大型水電站及高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)措施研究

朱俊宇

摘 要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，作為社會(huì)建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施的水電站建設(shè)數(shù)量和規(guī)模都在不斷擴(kuò)大，近年來(lái)，很多大型水電站也相繼建成。然而，我國(guó)地大物博，人口眾多分散，加之地形復(fù)雜，所以大型水電站也相對(duì)分散，所處的自然環(huán)境各有差異，水電站的安全運(yùn)行是一大問(wèn)題，要提高大型水電站的運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，首先是要做好大型水電站及高壓電網(wǎng)的繼電保護(hù)工作，文章將作具體分析。

關(guān)鍵詞：大型水電站；高壓電網(wǎng)；繼電保護(hù)；安全風(fēng)險(xiǎn)；有效措施

中圖分類號(hào)：TV741 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）35-0086-02

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)電力事業(yè)不斷發(fā)展，水電站建設(shè)數(shù)量不斷增多，利國(guó)利民，為社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步做出了卓越貢獻(xiàn)。與此同時(shí)，水電站電網(wǎng)事故也時(shí)有發(fā)生，給人民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了極大威脅，加強(qiáng)水電站，尤其是大型水電站及其高壓電網(wǎng)的繼電保護(hù)管理十分必要。

1 高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)的工作原理

大型水電站和高壓電網(wǎng)的繼電保護(hù)措施是保障電網(wǎng)安全、高效、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的重要保障，十分重要。大型水電站容易受到風(fēng)災(zāi)、雷擊等自然災(zāi)害，設(shè)備制造、安裝、操作缺陷等人為因素的影響，發(fā)生各類型的短路故障或者電網(wǎng)不能正常運(yùn)行等多種問(wèn)題，造成事故。高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)的工作原理，是利用電網(wǎng)內(nèi)某些設(shè)備或高壓路線發(fā)生事故前后會(huì)產(chǎn)生某些突變的物理量，這些突變的物理量達(dá)到某個(gè)值時(shí)會(huì)啟動(dòng)邏輯控制環(huán)節(jié)，促使相應(yīng)的服務(wù)器給通信接入設(shè)備發(fā)出相應(yīng)的跳閘脈沖和信號(hào)，發(fā)出警報(bào)，或者在最短時(shí)間、最小區(qū)域內(nèi)自動(dòng)將故障切除，進(jìn)而減少電氣設(shè)備的損壞，保障電網(wǎng)安全。大型水電站及高壓電網(wǎng)必須安裝繼電保護(hù)裝置，當(dāng)高壓電網(wǎng)發(fā)生短路，繼電裝置會(huì)根據(jù)電壓、電流、線路測(cè)量阻抗等的變化自動(dòng)啟動(dòng)繼電保護(hù)程序，保護(hù)電網(wǎng)安全。我國(guó)高壓電網(wǎng)的繼電保護(hù)技術(shù)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展已獲得了很大進(jìn)步，在大型水電站建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，已建立了專門的高壓電網(wǎng)故障信息系統(tǒng)。

2 大型水電站及高壓電網(wǎng)常遇到的繼電保護(hù)安全風(fēng)險(xiǎn)

大型水電站及高壓電網(wǎng)如若發(fā)生故障，危害程度大、范圍廣，影響十分惡劣，高壓繼電保護(hù)系統(tǒng)是為了防止變電系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生動(dòng)作失誤、電網(wǎng)震蕩，提高發(fā)變電系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，輸出高質(zhì)量的電力而設(shè)置的，為了保障高壓繼電保護(hù)系統(tǒng)的正常順利運(yùn)行，要對(duì)其可能產(chǎn)生的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析和檢測(cè)，以便發(fā)生安全風(fēng)險(xiǎn)時(shí)及時(shí)應(yīng)對(duì)。常見(jiàn)的安全風(fēng)險(xiǎn)有以下幾種：

（1）電路受到干擾，引起繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)作。大型水電站輸出的電力十分強(qiáng)大，輸出的電力中難免會(huì)夾雜著尖峰電流、諧電波等，這些電波會(huì)自動(dòng)捕捉電力系統(tǒng)電壓、電流常規(guī)參數(shù)的繼電保護(hù)系統(tǒng)造成干擾，引發(fā)誤動(dòng)作，影響繼電保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（2）電氣保護(hù)動(dòng)作造成繼電保護(hù)失效。大型水電站及高壓電網(wǎng)建設(shè)中，為了保障安全，會(huì)使用多重電氣保護(hù)，電氣保護(hù)系統(tǒng)之間的電流、電磁波等也會(huì)相互干擾，干擾到彼此系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置，使繼電保護(hù)裝置運(yùn)行失效，這是要引起高度重視的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。

（3）軟硬件問(wèn)題造成繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作。現(xiàn)代的大型水電站及高壓電網(wǎng)的管理已日益網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化，多通過(guò)微機(jī)控制，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中也是通過(guò)采集電路上的電壓、電流信號(hào)，通過(guò)計(jì)算、判斷后對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)出指令的，也就是說(shuō)，一旦計(jì)算機(jī)內(nèi)部的軟件系統(tǒng)和外部的硬件系統(tǒng)發(fā)生故障，有可能造成不能正常驅(qū)動(dòng)繼電保護(hù)裝置或引發(fā)繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)作。比如內(nèi)部軟件和系統(tǒng)不兼容、電子元件耐壓耐流值過(guò)低耐不住尖峰電流沖擊等。

（4）繼電保護(hù)裝置安裝、使用不規(guī)范。大型水電站建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜的綜合性系統(tǒng)，如果繼電保護(hù)裝置的安裝沒(méi)有按照正確的流程、安裝規(guī)范進(jìn)行，會(huì)給繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行留下極大的安全隱患。例如，繼電保護(hù)裝置接線不正確、CT二次接線極反向連接、安裝后沒(méi)有進(jìn)行使用測(cè)試等。繼電保護(hù)裝置沒(méi)有定期維護(hù)，老化、沒(méi)有隨系統(tǒng)更新等也會(huì)留下安全隱患。

（5）其他因素造成的安全風(fēng)險(xiǎn)。雷擊、風(fēng)擊、鳥(niǎo)等很難控制的自然因素也會(huì)造成繼電保護(hù)裝置的誤動(dòng)作、或線路損傷等。

3 大型水電站及高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)有效措施

提高大型水電站及電網(wǎng)的繼電保護(hù)能力的重要性不言而喻，相關(guān)單位應(yīng)積極采取措施，多方著手，保障機(jī)電系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

3.1 建立完善的繼電保護(hù)系統(tǒng)管理體系和管理制度

繼電保護(hù)系統(tǒng)是大型水電站及高壓電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障，相關(guān)部門和水電站管理單位應(yīng)建立專門的管理體系和管理制度，由水電站項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人，到項(xiàng)目主管到繼電保護(hù)系統(tǒng)實(shí)際管理小組長(zhǎng)到組員，組成專門的管理體系，由上而下，逐級(jí)定位，責(zé)權(quán)明確，對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的管理、檢查、定期維護(hù)。建立繼電保護(hù)系統(tǒng)的管理制度，將繼電保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、相關(guān)機(jī)械設(shè)備的采購(gòu)、安裝、安裝人員的選擇、調(diào)試、維護(hù)時(shí)間、維護(hù)內(nèi)容、故障檢修、日常檢查及記錄的要求等等明確納入管理制度，并嚴(yán)格執(zhí)行，使繼電保護(hù)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、采購(gòu)、安裝、使用、維護(hù)等全過(guò)程全范圍的得到規(guī)范、透明，有效的管理，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 保障繼電保護(hù)裝置的質(zhì)量和性能

大型水電站及高壓電網(wǎng)使用的繼電保護(hù)裝置，必須保障繼電保護(hù)系統(tǒng)的軟硬件的質(zhì)量和性能。繼電保護(hù)裝置的各項(xiàng)參數(shù)、規(guī)格必須符合大型水電站的需求。繼電保護(hù)系統(tǒng)的內(nèi)部軟件必須相互兼容，外部各項(xiàng)硬件必須采用正規(guī)渠道購(gòu)入的、合格的、高質(zhì)量的、經(jīng)過(guò)檢測(cè)的相關(guān)硬件系統(tǒng)，尤其是內(nèi)部元件的對(duì)尖峰電流的承受值要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和繼電保護(hù)裝置之間連接必須是通暢的、穩(wěn)固的，從而能保障繼電保護(hù)裝置能順利的發(fā)出有效動(dòng)作。

3.3 提高繼電保護(hù)的技術(shù)

現(xiàn)代的大型水電站及高壓電網(wǎng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)已經(jīng)越來(lái)越向自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，越來(lái)越先進(jìn)，為了提高繼電保護(hù)的可靠性、靈敏性，應(yīng)提高相應(yīng)技術(shù)。比如，完善繼電保護(hù)的信息系統(tǒng)建設(shè)，完善GPS在電力系統(tǒng)和電力保護(hù)中的應(yīng)用。繼電保護(hù)系統(tǒng)中，利用GPS接收獲得的時(shí)間與同步脈沖信號(hào)統(tǒng)一全國(guó)電網(wǎng)，大大提高了繼電保護(hù)信息系統(tǒng)獲得時(shí)間的準(zhǔn)確性，能及時(shí)的發(fā)出警報(bào)，同時(shí)啟動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)，切斷電源，減少機(jī)械損傷，保護(hù)設(shè)備，避免造成事故。又比如，完善連接線的質(zhì)量研發(fā)，在接線的耐磨、耐高壓、耐高溫等方面加強(qiáng)研究，提高連接線的使用壽命和使用安全性，又或者加強(qiáng)繼電保護(hù)系統(tǒng)用到的元件、零部件的研發(fā)，提高耐壓耐流值，提高其抗壓、抗腐蝕、降低電磁干擾等方面的性能，提高整個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)的整體質(zhì)量和運(yùn)行效率。endprint

3.4 加強(qiáng)繼電保護(hù)裝置安裝、管理、維護(hù)人員的培訓(xùn)和管理

人力因素是造成繼電保護(hù)裝置留下安全隱患的重要因素，容不得一點(diǎn)馬虎和懈怠。大型水電站及高壓電網(wǎng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)的管理和維護(hù)，應(yīng)在管理體系和管理制度的監(jiān)督約束下，進(jìn)行嚴(yán)格的管理。首先，大型水電站及高壓電網(wǎng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，數(shù)量、規(guī)格的確定、安裝位置、安裝時(shí)間的選擇應(yīng)是經(jīng)過(guò)專家組審核、測(cè)試再最終定稿的；然后，繼電保護(hù)系統(tǒng)相關(guān)機(jī)械設(shè)備的選購(gòu)、運(yùn)輸，應(yīng)選用經(jīng)過(guò)嚴(yán)格考核、具有豐富市場(chǎng)采購(gòu)經(jīng)驗(yàn)、知法、懂法的相關(guān)專業(yè)采購(gòu)人員，從符合資質(zhì)的，有產(chǎn)品質(zhì)量保證和良好市場(chǎng)信譽(yù)的機(jī)構(gòu)購(gòu)入相關(guān)機(jī)械設(shè)備，并在運(yùn)輸過(guò)程中采取符合運(yùn)輸要求的保護(hù)措施。其次，繼電保護(hù)系統(tǒng)的安裝人員，必須具有高超的技術(shù)、豐富的經(jīng)驗(yàn)高尚的職業(yè)道德，應(yīng)持證上崗，經(jīng)過(guò)考核，接受培訓(xùn)，這樣高綜合素質(zhì)的人才，才能有良好的技術(shù)保障繼電保護(hù)系統(tǒng)的按流程、按規(guī)范正確安裝，并為自己的工作負(fù)責(zé)，不偷工減料，工作到位，安裝后嚴(yán)格測(cè)試，以保障系統(tǒng)安全性和可靠性。最后，大型水電站及高壓電網(wǎng)的繼電保護(hù)系統(tǒng)是由多個(gè)部分組成的，應(yīng)在專門的管理組的帶領(lǐng)下，積極的做好繼電保護(hù)管理人員的教育培訓(xùn)工作，一方面提高其技能，一方面加強(qiáng)職業(yè)道德建設(shè)，一方面對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的日常維護(hù)工作進(jìn)行管理、檢驗(yàn)，保障繼電保護(hù)系統(tǒng)定期得到檢驗(yàn)、維修，加強(qiáng)每日巡視，保障系統(tǒng)的正常有序運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

大型水電站及高壓電網(wǎng)是利國(guó)利民的重要工程，為社會(huì)的進(jìn)步發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。近年來(lái)，我國(guó)的大型水電站及高壓電網(wǎng)建設(shè)數(shù)量和規(guī)模不斷增多，相應(yīng)的安全問(wèn)題也引起了社會(huì)的廣泛重視，所以加強(qiáng)其繼電保護(hù)措施十分重要。文章分析了大型水電站及高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)的原理，分析了大型水電站及高壓電網(wǎng)常遇到的繼電保護(hù)安全風(fēng)險(xiǎn)，并提了一些解決措施，對(duì)促進(jìn)行業(yè)內(nèi)繼電保護(hù)系統(tǒng)的建設(shè)提供了有益的參考和啟示，文章的研究具有一定價(jià)值。

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