代應(yīng)中

（貴州省黔源電力股份有限公司引子渡分公司，貴州 安順 561105）

現(xiàn)階段我國(guó)水電廠數(shù)量持續(xù)增加，而人們對(duì)于水電廠的需求量也在不斷遞增，因此，繼電保護(hù)裝置在水電廠應(yīng)用方面的應(yīng)用要求也在逐步提升。繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用可降低安全事故的發(fā)生概率，全面提升水電廠裝置的運(yùn)行效益。[1]水電廠的繼電保護(hù)指的是能夠發(fā)揮其觸電作用的繼電器，繼而實(shí)現(xiàn)對(duì)于水電廠電力系統(tǒng)與相關(guān)元件的有效保護(hù)，避免對(duì)水電廠電力系統(tǒng)帶來(lái)破壞，最大程度確保繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行安全性以及運(yùn)行穩(wěn)定性，維持水電廠發(fā)電機(jī)組的正?；\(yùn)行。[2]

1 水電廠繼電保護(hù)裝置保護(hù)原理

水電廠繼電保護(hù)裝置所指可監(jiān)督與保護(hù)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的電力設(shè)備，一旦發(fā)現(xiàn)水電廠電力設(shè)備出現(xiàn)異常波動(dòng)問(wèn)題，管理人員需借助繼電保護(hù)裝置來(lái)切斷電路控制下的故障范圍，最大程度確保水電廠電力運(yùn)行的安全性?，F(xiàn)階段繼電保護(hù)裝置主要是由鑒別單元、取樣單元、執(zhí)行單元、處理單元以及控制操作單元的構(gòu)成。取樣單元是由電流及電壓互感器共同構(gòu)成，同時(shí)繼電保護(hù)裝置可將電流電壓參數(shù)逐步轉(zhuǎn)換成為能夠鑒別單元能夠識(shí)別的信號(hào)，取樣單元可基于事先設(shè)置的數(shù)據(jù)信息將與接收到的信號(hào)進(jìn)行比較分析，繼而將相關(guān)信號(hào)直接傳輸給相關(guān)單元。[3]

2 水電廠繼電保護(hù)裝置應(yīng)用的作用

2.1 利于水電廠電力系統(tǒng)的全面性監(jiān)督

水電廠的電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中時(shí)常會(huì)受到老化、受潮等因素的影響，繼而出現(xiàn)各種類(lèi)型的故障問(wèn)題，甚至?xí)?duì)整個(gè)電力系統(tǒng)造成影響。水電廠在應(yīng)用繼電保護(hù)裝置過(guò)程中可及時(shí)快速發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中的細(xì)微故障類(lèi)型，幫助維修人員能夠妥善解決各種問(wèn)題。在保障水電廠電力系統(tǒng)運(yùn)行基礎(chǔ)上迅速斷開(kāi)故障設(shè)備及其元件，降低電力設(shè)備與元器件故障所帶來(lái)的安全性問(wèn)題，有效降低水電廠電路安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率，維護(hù)水電廠內(nèi)運(yùn)行電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 維持水電廠電力系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行

在水電廠電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，繼電保護(hù)裝置的設(shè)置應(yīng)用可對(duì)于水電廠電力系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)督控制。水電廠所應(yīng)用的繼電保護(hù)裝置本身具備可靠性與靈活性的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，可選擇自動(dòng)化技術(shù)來(lái)時(shí)刻監(jiān)督電力系統(tǒng)的工作狀態(tài)，在電力系統(tǒng)故障發(fā)生之后，高新技術(shù)可及時(shí)發(fā)出相應(yīng)的警示數(shù)據(jù)信息。此外，管理人員也可利用遠(yuǎn)程控制技術(shù)為后續(xù)檢查管理活動(dòng)的開(kāi)展提供保障，倘若發(fā)生安全故障時(shí)，可通過(guò)自動(dòng)化跳閘功能來(lái)切除水電廠中的故障元器件，避免故障事故出現(xiàn)二次傷害。

2.3 快速反應(yīng)水電廠的電氣機(jī)械設(shè)備故障

水電廠中的電氣機(jī)械設(shè)備作為電力系統(tǒng)運(yùn)行的重點(diǎn)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，一旦出現(xiàn)安全故障后，將對(duì)于水電廠的系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)巨大的影響。水電廠配置的繼電保護(hù)裝置可嚴(yán)格監(jiān)督管理電氣機(jī)械設(shè)備，針對(duì)水電廠內(nèi)的異?，F(xiàn)象全面了解與分析，并做出相應(yīng)的針對(duì)性操作，按照裝置設(shè)備中異常情況做出正確的反應(yīng)，可根據(jù)所采集到數(shù)據(jù)信息為裝置設(shè)備檢修維護(hù)提供參考。[4]與此同時(shí)，所設(shè)置的繼電保護(hù)裝置可利用自動(dòng)化技術(shù)對(duì)電氣機(jī)械設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督控制，繼而全面提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平。

3 水電廠繼電保護(hù)裝置的具體配置

3.1 案例概述

水電廠A 為了充分滿足區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，對(duì)水電廠開(kāi)展一系列針對(duì)性的結(jié)構(gòu)改良，進(jìn)一步強(qiáng)化水電廠的實(shí)際產(chǎn)能，繼而開(kāi)展相應(yīng)的繼電保護(hù)配置操作工作，最大程度確保水電廠保障機(jī)組能夠穩(wěn)定運(yùn)行。水電廠在進(jìn)行繼電保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化階段，可設(shè)置6 臺(tái)300MW 發(fā)電機(jī)組，機(jī)組與水電廠主變壓設(shè)備可利用電源接線形式進(jìn)行連接，同時(shí)在機(jī)組內(nèi)設(shè)置安全出口斷路器。

3.2 繼電保護(hù)裝置配置

3.2.1 轉(zhuǎn)子繞組保護(hù)裝置

水電廠發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)的繞組短路故障可細(xì)化分為匝間短路故障以及接地短路故障兩種，為此可借助直流以及交流雙注入型的轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)手段，繼而完成雙套配置運(yùn)行的具體操作活動(dòng)，設(shè)計(jì)人員可將其細(xì)化分為兩段定制，并進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)間限制。在繼電保護(hù)裝置操作過(guò)程中，可充分考量工況的實(shí)際需求，在水泵開(kāi)啟過(guò)程中，可保障定子繞組的參數(shù)變化，確保繼電保護(hù)裝置能夠伴隨機(jī)組轉(zhuǎn)速的變化發(fā)生變化。此外，設(shè)計(jì)人員需要充分考量電壓以及電流變化對(duì)電力系統(tǒng)的影響水平，在保障系統(tǒng)能夠正確啟動(dòng)的前提下，避免水電廠電力系統(tǒng)出現(xiàn)誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)、裝置拒動(dòng)等系統(tǒng)問(wèn)題。

3.2.2 軸電流保護(hù)裝置

在進(jìn)行保護(hù)裝置設(shè)置過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要充分考慮斷路器是否處于非全相保護(hù)狀態(tài)，其是否處于過(guò)流閉鎖狀態(tài)，發(fā)電機(jī)是否在停機(jī)狀態(tài)，能否及時(shí)開(kāi)啟電器制動(dòng)保護(hù)裝置。在水電廠內(nèi)配置繼電保護(hù)裝置的主要目的是保護(hù)主變壓設(shè)備與機(jī)組，為此可利用ABB產(chǎn)品對(duì)主變壓器以及機(jī)組進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)也要積極應(yīng)用效率高、質(zhì)量強(qiáng)的設(shè)備，合理化配置滿足保護(hù)要求的裝置，繼而逐步完善水電廠的繼電保護(hù)系統(tǒng)。

3.2.3 微機(jī)機(jī)電保護(hù)

水電廠在與微機(jī)繼電保護(hù)裝置充分融合的背景下，繼電保護(hù)系統(tǒng)可充分利用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，繼而完成參數(shù)的調(diào)試工作，全面提升對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)的實(shí)效性。同時(shí)可借助多種類(lèi)型的處理軟件來(lái)維持保護(hù)狀態(tài)的靈活性運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，也可以以計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)作為基礎(chǔ)，積極主動(dòng)識(shí)別電力機(jī)組運(yùn)行階段發(fā)生故障，大大降低誤操作發(fā)生行為。

3.2.4 SSJ-9000 配置

在水電廠內(nèi)配置安裝的SSJ-9000 系統(tǒng)是利用振擺保護(hù)裝置來(lái)發(fā)揮數(shù)據(jù)采集的單元作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)于相關(guān)信息的充分轉(zhuǎn)換，對(duì)于傳感器數(shù)據(jù)信息進(jìn)行深入分析，結(jié)合傳感器具體種類(lèi)來(lái)構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集模型。此外，在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，也要確保SSJ-9000 系統(tǒng)在進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)工作，全面分析水電廠機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行情況，全面提升對(duì)于水電廠機(jī)組的保護(hù)程度。

4 水電廠繼電保護(hù)裝置影響因素

4.1 雷擊因素

水電廠電力設(shè)備運(yùn)行極易受到極端天氣的影響，在遭受雷擊時(shí)將會(huì)大大降低水電廠設(shè)備的安全性能，繼而出現(xiàn)嚴(yán)重性的損壞現(xiàn)象，對(duì)于水電廠電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有極大的影響。一般情況下，水電廠內(nèi)部將會(huì)設(shè)置高阻抗接地網(wǎng)，一旦接地元件遭受雷擊時(shí)，該區(qū)域?qū)?huì)出現(xiàn)大量的高頻電流，繼而導(dǎo)致水電廠繼電保護(hù)裝置受到干擾。

4.2 高頻類(lèi)型影響因素

水電廠內(nèi)運(yùn)行的電力設(shè)備具有開(kāi)關(guān)動(dòng)作慢以及動(dòng)作時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)的情況，導(dǎo)致水電廠隔離開(kāi)關(guān)觸電時(shí)出現(xiàn)電弧閃絡(luò)情況，引發(fā)電力設(shè)備出現(xiàn)過(guò)電壓與高頻等問(wèn)題。繼電保護(hù)裝置在受到高頻因素的影響后，將會(huì)出現(xiàn)異常動(dòng)作的情況，導(dǎo)致其邏輯單元與電磁場(chǎng)出現(xiàn)不相符的情況，嚴(yán)重影響水電廠電力設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量。

4.3 輻射類(lèi)型影響因素

水電廠在進(jìn)行電能調(diào)控過(guò)程中，使用移動(dòng)通信裝置會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的正?；\(yùn)行有影響，因?yàn)橐苿?dòng)通信設(shè)備在運(yùn)行階段極易出現(xiàn)磁場(chǎng)，水電廠電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中將會(huì)受到通信設(shè)備所引發(fā)電磁場(chǎng)的干擾，無(wú)法保障水電廠的安全運(yùn)行。由于通信設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的輻射量，繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行階段受到輻射時(shí)，將會(huì)獲得錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。[5]

4.4 靜電類(lèi)型影響因素

水電廠繼電保護(hù)裝置運(yùn)行極易受到靜電因素干擾，雖然并不會(huì)對(duì)運(yùn)行設(shè)備帶來(lái)直接性影響，但在人員與電力裝置接觸手將會(huì)放電并破壞電力裝置的元器件，影響元器件壽命與質(zhì)量。在繼電保護(hù)裝置應(yīng)用階段極易受到輻射因素影響，繼而出現(xiàn)獲取錯(cuò)誤數(shù)據(jù)與發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作的情況，無(wú)法充分發(fā)揮電力系統(tǒng)保護(hù)作用。

4.5 設(shè)備自身影響因素

若水電廠電力設(shè)備的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及設(shè)備電壓等裝置出現(xiàn)問(wèn)題，則無(wú)法保障水電廠內(nèi)繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行。在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)運(yùn)行階段，通過(guò)采集、識(shí)別以及發(fā)送電氣參數(shù)與物理參數(shù)，繼而實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的有效出現(xiàn)，一旦數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，將會(huì)影響水電廠繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行。

5 水電廠繼電保護(hù)裝置改進(jìn)優(yōu)化措施

5.1 妥善解決外界影響因素

針對(duì)雷擊、高頻、輻射以及靜電等因素引發(fā)出的繼電保護(hù)裝置故障問(wèn)題，水電廠管理人員需采取針對(duì)性措施處理。如針對(duì)雷擊因素，可結(jié)合電力系統(tǒng)實(shí)際情況優(yōu)化安全管理措施，對(duì)于管理裝置進(jìn)行合理化調(diào)試，繼而采取具體化的預(yù)防措施，借助相應(yīng)的監(jiān)控設(shè)備來(lái)及時(shí)發(fā)現(xiàn)相關(guān)問(wèn)題。與此同時(shí)，可通過(guò)聯(lián)合測(cè)試管理手段強(qiáng)化對(duì)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行監(jiān)督水平，通過(guò)建設(shè)模擬分析機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)于繼電保護(hù)組的合理化管控，明確水電廠繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行現(xiàn)狀，最大程度保障繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的準(zhǔn)確性與反應(yīng)能力。[6]針對(duì)繼電保護(hù)裝置所面臨的輻射問(wèn)題以及靜電問(wèn)題，可通過(guò)循環(huán)檢查的方法來(lái)強(qiáng)化高輻射與靜電管理水平，明確水電廠內(nèi)交流電的具體運(yùn)行情況，做好繼電保護(hù)裝置電流的嚴(yán)格檢查作業(yè)。此外，也可利用自動(dòng)化技術(shù)以及智能化技術(shù)，合理化設(shè)計(jì)二次回路以及設(shè)備圖紙，全面提升對(duì)水電廠整體系統(tǒng)的管理程度。

5.2 全面提升資金及技術(shù)投入水平

水電廠本身對(duì)繼電保護(hù)裝置應(yīng)用具備較高的要求，需定期檢測(cè)其保護(hù)功能及更換零配件，而這一行為需要得到水電廠資金的支持。通過(guò)定期的檢測(cè)工作，逐步完善水電廠的繼電保護(hù)裝置性能，確保電力設(shè)備能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。水電廠在進(jìn)行繼電保護(hù)裝置更新優(yōu)化升級(jí)時(shí)，需將先進(jìn)科學(xué)技術(shù)應(yīng)用至繼電保護(hù)裝置中，提升繼電保護(hù)裝置的精確性與可靠性。此外管理人員需要持續(xù)性關(guān)注先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，重視專(zhuān)業(yè)技術(shù)的培養(yǎng)工作，全面提升水電廠繼電保護(hù)工作的整體能力水平。

5.3 積極開(kāi)展繼電保護(hù)裝置檢修工作

5.3.1 預(yù)防性檢修

繼電保護(hù)裝置開(kāi)展的預(yù)防性檢修主要有開(kāi)展設(shè)備性能測(cè)試、設(shè)備更換以及系統(tǒng)檢測(cè)等處理手段，避免繼電保護(hù)裝置由于故障出現(xiàn)停機(jī)等問(wèn)題。預(yù)防性檢修需要按照制定的時(shí)間節(jié)點(diǎn)與規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行維修，避免出現(xiàn)不必要的經(jīng)濟(jì)損失，大大降低繼電保護(hù)裝置設(shè)備的失效概率。通過(guò)對(duì)于水電廠及電網(wǎng)中的應(yīng)用時(shí)限、應(yīng)用環(huán)境以及設(shè)備狀態(tài)等內(nèi)容進(jìn)行維護(hù)，在不同狀態(tài)下對(duì)其檢修處理進(jìn)行其區(qū)別化對(duì)待。

圖1 預(yù)防性檢修可靠度曲線

5.3.2 繼電保護(hù)裝置檢修

1.加強(qiáng)元件質(zhì)量監(jiān)控水平。在進(jìn)行元件質(zhì)量監(jiān)控過(guò)程中，需要有采購(gòu)人員全面掌握元件采購(gòu)要求，正確判斷元件質(zhì)量。同時(shí)需要對(duì)設(shè)備電纜線的連接牢固性以及受損程度進(jìn)行深入檢查分析，充分判斷互感器能否滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。此外，在調(diào)試設(shè)備階段，需要全面把握其關(guān)鍵點(diǎn)，做好運(yùn)行參數(shù)的詳細(xì)記錄工作，借助對(duì)比分析方法選擇優(yōu)質(zhì)化元件。

2.優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)機(jī)制。借助科學(xué)合理的評(píng)價(jià)機(jī)制，需要由管理者發(fā)揮個(gè)人帶頭作用，全面提高員工的積極性，利用合理化的評(píng)價(jià)方法全面提升評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性，全面提升水電廠管理的規(guī)范性。同時(shí)需要構(gòu)建裝置運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，基于裝置的運(yùn)行事實(shí)情況構(gòu)建設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，全面提升其控制強(qiáng)度，配合相關(guān)測(cè)試檢測(cè)工作，將誤差控制在最小范圍。

3.強(qiáng)化繼電保護(hù)運(yùn)行管理水平。繼電保護(hù)裝置運(yùn)行管理是提升檢修成效的關(guān)鍵所在，為此需要積極開(kāi)展各個(gè)環(huán)節(jié)的管控活動(dòng)，找出繼電保護(hù)裝置可能發(fā)生的故障點(diǎn)，才能快速消除故障，降低故障發(fā)生所帶來(lái)的影響。同時(shí)，需要做好繼電保護(hù)裝置的日常維護(hù)處理活動(dòng)，盡可能降低水電廠內(nèi)繼電保護(hù)裝置故障發(fā)生概率，借助培訓(xùn)手段提升檢修人員的應(yīng)急處理能力，確保其能夠在最短時(shí)間內(nèi)尋找出裝置故障點(diǎn)，并制定科學(xué)合理的檢修方案，全面提升水電廠檢修人員的積極性與規(guī)范性。

6 結(jié)語(yǔ)

總之，在水電廠內(nèi)安裝繼電保護(hù)裝置可起到快速響應(yīng)故障與報(bào)警的作用。如果能妥善解決繼電保護(hù)裝置的影響因素等問(wèn)題，就能大大縮小水電廠故障的影響范圍，確保電力系統(tǒng)本身能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行。