水电站继电保护隐患与改进措施研究

水电站继电保护隐患与改进措施研究

葛燕峰

新疆伊犁河流域开发建设管理局 835000

摘要：当前，我国经济飞速发展，对水电站的供给需求也日益提升，供电环节面临极大的压力。水力发电是我国重要的发电形式，良好的继电保护是水电站建设与维护过程中必不可少的条件。如何提升继电保护的安全性与稳定性是当下水电站建设与维护工作应该关注的重点课题。

关键词：水电站；继电保护；隐患；改进措施

引言

供电系统的保护最早采用熔断器的方式，继电器开始广泛应用后，继电保护装置开始快速发展，经历了由电磁式保护装置到晶体管式继电保护装置、到集成电路继电保护装置、再到微机继电保护装置的4个阶段。当前，随着电子技术、计算机技术、通信技术的发展，人工智能技术如人工神经网络、遗传算法、进化规模、模糊逻辑等相继在继电保护领域的研究应用，继电保护技术正向计算机化、网络化、一体化、智能化方向快速发展。传统的继电保护装置调试一直采用人工触发、逐一核对各项功能是否正常的思路和方法，效率不高，需要改进和完善。

1继电保护的基本要求

继电保护装置必须满足以下要求。一是速动性，是指继电保护装置能够快速排除故障，切除故障的时间必须符合继电保护动作时间和断路器固有跳闸时间的要求，为后续故障处理节约更多时间，最大限度减少继电保护装置的人为延长时间。二是敏感性，水电站在正常运行时需要继电保护装置，其需要具备较高的灵敏性，要快速找到故障位置并做出科学判断。三是选择性，继电保护装置出现故障时，要有选择性地清除故障元件。四是可靠性，是指继电保护装置在不使用时不会发生误动作，一般来说，保护装置越简单，其可靠性越高。

2继电保护的常见安全隐患

首先是绝缘性能降低。一般来说，二次线路涉及的接线面十分繁杂，内部环境也十分复杂，容易导致二次回路绝缘性下降。其主要原因如下：接线盒材质和端子材质做工不是特别精细；内部的导线长期受潮，容易出现发热现象；金属连接器容易受到污垢等因素影响，发生受潮。其次是装置缺陷。随着社会的不断发展，继电保护装置越发被人们重视，相较于传统继电保护装置和电磁装置，微机保护装置具有更高的可靠性，但是其存在的硬件缺点也不可忽视，最常见的缺陷为：当内部模块发生接触时，状态不够稳定，长期带电模块会出现电压闪烁不定的情况；主板和模块的接触会发生误差；运行时，二次负载偏高可能引起严重发热等情况，导致程序崩溃；当内部程序出现错误时，设备会被锁定。

3水电站继电保护的改进措施

3.1继电保护装置自动调试系统的应用

继电保护自动调试装置具备计算机编程控制的继电保护测试仪、同时还能通过无线网（或3G/4G方式）与信息收发中转装置进行通信，实现在自动调试过程中对继电保护装置的控制及相应信息的读取及分析。具体实现过程：提前对继电保护装置的功能调试进行计算机编程配置（固有的模块化程序，只需针对不同类型、线路及保护功能进行细微的灵活配置）；调试前将继电保护自动调试装置的电流、电压模拟量输出端、逻辑输入端、控制输出端连接到继电保护装置的相应试验端子上；调试时只需按下启动调试按钮，继电保护自动调试装置将按照模块化的程序设定自动执行功能调试。如：调试A相过流保护功能，继电保护自动调试装置模拟输出超过电流定值的电流模拟量，但时间未达到定值要求，此时装置通过信息收发中转装置只能接收到保护启动信息，如时间未达到动作出口要求，相应断路器不会分闸，即没有保护动作信息，此时装置判断该项程序执行正确，自动跳转下一程序执行。即电流值未达到定值要求，但时间超过定值要求，此时继电保护装不会有反应，继电保护自动调试装置不会接收到相关信息，此时装置判断该项程序执行正确，再次自动跳转下一程序执行。此时电流值、时间均满足定值要求，保护应该可靠动作，继电保护自动调试装置接收到相应保护动作信息，并与输出信息进行对比分析，确认相关信息正确，判断该项程序执行正确，并通过与信息收发中转装置进行通信发出控制合闸命令控制断路器进行合闸后，再次自动跳转下一程序执行，B相过流保护功能、C相过流保护功能、A相距离保护功能……。

3.2电气保护装置安装的必要性

为了保证机电设备的运行安全，可以采取在其金属外壳上直接安装接地保护系统的方式，也被成为TT方式来为机电设备提供有效的保护，这样如果设备外壳出现了带电情况时，就可以通过接地保护装置来避免人员发生触电事故。不过由于自动低压开关并不一定会做出跳闸动作，因此漏电设备金属外壳上所带电压仍具有较高的危险性。同时如果电流的泄露量较小，也不能保证触发熔断器的保护动作，因此还需要在TT系统中配合使用中性线保护装置。为了确保中心线的机械强度能够满足保护装置的要求，安装人员应选择与相线导线相同的截面面积的N线，同时要确保N线连接可靠。在连接施工时可以选择火泥熔焊或熔接、热熔焊接以及放热焊接等方式来对通报钢绞线以及铜线进行焊接施工并要注意保证三相负荷的平衡性。同时要加强对低压线路的巡视检修工作，以确保线路运行的安全。

3.3二次安全措施培训考评模块应用

目前，很多地市公司检修人员采用常规站的二次安措票规则，也采取了退功能软压板、投入检修压板、拔光纤的方式，但思维模式仍然固化在重“实接线”、轻“虚链接”，制定智能变电站二次安措票时，在内容和顺序上常常出现错误。而在参加继电保护考试中，考评员需要逐条核对学员制定的二次安措票，工作量大，且不能实时显示考试成绩，影响考试效率;在判卷过程中，由于考评员人为因素影响考试结果，难免会产生偏差，导致考试结果不够客观公正;同时采用传统的纸质试卷考核方式，造成大量办公经费浪费，不满足信息化条件下技能考评工作的要求。智能变电站二次安措票技能考评系统提供了新的线上考核方式，为技能考试模式提供新的选择方案。在新一代智能变电站全数字可视化仿真培训系统中增加二次安全措施的培训，在仿真系统中设定典型的检修任务，按照具体检修任务搭建类似“五防”逻辑的二次安全措施实施场景和步骤，让运维人员和二次检修人员在仿真系统体验安全措施每一步的必要性。在培训过程中，通过仿真系统上的虚拟IED，完成学员二次安措票的内容例:SV链路处理、GOOSE链路处理、退功能软压板、置检修压板、断开物理光纤链路等，操作步骤必须满足一定的逻辑关系。

3.4牵引网过电流保护配置改进

将大负荷引起的牵引网过电流保护动作强调为误动，因而设置低电压判据进行防范。但通过分析不难理解，通过牵引网过电流保护的动作及时切除负荷并重合闸恢复送电对运输的影响还是较小的，而闭锁该保护导致变压器等其他保护动作，导致中断供电，则会带来更大的影响。因此，建议取消牵引网过电流保护的低电压判据，保证该保护在大负荷情况下能够优先动作，同时在计算或统计最大负荷电流时充分考虑变压器过负荷能力和牵引网短时最大供电能力，提高电流定值，从而降低保护动作概率，应是一种优化的方案。

结语

随着电力系统对保护硬件的要求不断提高，继电保护装置硬件需要提高极限能力，避免出现误动作。当前，继电保护技术人员要积极学习二次回路、微机保护等方面的知识，提升自身的专业素质，为水电站及电网安全运行打下坚实的基础。

参考文献

［1］马雷.电气控制系统中继电保护器的整定探讨［J］.中国高新技术企业，2016，（5）：131-132.

［2］王冲.水电站继电保护安全问题和改进措施［J］.中国科技投资，2016（7）：94-96.