探究水電站繼電保護(hù)安全問題和改進(jìn)措施

【摘要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)于電力需求的缺口也越來越大，如何保障工業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需要的電力，一直是困擾電力系統(tǒng)的棘手問題。近年來，國家大力發(fā)展水力發(fā)電站系統(tǒng)，水力發(fā)電主要作為區(qū)域供電和調(diào)峰、調(diào)頻電站使用，對(duì)保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定，改善系統(tǒng)的供電質(zhì)量，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，有著舉足輕重的作用。在水電站運(yùn)行的過程中，如何實(shí)施有效安全可靠的繼電保護(hù)一直是其中的關(guān)鍵技術(shù)問題，針對(duì)此問題，本論文重點(diǎn)探討水電站繼電保護(hù)的安全風(fēng)險(xiǎn)，以及如何規(guī)避繼電保護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)，提高繼電保護(hù)的安全性和可靠性。

【關(guān)鍵詞】水電站；繼電保護(hù)；安全問題；改進(jìn)措施

1、水電站繼電保護(hù)安全風(fēng)險(xiǎn)分析

繼電保護(hù)系統(tǒng)在水電站和火電站中的作用和目的都是一樣的，用于實(shí)時(shí)檢測電力系統(tǒng)各元件的運(yùn)行狀態(tài)。一旦系統(tǒng)發(fā)生故障或異常，繼電保護(hù)裝置迅速有選擇性的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)故障隔離或告警，保證電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和高效運(yùn)行。如果繼電保護(hù)裝置的安全性和可靠性出現(xiàn)問題，出現(xiàn)誤動(dòng)或拒動(dòng)，就會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的電氣事故：損壞電力設(shè)備、造成大范圍停電、甚至引起系統(tǒng)瓦解。在繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全問題中，一般由如下幾類情況：

1.1電路干擾引發(fā)繼電保護(hù)誤動(dòng)作

在當(dāng)今的電力輸出系統(tǒng)中，諧波電流和尖峰電壓成為了電力系統(tǒng)輸出電力中不可避免的干擾因素。這些干擾因素的存在，提高了電力系統(tǒng)的電流、電壓等常規(guī)參數(shù)的繼電保護(hù)系統(tǒng)引起誤動(dòng)的頻率，這樣會(huì)影響到電力系統(tǒng)正常穩(wěn)定的運(yùn)行。

1.2電氣保護(hù)動(dòng)作引發(fā)繼電保護(hù)失效

在水電站系統(tǒng)的建設(shè)中，需要多重電氣保護(hù)的應(yīng)用。不同的電氣保護(hù)系統(tǒng)之間又會(huì)相互產(chǎn)生影響，電氣保護(hù)動(dòng)作對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的干擾也是水電站繼電保護(hù)的安全性問題之一。

1.3軟硬件可靠性引發(fā)繼電保護(hù)誤動(dòng)

隨著科技的進(jìn)步，繼電保護(hù)裝置的配置也取得了廣泛的發(fā)展。目前常用的繼電保護(hù)裝置都是通過計(jì)算機(jī)控制的，計(jì)算機(jī)通過對(duì)電路上故障特征信號(hào)的捕捉，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)安全高效的運(yùn)行。例如電流過大、電壓過大，、相序角差過大等，通過對(duì)故障信號(hào)的采集、計(jì)算和判斷等指令的發(fā)出，從而命令驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的繼電保護(hù)。微機(jī)控制繼電保護(hù)系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)，依靠其內(nèi)部的軟硬件，但是其軟硬件具有一定的不可靠性。硬件電子元件的硬件耐壓值和耐流值過低不能承受尖峰電壓脈動(dòng)的沖擊而被擊穿，就會(huì)影響繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全性和可靠性。由于繼電保護(hù)中的具體操作中的復(fù)雜性，軟件功能的不完善也是導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)生誤動(dòng)的原因之一。

1.4用戶繼電保護(hù)裝置應(yīng)用不規(guī)范

在水電站的建設(shè)中，繼電保護(hù)裝置應(yīng)用的不規(guī)范現(xiàn)象比較常見。在實(shí)際的操作中，CT二次接線極性接反、沒有對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行必要的維護(hù)、沒有對(duì)繼電保護(hù)裝置做相應(yīng)的檢查測試、繼電保護(hù)裝置服役時(shí)間超周期、采用單一電源供電方式等，都是不按設(shè)計(jì)要求操作而存在的安全隱患。如果平時(shí)對(duì)這些安全隱患不加以重視，當(dāng)險(xiǎn)情發(fā)生時(shí)，設(shè)備故障使保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)都會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。2015年3月7日，安徽省佛子嶺水電站6.3KV母線#8開關(guān)柜發(fā)生短路故障，由于繼電保護(hù)裝置未動(dòng)作，所有開關(guān)未及時(shí)跳閘切除故障， #2主變?cè)诖箅娏髯饔孟?，產(chǎn)生高溫導(dǎo)致高壓套管爆裂，引發(fā)變壓器失火，致使變壓器燒毀。經(jīng)過事故發(fā)生以后的調(diào)查和分析，造成這次事故擴(kuò)大的主要原因就是繼電保護(hù)裝置應(yīng)用不規(guī)范，平時(shí)缺乏檢查維護(hù)和校驗(yàn)、服役超周期、直流電源單一等原因致使繼電保護(hù)裝置拒動(dòng)。因此，在實(shí)際的建設(shè)和運(yùn)用中，一定要遵循相關(guān)的設(shè)計(jì)要求和維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行水電站繼電保護(hù)裝置的安裝和維護(hù)，才能夠有效的減少事故發(fā)生的概率。

1.5其他因素引發(fā)繼電保護(hù)誤動(dòng)

水電站的設(shè)備有一部分處于室外，極端的天氣情況都會(huì)對(duì)繼電保護(hù)裝置的安全性和可靠性產(chǎn)生影響。小鳥和老鼠等小動(dòng)物也會(huì)對(duì)繼電裝置準(zhǔn)確性和安全性產(chǎn)生影響，在生產(chǎn)建設(shè)中一定要配置相關(guān)的防護(hù)設(shè)備，只有這樣才能提升繼電保護(hù)裝置的安全性和可靠性。

2、水電站繼電保護(hù)裝置安全風(fēng)險(xiǎn)改進(jìn)措施探討

2.1健全繼電保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)安全管理機(jī)制

筆者從事水電站發(fā)電運(yùn)行現(xiàn)場管理工作多年，從水電站繼電保護(hù)安全管理制度的落實(shí)情況來看，主要存在以下三個(gè)方面的問題：繼電保護(hù)安全管理制度流于形式化，安全管理落空；從領(lǐng)導(dǎo)到基層，存在思想懈怠的現(xiàn)象，心存僥幸心理，對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的安裝、維護(hù)和管理沒有落實(shí)到位；繼電保護(hù)系統(tǒng)沒有技術(shù)更新和運(yùn)行維護(hù)，繼電保護(hù)系統(tǒng)通常是安裝好之后便無人問津，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置缺乏維護(hù)。

上述問題大大增加了繼電保護(hù)系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)，因此，必須采取一定的安全管理措施來降低繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。水電站系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)安全可靠地工作，首先從風(fēng)險(xiǎn)管理制度上入手，建立健全的風(fēng)險(xiǎn)管理制度，從繼電保護(hù)元器件的采購、安裝、調(diào)試、使用，到后期的設(shè)備維護(hù)、維修、技術(shù)工人的交接班等，都必須制定詳盡全面的安全規(guī)章管理制度，盡可能的將繼電保護(hù)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)降至最低，從而提高繼電保護(hù)系統(tǒng)安全性和可靠性。

2.2 完善和落實(shí)繼電保護(hù)的安全管理措施

為確保繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行，需要從以下幾個(gè)方面加強(qiáng)安全管理措施：

（1）繼電保護(hù)裝置跳閘以后，工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)跳閘的起因進(jìn)行全方位的剖析，充分考慮各種因素，得出一個(gè)確切的調(diào)查結(jié)論。此外，要充分掌握繼電保護(hù)裝置其他保護(hù)動(dòng)作的現(xiàn)狀，及時(shí)對(duì)保護(hù)動(dòng)作進(jìn)行復(fù)原，在電力系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行以后，還要將這次故障的詳細(xì)信息以書面記錄的形式保留下來，記錄應(yīng)當(dāng)包括故障的時(shí)間、部位、成因、類型以及具體的處理措施等基本信息。

（2）在操作繼電保護(hù)裝置方面，要規(guī)范操作人員的操作工藝和流程，非操作人員嚴(yán)禁對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行操作。對(duì)于保險(xiǎn)裝卸、開關(guān)切換及壓板接通轉(zhuǎn)換等權(quán)限進(jìn)行嚴(yán)格限制，需要具有相應(yīng)權(quán)限的工作人員才能進(jìn)行操作。

（3）發(fā)生在二次回路上的所有操作都要根據(jù)實(shí)際的設(shè)備規(guī)格，按照《電氣安全工作規(guī)程》的要求規(guī)范實(shí)施，同時(shí)還要經(jīng)常對(duì)水電站的二次設(shè)備進(jìn)行巡視檢查，一旦發(fā)生故障及時(shí)維修，保證繼電保護(hù)裝置的良好運(yùn)行狀態(tài)。

2.3重視和落實(shí)繼電保護(hù)技術(shù)安全措施

要降低繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，切實(shí)提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全，還必須要從技術(shù)角度落實(shí)繼電保護(hù)的運(yùn)行安全。結(jié)合繼電保護(hù)系統(tǒng)常見的誤動(dòng)作或失效的原因，有針對(duì)性的加以技術(shù)改造，例如，變壓器增加縱差動(dòng)保護(hù)，可提高繼電保護(hù)裝置的可靠性；變壓器差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)配置在同一裝置中，增大了保護(hù)拒動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，必須獨(dú)立設(shè)置；再如，CT二次回路要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求接線，這些技術(shù)細(xì)節(jié)都能夠降低繼電保護(hù)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，提高其運(yùn)行的安全性和可靠性。

2.4重視繼電保護(hù)技術(shù)人員的配置和培訓(xùn)

繼電保護(hù)系統(tǒng)安全穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，離不開技術(shù)人員的支持，因此，加強(qiáng)對(duì)技術(shù)人員的培訓(xùn)工作，

系統(tǒng)地有針對(duì)性地開展繼電保護(hù)技術(shù)培訓(xùn)，針對(duì)常見的繼電保護(hù)誤動(dòng)或者失效原因進(jìn)行培訓(xùn)，采用老帶新、一對(duì)一等形式，切實(shí)提高繼電保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)人員的技術(shù)水平，從而在一定程度上也能夠降低繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

2.5提高繼電保護(hù)裝置產(chǎn)品的可靠性

實(shí)際中由于繼電保護(hù)裝置本身軟硬件缺陷導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)的實(shí)例很多，降低繼電保護(hù)安全風(fēng)險(xiǎn)的一個(gè)重要措施是繼電保護(hù)裝置生產(chǎn)廠家不斷完善繼電保護(hù)裝置的軟硬件，提高繼電保護(hù)裝置的整體可靠性。繼電保護(hù)配置雙重保護(hù)設(shè)備時(shí)，應(yīng)采用不同的生產(chǎn)廠家，以避免家族性缺陷。這些都是降低繼電保護(hù)安全風(fēng)險(xiǎn)的有效途徑。

3、結(jié)語

繼電保護(hù)是水電站建設(shè)和運(yùn)行中的一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，在實(shí)際操作運(yùn)用中必須要明確繼電保護(hù)存在的安全問題，針對(duì)這些問題進(jìn)行認(rèn)真分析，做到有效的規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。并且還要不斷的完善健全安全生產(chǎn)責(zé)任制度，加強(qiáng)水電站繼電保護(hù)裝置的技術(shù)革新力度，對(duì)相關(guān)繼電保護(hù)人員進(jìn)行合理的配置和必要的技術(shù)培訓(xùn)。只有這樣，繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的安全性和可靠性才能夠真正得到保障，才能不斷促進(jìn)水電站的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]許文彬.淺談電力系統(tǒng)繼電保護(hù)維護(hù)措施[J].中國科技信息，2012 （02）.

作者簡介：刁海友，男，1962年9月25日生，大學(xué)?？茖W(xué)歷，工程師，發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專業(yè)畢業(yè)，曾從事發(fā)電運(yùn)行、職工教育培訓(xùn)專職、安全專職等工作，現(xiàn)為安徽省佛子嶺水庫管理處安全生產(chǎn)管理專職。