王霞

（華電四川寶珠寺水力發(fā)電廠，四川 廣元 628000）

引言

隨著在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中對(duì)電力能源的依賴性與日俱增，在實(shí)際供電能力和需求方面產(chǎn)生了較大壓力，在水電站的建設(shè)與運(yùn)行方面逐漸得到深度重視與研究支持。水電站的建設(shè)與維護(hù)工作中應(yīng)將繼電保護(hù)作為重要內(nèi)容之一，并需在多方面考慮如何提升實(shí)際保護(hù)效果，進(jìn)一步確保水電站的安全運(yùn)作情況與供電能力。

一、繼電保護(hù)的主要概念

在電力系統(tǒng)的運(yùn)作過程中，由于涉及多種類型設(shè)備和復(fù)雜線路的連接，一旦出現(xiàn)故障問題時(shí)則會(huì)直接影響到整體系統(tǒng)的流暢性和安全性。所以在開展繼電保護(hù)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注如何減少線路整體長(zhǎng)度和設(shè)備故障的出現(xiàn)可能性，才能夠最大限度地確保電力系統(tǒng)的實(shí)際工作情況。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，可通過繼電保護(hù)確認(rèn)和檢測(cè)所出現(xiàn)故障問題，根據(jù)故障情況進(jìn)行示警或切斷隔離問題出現(xiàn)部位，是能夠起到良好保障效果的技術(shù)。通常在進(jìn)行保護(hù)時(shí)設(shè)計(jì)主要有兩種情況，一種是在電氣設(shè)備的運(yùn)行過程中發(fā)生故障后，繼電保護(hù)會(huì)及時(shí)進(jìn)行報(bào)警提醒工作人員注意，便于工作人員結(jié)合設(shè)備運(yùn)行情況和故障現(xiàn)象判斷與維修。另一種情形則是在水電站運(yùn)行過程中，可通過繼電器起到自動(dòng)處理故障的實(shí)際效果，可在遇到短路等故障問題時(shí)進(jìn)行快速斷電，自動(dòng)采取切斷電力系統(tǒng)等有效措施進(jìn)行保護(hù)，防止故障問題的影響擴(kuò)大化，爭(zhēng)取在最短時(shí)間內(nèi)盡快恢復(fù)電力系統(tǒng)的運(yùn)作[1]。

二、基本要求與保護(hù)體系結(jié)構(gòu)

（一）基本要求

繼電保護(hù)裝置在水電站的整體電力系統(tǒng)運(yùn)行中作為重要基礎(chǔ)保障，需要在實(shí)際作用中具有速動(dòng)性和靈敏性等特點(diǎn)，才能夠有效發(fā)揮出實(shí)際作用效果。速動(dòng)性特點(diǎn)，可以在出現(xiàn)故障問題時(shí)快速啟動(dòng)繼電保護(hù)裝置，在一定時(shí)間內(nèi)快速進(jìn)行切斷反應(yīng)，高度符合繼電器跳閘時(shí)間的設(shè)定范圍，預(yù)留出更多時(shí)間可供維修人員確認(rèn)故障部位，減少操作時(shí)間。敏感性特點(diǎn)，可以在繼電保護(hù)裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中具有良好靈敏程度，在出現(xiàn)故障時(shí)可以快速反應(yīng)并采取相應(yīng)措施。選擇性特點(diǎn)，可以在繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)問題情況時(shí)進(jìn)行有效控制與清理工作，及時(shí)隔離故障原件保證整體系統(tǒng)的運(yùn)行的情況。可靠性特點(diǎn)，則是在裝置進(jìn)行運(yùn)作過程中起到明顯保護(hù)效果，有效防止出現(xiàn)誤發(fā)問題影響到整體電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)作，通過簡(jiǎn)化保護(hù)裝置的整體布設(shè)以提高實(shí)際安全性和可靠程度[2]。

（二）保護(hù)體系結(jié)構(gòu)

在水電站中所形成的繼電保護(hù)裝置是非常重要的基礎(chǔ)設(shè)備，通過分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)置，是一種數(shù)字保護(hù)裝置的二次設(shè)備。在整體結(jié)構(gòu)的組成方面，通過斷路器和保護(hù)設(shè)備以及二次系統(tǒng)進(jìn)行有效結(jié)合，形成了整體較為復(fù)雜的繼電保護(hù)系統(tǒng)。比如在保護(hù)體系結(jié)構(gòu)中，由直流電源、交流電源及監(jiān)控系統(tǒng)等多種設(shè)備進(jìn)行組合，通過保護(hù)屏的形式起到保護(hù)和監(jiān)控作用，可對(duì)所有屏進(jìn)行單獨(dú)測(cè)試確認(rèn)及功能作用，能夠有效保證水電站的運(yùn)行安全性。

三、常見故障與隱患

（一）二次回路具有安全隱患

由于二次回路的布設(shè)情況與涉及范圍錯(cuò)綜復(fù)雜，因此在多處環(huán)節(jié)中容易受到多種因素影響造成干擾故障，隨時(shí)可能會(huì)在設(shè)備出現(xiàn)故障問題或受到外界條件影響的情況下，形成嚴(yán)重故障導(dǎo)致整體電力系統(tǒng)的安全運(yùn)作效果明顯降低。比如，在基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)階段和后期維護(hù)階段中可能會(huì)存在二次回路的接線問題，誘發(fā)繼電器做出反應(yīng)導(dǎo)致誤動(dòng)，導(dǎo)致電壓互感器和電流互感器在運(yùn)作過程中形成二次繞組顛倒問題，開關(guān)方面和內(nèi)部端子線也易出現(xiàn)互相混合等問題現(xiàn)象。除此之外，可能會(huì)受到二次線路的設(shè)計(jì)接線面影響和內(nèi)部環(huán)境影響，在出現(xiàn)接線盒材質(zhì)和端子材質(zhì)的質(zhì)量做工不佳，以及內(nèi)部導(dǎo)線受潮發(fā)熱等情況下，導(dǎo)致在實(shí)際絕緣性方面出現(xiàn)明顯降低，并在系統(tǒng)運(yùn)作過程中隨時(shí)可能會(huì)受到多種干擾因素的影響，在二次回路和一次系統(tǒng)中出現(xiàn)大量干擾信號(hào)，導(dǎo)致整體電路系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況和機(jī)電保護(hù)能力受到不同程度影響。

（二）裝置存在缺陷

在受到科技技術(shù)推廣與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響下，為保證電力能源的持續(xù)性供應(yīng)能力和保護(hù)效果，需要重視繼電保護(hù)裝置的裝配與運(yùn)行。雖然目前所采用的微機(jī)保護(hù)裝置在實(shí)際可靠性和安全方面具有一定優(yōu)勢(shì)，但也存在部分硬件缺點(diǎn)易形成隱患問題。比如在內(nèi)部模塊中，容易在發(fā)生接觸時(shí)影響到穩(wěn)定效果，長(zhǎng)期帶電模塊可能會(huì)出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定現(xiàn)象。另外在主板和模塊發(fā)生接觸時(shí)，隨時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)誤差導(dǎo)致形成錯(cuò)誤故障，形成的隱患誘因較為繁多，還需進(jìn)行深入研究和有效控制減免各種誘因的形成[3]。

四、隱患排查和處理方法

（一）內(nèi)部二次回路的排查方法

首先應(yīng)在二次回路的布設(shè)方面進(jìn)行有效控制，通過對(duì)設(shè)計(jì)單位的圖紙方案進(jìn)行嚴(yán)格審核，確認(rèn)CT 和PT 回路等設(shè)計(jì)的合理性和安全性，在與設(shè)計(jì)單位進(jìn)行溝通確認(rèn)時(shí)，應(yīng)結(jié)合國(guó)家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)確認(rèn)實(shí)際規(guī)劃原理和連接方式，在確認(rèn)過程中，應(yīng)重視接地點(diǎn)的設(shè)置情況與接線端子的連接情況等重要環(huán)節(jié)，必須嚴(yán)格按照相應(yīng)設(shè)計(jì)原則和保護(hù)原則進(jìn)行審核。在選擇接入開關(guān)時(shí)應(yīng)根據(jù)施工圖紙的設(shè)計(jì)確認(rèn)位置觸點(diǎn)的準(zhǔn)確性，在確定內(nèi)部線路的接線情況符合相關(guān)規(guī)定，并在虛接情況和接地點(diǎn)科學(xué)有效的情況下完成接入任務(wù)。在驗(yàn)收時(shí)可以采取不同措施判斷連接情況，如可通過檢驗(yàn)變壓器極限的方式確認(rèn)新裝備安裝情況及電流電壓；還可通過模擬開關(guān)和跳閘故障等方式判斷接線情況是否良好[4]。

（二）對(duì)二次回路進(jìn)行絕緣檢查

在二次回路所出現(xiàn)的故障現(xiàn)象中，可能會(huì)由于檢查工作出現(xiàn)高壓進(jìn)入繼電保護(hù)裝置，從而出現(xiàn)電子元件受到損壞的故障現(xiàn)象，在檢查工作中需要重視如何降低絕緣性，有效開展二次回路的絕緣檢測(cè)環(huán)節(jié)，對(duì)繼電器檢驗(yàn)起到保護(hù)效果。在水電站進(jìn)行運(yùn)作時(shí)，由于受到外部環(huán)境條件的濕度影響，接線絕緣性方面出現(xiàn)明顯下降，為避免受到其干擾影響，會(huì)在進(jìn)行定期校準(zhǔn)時(shí)注意，在開展檢測(cè)工作之前，需要按照規(guī)定確認(rèn)操作部位，將裝置內(nèi)部的端子進(jìn)行拆解，避免在連接短路電路后造成電過高導(dǎo)致元件損壞。

（三）二次回路的抗干擾方式

為保證二次回路的實(shí)際運(yùn)行情況并降低內(nèi)部干擾，目前在微機(jī)保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)工作中通過在內(nèi)部接線質(zhì)量和元器件的選擇方面開展合理控制，爭(zhēng)取最大程度降低干擾情況的出現(xiàn)影響。在微機(jī)保護(hù)裝置運(yùn)作時(shí)，通過自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)和閉鎖裝置等措施可以起到良好預(yù)防效果，在出現(xiàn)干擾信號(hào)時(shí)盡量減少所產(chǎn)生的影響。工作人員應(yīng)在對(duì)保護(hù)裝置開展定期檢查工作中注意檢測(cè)情況，通過保護(hù)裝置的自檢功能和自檢報(bào)警情況數(shù)據(jù)判斷系統(tǒng)運(yùn)行效果。在保護(hù)裝置所受到的外部干擾方面，需要根據(jù)設(shè)備路徑和干擾源選擇相應(yīng)有效措施開展處理工作。通常是由于模擬電路開關(guān)量輸入電路和電源線路形成的外部干擾，可在測(cè)試過程中消除磁場(chǎng)以減少實(shí)際干擾，可選擇加裝電源濾波器等設(shè)備以及提高機(jī)箱屏蔽作用的方式，在有效控制相關(guān)元件的布設(shè)情況與接地點(diǎn)距離的情況下，可以有效提高實(shí)際效果。在目前所使用方式中，靜電屏蔽方式在對(duì)輸入電路進(jìn)行干擾的處理措施在實(shí)際應(yīng)用效果方面最為可靠，對(duì)強(qiáng)電流干擾信號(hào)可以起到良好引導(dǎo)效果。

（四）避免繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)故障

首先要在環(huán)境條件方面進(jìn)行有效控制和適當(dāng)調(diào)整，才能保證危機(jī)保護(hù)裝置的實(shí)際運(yùn)行情況和安全性。如果環(huán)境條件中出現(xiàn)高溫和潮濕等情況時(shí)，極易導(dǎo)致電子元件出現(xiàn)快速氧化現(xiàn)象形成故障問題。技術(shù)人員在微機(jī)保護(hù)裝置的運(yùn)行環(huán)境布置中，應(yīng)根據(jù)周邊環(huán)境條件采取相應(yīng)措施，盡量避免出現(xiàn)大量粉塵及溫度、濕度等影響設(shè)備正常運(yùn)作的誘因。在對(duì)裝置開展檢查工作時(shí)需嚴(yán)格仔細(xì)，對(duì)電路板的運(yùn)行狀況和電器元件反復(fù)確認(rèn)，一旦發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)電路板變色或元件松動(dòng)變形的現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理更換保證運(yùn)行順暢。在光纖通道采樣值等設(shè)備的檢查工作中，需結(jié)合前次檢查數(shù)據(jù)作為分析依據(jù)，分析其中出現(xiàn)的偏差問題和其中原因制定相應(yīng)處理方案。在相關(guān)備件的儲(chǔ)備方面也要得到有效重視，爭(zhēng)取在出現(xiàn)問題情況后可快速調(diào)用備用部件完成更換工作，減少系統(tǒng)停滯時(shí)間。

五、其他風(fēng)險(xiǎn)防范措施

（一）建立完善管理體制，降低安全風(fēng)險(xiǎn)

目前在水電站的運(yùn)行過程中，所開展的繼電保護(hù)工作出現(xiàn)了多方面隱患。其中管理人員的工作能力不足導(dǎo)致維護(hù)工作無法順利開展，甚至責(zé)任意識(shí)的疏忽、相關(guān)制度落實(shí)不到位等問題情況頻繁出現(xiàn)，在前期安裝建設(shè)及后期維護(hù)工作的開展方面都未嚴(yán)謹(jǐn)?shù)轿?，就目前已知問題進(jìn)行針對(duì)性研究，從多方面開展工作管理減少錯(cuò)漏的概率，并嚴(yán)格控制工作內(nèi)容，尤其是在元件采購(gòu)及設(shè)備安裝調(diào)試等多項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，要對(duì)工作人員的專業(yè)能力和責(zé)任意識(shí)方面提出實(shí)際要求，力求在繼電保護(hù)的穩(wěn)定運(yùn)行狀況和安全程度方面取得良好效果，為水電站的運(yùn)行情況和電力輸送能力提供必要保障。

（二）成立風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別體系

水電站在運(yùn)作過程中應(yīng)注意運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的控制情況，通過分析繼電保護(hù)系統(tǒng)中可能存在的誤動(dòng)或拒動(dòng)等故障現(xiàn)象，在技術(shù)應(yīng)用和管理控制方面開展深入研究，建立風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別體系并研究合理措施進(jìn)行有效防控，將可能潛藏的各類安全隱患和故障誘因全部剔除。比如可通過改進(jìn)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行模式，減少常見問題的出現(xiàn)概率，真正起到風(fēng)險(xiǎn)防范效果。

（三）提高技術(shù)人員專業(yè)能力

在過往所出現(xiàn)的安全問題中，由于技術(shù)人員需參與并操作保護(hù)裝置中的重要環(huán)節(jié)，因此在前期采購(gòu)和后期調(diào)試階段都容易受到人為因素影響形成故障，為減少這類問題情況的出現(xiàn)，在專業(yè)人員的職業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)能力方面，都應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格重視和深入培養(yǎng)，可增加專業(yè)技術(shù)培養(yǎng)機(jī)會(huì)和交流學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，提升機(jī)電保護(hù)人員的專業(yè)能力素養(yǎng)和工作經(jīng)驗(yàn)，促使工作人員形成高標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)意識(shí)，對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行開展專業(yè)維管工作。

（四）升級(jí)軟硬件系統(tǒng)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步推廣和廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)在各個(gè)行業(yè)的發(fā)展過程中得到結(jié)合，尤其是在各個(gè)軟件系統(tǒng)以及多種硬件設(shè)備的支持下，能夠促使各行業(yè)得到進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)展。而繼電保護(hù)裝置的多種功能也主要依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)完成保護(hù)工作，所以在提升繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全性方面，可通過提升計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件質(zhì)量與硬件設(shè)備質(zhì)量，最大限度提升裝置運(yùn)行能力和系統(tǒng)管控效果，提升裝置的耐久性和抗電壓沖擊能力，減少各個(gè)元器件的損壞可能性和誤動(dòng)等情況，滿足保護(hù)裝置的各項(xiàng)基本功能要求和安全控制標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電力能源的供應(yīng)能力提高起到良好保障效果。

六、結(jié)束語(yǔ)

隨著在水電站的運(yùn)作過程中重視并增加繼電保護(hù)裝置的投資成本，已經(jīng)在實(shí)際應(yīng)用性能和保護(hù)效果方面取得良好成果，因此應(yīng)重視各方面影響因素的出現(xiàn)原因及干擾情況，針對(duì)保護(hù)裝置的系統(tǒng)和硬件設(shè)備進(jìn)行更新調(diào)整，提升專業(yè)人員的工作能力，在對(duì)整體系統(tǒng)開展良好維護(hù)的同時(shí)，進(jìn)一步提升的電力能源供應(yīng)能力。