(tǒng)故障（包括隱藏的故障）帶來的風(fēng)險依然存在。現(xiàn)有繼電保護雖然能夠?qū)^電保護裝置中的元件失效進行在線自診斷，但尚不能進行繼電保護裝置故障的自動轉(zhuǎn)移或者功能恢復(fù)。當(dāng)繼電保護裝置自檢到某個元器件或者芯片故障時，只能選擇報警，而不能尋找替代元件或者達到自愈和功能恢復(fù)。在當(dāng)前水電廠繼電保護裝置采用雙重化配置的情況下，雖然一套保護裝置故障不必馬上停運一次設(shè)備，但保護系統(tǒng)的整體可靠性仍不能得到較好的滿足。

2.水電廠繼電保護裝置存在的故障信息匯總

2.1 水電廠發(fā)電機組故障和不正常運行狀態(tài)及其保護

發(fā)電機組故障，是導(dǎo)致電力系統(tǒng)運行故障的重要原因，但是發(fā)電機組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尤其是現(xiàn)代的大中型發(fā)電機的單機容量大，對系統(tǒng)影響大，損壞后的修復(fù)工作復(fù)雜且工期長，所以對繼電保護提出了更高的要求。針對發(fā)電機的故障和不正常工作狀態(tài)，應(yīng)裝設(shè)性能完善的繼電保護裝置。發(fā)電機不正常運行方式的保護主要有：定子繞組過負荷保護，轉(zhuǎn)子繞組過負荷保護，發(fā)電機過電壓保護，發(fā)電機過激磁保護，發(fā)電機誤上電保護，逆功率保護，失磁保護，發(fā)電機非全相運行保護等等。

2.2 電力變壓器的故障及異常運行方式

若以故障點的位置對故障進行分類，有油箱內(nèi)的故障和油箱外的故障。變壓器的異常運行也會危及變壓器的安全，如果不能及時發(fā)現(xiàn)及處理，會造成變壓器故障，嚴重時將損壞變壓器。因此為了可靠的保護變壓器，除了配置差動保護和重瓦斯保護等主保護，還要配置后備保護，比如對外部相間短路引起的變壓器過流，應(yīng)裝設(shè)下列保護作為后備保護。保護動作后應(yīng)帶時限動作于跳閘。

①過流保護：降壓變壓器，保護整定時應(yīng)考慮事故時可能出現(xiàn)的過負荷。

②復(fù)合電壓閉鎖過電流保護：升壓變壓器、聯(lián)絡(luò)變壓器、過電流保護靈敏度不足的降壓變壓器。

③阻抗保護：當(dāng)采用復(fù)合電壓閉鎖過電流保護及負序電流和單相式低壓起動的過電流保護不能滿足靈敏性和選擇性要求時。

3.影響電力系統(tǒng)繼電保護裝置發(fā)生事故的原因

3.1 本身設(shè)備的原因

繼電保護裝置主要是對電力系統(tǒng)進行監(jiān)督和預(yù)警，其主要設(shè)備包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、微機裝置的保護以及相關(guān)的管理裝置，這些裝置構(gòu)成了正常工作的保護系統(tǒng)。繼電保護裝置設(shè)備會影響到其正常工作的有2種情況： 其一數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。電力系統(tǒng)工作時，會產(chǎn)生一系列電氣物理參數(shù)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)負責(zé)對這些參數(shù)進行收集，同時轉(zhuǎn)化成微機系統(tǒng)能夠識別的代碼，傳給微機系統(tǒng)，如果數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)生了異常，收集的參數(shù)或者轉(zhuǎn)化過程出現(xiàn)錯誤，就會影響到繼電保護裝置的正常運行； 其二設(shè)備電壓的異常。繼電保護裝置中具有檢無壓和檢同期線路，當(dāng)主變低壓側(cè)出現(xiàn)2個分支時，要同時考慮到兩個分支的電壓問題，確保大電源側(cè)投檢無壓，小電源側(cè)投檢同期。此外，繼電保護裝置要有自備充電保護，保證繼電保護裝置能夠整體充電，這樣才能正常的運。

3.2 外在影響因素

常見的對繼電保護裝置有較大影響的自然因素有雷擊、靜電、輻射和高頻。繼電保護裝置與地網(wǎng)的接線具有高抗性，如果繼電保護裝置遭受雷擊，就會產(chǎn)生高頻電流，如果電流過大，也可能燒毀電路。天氣干燥時，工作人員身上會帶有靜電，尤其是穿絕緣靴工作時，靜電會長時間停留在工作人員身上，當(dāng)工作人員接觸到設(shè)備時，靜電會影響到繼電保護裝置的正常運行。水電廠的電力系統(tǒng)中會出現(xiàn)很多移動通信設(shè)備，這樣在設(shè)備工作時，就會產(chǎn)生輻射，輻射在電力系統(tǒng)中會產(chǎn)生磁場和電場，磁場和電場很容易和周圍的電設(shè)備產(chǎn)生電流，導(dǎo)致繼電保護裝置的錯誤預(yù)警。最后水電廠的電力系統(tǒng)也會受到高頻的影響，高頻經(jīng)過一系列的作用，影響到幾點保護裝置的正常運行。人為因素主要是由于操作人員的專業(yè)知識不夠或者是缺乏專業(yè)技能，不能夠有效地掌握繼電保護裝置的操作，還有，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常，不能及時地做出正確的應(yīng)對，以及對相關(guān)的參數(shù)不能清晰地理解，導(dǎo)致繼電保護裝置的使用達不到預(yù)期的效果。

此外，由于水電廠很多電力系統(tǒng)的員工工作年限較長，積累了豐富的經(jīng)驗，在實際的操作中，應(yīng)對突發(fā)狀況的能力強，但很容易犯經(jīng)驗主義的錯誤，從而造成對故障的誤判。目前，很多水電廠的電力系統(tǒng)都實現(xiàn)了自動化控制，大大降低了人力作業(yè)，這就會降低工作人員的注意力，在工作人員的操作管理中，態(tài)度不夠認真，忽視正常的工作流程，造成疏忽，導(dǎo)致工作的失誤，影響到繼電保護裝置的正常運作 。

4.對繼電保護裝置改進的措施

4.1 加大資金和技術(shù)的投入，提高繼電保護裝置的科技含量

繼電保護裝置的配置對技術(shù)含量的要求較高，需要及時的更換和檢測，這樣才能保證其正常的運行，但更換和更新相關(guān)的設(shè)備，需要大量的資金，這就需要政府加大投入。關(guān)注設(shè)備的及時更換和維護的同時，要重視繼電保護裝置的技術(shù)創(chuàng)新，把先進的科學(xué)技術(shù)運用到電力技術(shù)上，注重研究和引進，加大技術(shù)的投入和人才的教育，為電力事業(yè)的發(fā)展儲備人才，提高電力系統(tǒng)的科技含量，實現(xiàn)電力事業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

4.2 加強對繼電保護裝置的檢查

繼電保護裝置工作自動化，系統(tǒng)化越來越強，因此作業(yè)時間比較長，就會增加設(shè)備的損耗，降低設(shè)備的使用壽命，因此，要做到對繼電保護裝置的有效檢查，工作落實到繼電保護的各個環(huán)節(jié)，尤其要注意設(shè)備的細小、精密部位。例繼電保護裝置的接地的影響很大，對接地有關(guān)的事項也要做到實際有效的檢查。定期對繼電保護裝置進行檢查，及時更新技術(shù)，更換設(shè)備零件。制定檢查制度，切實的執(zhí)行，做到對設(shè)備的有效管理，使繼電保護裝置能夠正常的運行工作，降低設(shè)備零部件出現(xiàn)故障的機率，對經(jīng)常超負荷工作的部件及時的更換，做到防患于未然。對檢測工作者要加強專業(yè)教育和培養(yǎng)，使其達到合格的技術(shù)水準(zhǔn)，養(yǎng)成強烈的安全意識，做到高度負責(zé)，嚴格按照程序工作。

4.3 提高繼電保護裝置的抗干擾能力

繼電保護裝置容易受到外界各種的干擾，尤其是雷擊、輻射、靜電和高頻等的干擾，加大對繼電保護裝置地網(wǎng)接入等相關(guān)設(shè)備的研究開發(fā)，增強其抗突發(fā)情況致使的電流增加導(dǎo)致繼電保護裝置的誤判，引進相近的技術(shù)，增強繼電保護裝置的抗干擾能力，降低外部干擾造成的事故。

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