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

姚加

四川大唐国际甘孜水电开发有限公司  626001

摘要：社会经济的快速发展使得人们的生活水平得到很大的提升，我国电力资源需求与日俱增，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要课题。

关键词：水电站；继电保护；安全问题；改进措施

引言：国国土面积较为辽阔，地形也较为复杂，因此我国范围之内各个地区投入建设的小型水电站数量比较多。在我国社会经济发展过程中，会对小型水电站提出更高的要求。在保证小型水电站运行安全性及稳定性的过程中，继电保护技术措施发挥出来的作用尤为重要。

1.分析水力发电继电保护的具体作用

水力发电过程中各电力元件安全可靠的运行都需要将继电保护装置作为依托，换言之，任何一个元器件都需要在继电保护的状态下才能顺利运行。电力系统正常运行时，继电保护装置会将发生故障的相关设备进行强行关闭，进而有效防止设备故障的进一步扩大，进而对电力系统运行的稳定性、安全性与可靠性进行保证。电力系统中的众多设备在受保护状态发生故障时会激发继电保护装置的功能，借助其自身的选择性、速动性以及可靠性将设备周围的电路切断，进而使得故障环节由整个电路系统中处于独立状态，设备损坏程度降低的同时对电路运行安全进行保证。电路切断后要及时检查并维修故障电路，并将可靠的故障信息提供给管理人员，奠定今后故障处理的基础。

2.总结水力发电继电隐患的因素分类

继电保护装置在发电厂整个运行过程中发挥十分重要的保护作用，不仅可对设备的异常状态进行检测，而且还能在故障发生时将故障电路迅速切断。但是继电器实际工作过程中会受到各类因素的干扰，进而其基本性能被削弱，对发电厂的安全运行十分不利。第一类，雷击因素。雷电对发电厂设备的破坏非常严重，自然雷击具有形式多样化的特征，如果雷电袭击了发电厂的接地元件和避雷器，那么电厂地网会瞬间转变为高阻抗，该系统中的高频电流处于暂态电位升高情况，继电保护装置的敏感性被大幅度削弱。第二类，高频因素。过电压或高频电流会对发电厂继电保护装置的运行情况产生直接感染，而发电厂发电设备内隔离开关动作速度过慢或动作时间过长都会产生过电压与高频电流。第三类，辐射因素。通常情况下为了应对电能调控与生产的根本需求，发电厂内部电力系统都配备了相应的通信设备，此类通信设备都具有一定程度的辐射，会干扰继电保护设备的正常运行进而产生假信号源，设备保护的效果受到严重影响。

3.继电保护的基本要求与保护体系结构

3.1继电保护的基本要求

继电保护装置对电力系统有十分重要的作用，是保障水电站电力系统安全运行的基本前提。因此，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。二是灵敏性，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准确的判断。三是选择性，选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护切除故障。为保证对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件(如启动与跳闸元件或闭锁与动作元件)的选择性，其灵敏系数及动作时间，在一般情况下应相互配合。继电保护装置出现故障时，要有选择性地切除故障元器件。四是可靠性，是指继电保护装置不会发生误动作，保护该动作时应可靠动作，不该动作时应可靠不动作。可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。一般来说，保护装置越简单，其可靠性越高。

3.2水电站继电保护体系结构

继电保护装置是水电站最重要的二次设备，属于数字保护装置，其主要采用分层分布式结构。水电站继电保护系统复杂，与断路器和保护设备密切关联，而且涉及的二次系统也是一个完整的子系统，能够与内部结构互相连接，也与电气一次设备和其他二次设备相关。因此，为了提升水电站的安全性与稳定性，人们有必要了解继电保护的系统结构。水电站继电保护体系结构主要包括直流电源、交流电源、被保护设备、继电保护屏、水轮发电机、变压器、CT、PT、断路器、监控系统、远方系统和励磁控制系统等。在水电站运行的过程中，继电保护装置主要以保护屏的形式存在，这类似于高效的机电保护做法，主要利用继电保护测试仪单独测试每一个屏的功能。

4.水电站继电保护系统安全风险的改进措施

4.1落实继电保护风险安全管理机制

当前水电站出现的问题比较集中，因此解决问题的主要方向就是针对于发生问题的几个方面，首先就是没有比较完善的保护装置，很多的保护装置确实被安装了，但是没有进行检查和维修的人员，因此继电保护系统就不会根据需要定时更新。其次就是管理人员的心理问题，没有比较强的责任心，导致很多继电保护系统的安装根本没有落到实处，最后就是整个安全管理的制度并没有实施性，只是停留在一种形式上。继电保护设备的安全系统就明显增加了风险性。

风险管理制度首先需要检查保护装置是否都齐备，其次还要检查保护装置是否能够安全可靠的工作，并且还要对保护装置的安装、使用以及前期的采购都安排指定的专业人员，并且后期一旦发生问题，就要及时进行更换或者维修，使各项工作有序进行。这些环节是否能够顺利实施很大程度上依赖于继电保护装置使用系统的安全合理性。

4.2紧抓继电保护技术安全

继电保护装置的安全运行是降低风险的重要前提，同时也是保护整个系统的重要保障，因此只有将技术改革，系统创新落到实处才能够保护系统的整体安全性。针对性的分析问题就要对问题有足够的了解，一些保护失效的原因和发生问题的原因都是比较常见的，因此可以通过针对性的研究增加保护装置保护的可靠性，保证运行的风险降低，可靠性提高。

4.3重视继电保护技术人员的培训

技术人员是除了设备之外影响水电站正常工作和问题解决的一个重要组成部分，技术人员提供的足够的支持是保证水电站的设备和系统安全运行的前提。要提高技术人员的综合能力，最有效的一种方法就是重视继电保护人员的培训工作开展进度，进行定期的培训，对常见问题的具体解决方法进行讲解。继电保护系统的运行风险通过提高技术人员的技术水平能够得到有效降低。

4.4提高继电保护装置产品的可靠性

保护装置是实施水电站保护的主要保证，因此设备的可靠性可以说影响非常大，因为装置本身的质量不高导致整个水电站工作受到影响的例子非常多，因此在采购保护装置以及相关设备的时候，一定要对于生产厂家进行检查，选择口碑比较好的，同时又是企业比较了解的厂家，这样就能够减少设备发生故障。并且一般检查还要检查芯片的联接状况，必须保证都是比较紧固的，因为一旦开始正常工作，存在松动的螺丝和芯片就会经常出现故障，对于其他设备的影响也是很大的。

结束语

综合上述所言，继电保护装置是水力发电厂运行安全性、稳定性的直接保证，继电保护系统的安全运行不仅需要发电厂的配合，还需电网系统的良好管理，进而将系统的安全性进行提升，更好的服务大众。确保电网各相关单位可以相互配合、相互衔接，确保发电系统的正常运行。近些年来我国社会水平不断提升，对水力发电厂也提出了更高的要求，所以相关研究人员应该结合水力发电厂的实际需求对继电保护装置的性能进行提升，进而最大限度提升发电系统的安全性、可靠性以及稳定性，推进我国水力发电行业的进一步发展。

参考文献：

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[4]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.

作者简介：姚加（1985.06—），男，四川成都人，本科，中级工程师