水電廠繼電保護(hù)裝置的改進(jìn)措施分析

摘要：水電廠是通過將湍急、流速快、水流量大的河流在運動過程中的動能和勢能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再將機(jī)械能通過發(fā)電裝置轉(zhuǎn)化為電能，而在電能轉(zhuǎn)化過程中，繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵部分。水電廠是龐大的電力系統(tǒng)，從源頭資源的輸入到目標(biāo)資源的輸出，體現(xiàn)著水電廠所蘊(yùn)藏的能量，對其改造和更新是巨大、艱難的過程。

關(guān)鍵詞：水電廠；繼電保護(hù)裝置；電力系統(tǒng)；通訊數(shù)據(jù)；技術(shù)人員培訓(xùn) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM774 文章編號：1009-2374（2015）23-0029-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.016

隨著工業(yè)化、現(xiàn)代化的迅速發(fā)展，水電廠的供電壓力越來越大，而在此種壓力之下的供電系統(tǒng)中，各功能區(qū)域的隱患問題也隨時間而逐漸被放大。繼電保護(hù)裝置作為供電系統(tǒng)中的重要部分，對其進(jìn)行更新改造，確保整個電力系統(tǒng)正常運行的任務(wù)迫在眉睫。繼電保護(hù)裝置改進(jìn)措施中涉及的老化原件拆除、預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)安裝、計算機(jī)通訊技術(shù)的運用、技術(shù)人員的培訓(xùn)等都是改造的創(chuàng)新內(nèi)容，確保在水電廠的發(fā)電狀態(tài)下，既有硬件設(shè)備的安全有序運轉(zhuǎn)，又有專業(yè)人員的嚴(yán)格檢測，使整個發(fā)電、供電系統(tǒng)穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)，從而為人們的生活提供電力保障。

1 保護(hù)裝置中涉及的電力元件

1.1 發(fā)電機(jī)

發(fā)電機(jī)內(nèi)部主要有定子線圈、鐵芯、水渦輪等，與通風(fēng)系統(tǒng)配合，進(jìn)行發(fā)電。作為發(fā)電機(jī)運轉(zhuǎn)的主要動力，通風(fēng)系統(tǒng)的改造是十分必要的，首先要實現(xiàn)水輪機(jī)輸水量的提高，在電壓不變的情況下，要增大勵磁電流來增加水容量。而發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)方式有封閉式自循環(huán)風(fēng)扇方式，在發(fā)電機(jī)工作時間長久后，其原件表面的污垢會漸漸堆積，致使散熱困難。這樣的后果是使封閉式自循環(huán)風(fēng)扇系統(tǒng)的絕緣體老化、性能降低，影響整個發(fā)電裝置的正常發(fā)電。因此，對其改造和更新的主要措施主要如下：

盡可能地減少發(fā)電機(jī)中通風(fēng)系統(tǒng)的裝置元素，簡化電路結(jié)構(gòu)。例如對擋風(fēng)板的拆除，此時發(fā)電機(jī)通風(fēng)部分會將一部分的通風(fēng)送入冷卻器，而另一部分被送入風(fēng)斗后再進(jìn)入冷卻器，不僅增加了進(jìn)風(fēng)量，還保證了原件表面的清潔，促進(jìn)發(fā)電機(jī)正常發(fā)電。

改變鐵芯的固有形態(tài)，縮短鐵芯段長和段間長，增加其段數(shù)，這樣的變化能夠使散熱面積擴(kuò)大。在發(fā)電機(jī)不斷運行的過程中，如果不及時散熱，內(nèi)部原件因為長期運轉(zhuǎn)，且具有一定封閉性，溫度上升得會越來越快，加大對其他原件的損耗和老化，一定時間段后會對整個發(fā)電機(jī)組的工作造成損害，也影響水電廠的正常

工作。

1.2 線路

水電廠線路改進(jìn)主要針對的是對其母線的改進(jìn)，工業(yè)化的發(fā)展導(dǎo)致水電廠供電量急劇上升，越來越多新型的、建筑設(shè)備的需電量越來越大，母線所承擔(dān)的電流量也越來越與需求量相違背，因此應(yīng)適當(dāng)增加母線的供電伏數(shù)，利用多個電源一起供電。除了對母線的改進(jìn)，還有一個不可忽視的問題則是對母線的保護(hù)。母線的保護(hù)過程中，使用雙母線來提高供電量和確保電路的供電安全，并摘除已經(jīng)發(fā)生故障的母線。線路的存在一定是分布在各個環(huán)節(jié)之內(nèi)的，在繼電保護(hù)裝置中的線路更新和線路改造一定要在進(jìn)行充分的計算和測量后進(jìn)行。

2 改進(jìn)措施

2.1 電力系統(tǒng)中的“除舊換新”

隨著時間的推移，電力系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中存在原件配合的問題，會發(fā)生磨損、老化、故障等一系列隱患結(jié)果。例如母線的老化，如果不將其進(jìn)行及時的改造和摘除，母線承受的巨大電量在傳輸過程中會給其他部件帶來消極影響，其他部件會跟隨著母線一起繼續(xù)惡化，最終整個系統(tǒng)也會受到影響。

又比如發(fā)電系統(tǒng)中，風(fēng)扇系統(tǒng)的老化也會造成通風(fēng)受阻，風(fēng)扇系統(tǒng)的老化不僅是部件使用時間長久而產(chǎn)生的退化，而且會基于通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計不合理，加上時間的損耗，從而導(dǎo)致其他物質(zhì)積攢在原件表面，增加了通風(fēng)系統(tǒng)的熱量導(dǎo)致的設(shè)備壽命減短現(xiàn)象。因此，“除舊換新”不僅僅是對老化的原件進(jìn)行更新，還要注重每個部件設(shè)計方位和數(shù)量是否仍適應(yīng)如今的供電狀況，確定后進(jìn)行及時改裝。

2.2 保護(hù)裝置的預(yù)警預(yù)報

水電廠繼電保護(hù)裝置就是為了最大程度化地防止故障出現(xiàn)時所產(chǎn)生的短路等危險性后果，確保在故障發(fā)生的時候通過跳閘、自動斷電等方式來保護(hù)整個系統(tǒng)的完好。自動監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，使快捷精準(zhǔn)的防護(hù)措施運用在各個設(shè)備中，預(yù)警系統(tǒng)在水電廠繼電保護(hù)裝置中的運用是非常迫切的。

水電廠從機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)化過程中，其中任一個環(huán)節(jié)的失誤都會影響整個發(fā)電裝置的運行。在每個環(huán)節(jié)的每個細(xì)節(jié)處均安置預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)，便會避免發(fā)電裝置癱瘓的局面。如在某個通風(fēng)冷凝器上安置預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)，當(dāng)冷凝器受到某些原因而發(fā)熱的情況，預(yù)警系統(tǒng)便會通過聲音預(yù)警或光報警來告知此處有異情。在監(jiān)控中心，工作人員能夠很快得知具體的異情點，并前去檢查維修，該裝置具有及時精準(zhǔn)的特性，保障了系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，避免了跳閘后再去定位和檢測問題。

2.3 通訊數(shù)據(jù)分析在保護(hù)裝置中的運用

通訊技術(shù)是現(xiàn)代化進(jìn)步的標(biāo)志之一，水電廠對其的應(yīng)用也將越來越明顯。通訊技術(shù)分為通訊數(shù)據(jù)的收集和分析，放在繼電保護(hù)裝置中，則可具體體現(xiàn)為發(fā)電速度、發(fā)電量的檢測，發(fā)電系統(tǒng)中水量傳輸和電力傳輸?shù)母黝悇e數(shù)據(jù)收集整理。對各個細(xì)節(jié)的數(shù)據(jù)都進(jìn)行檢測、歸納、整理，自動地計算出各個部件工作的數(shù)據(jù)。技術(shù)人員可以據(jù)此來得知電力系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)是否在安全標(biāo)準(zhǔn)之下，從而能及時精準(zhǔn)地查看整個系統(tǒng)中哪個環(huán)節(jié)正處于不正常工作之中，并及時進(jìn)行維護(hù)。

在數(shù)據(jù)收集整理的同時，計算機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)也能與其配合，從而對整個繼電保護(hù)裝置系統(tǒng)進(jìn)行安全性檢測。

2.4 專業(yè)人員培訓(xùn)

電子信息化的大發(fā)展使得人員的參與度越來越低，在水電廠這個龐大的系統(tǒng)中仍然不能缺少專業(yè)性的技術(shù)人才，人才的培訓(xùn)才能促進(jìn)水電廠的改造進(jìn)步。繼電保護(hù)裝置的運行更是需要大批的專業(yè)性高素質(zhì)人才來進(jìn)行監(jiān)測和改造，專業(yè)人員培訓(xùn)是對原有的技術(shù)人員進(jìn)行思想和技術(shù)上的深化。思想上要加強(qiáng)凝聚力，技術(shù)上的培訓(xùn)則要分批分類，水電廠具有龐大系統(tǒng)，從水利到電力分布著大大小小的部門，每一個工作人員屬于不同的體系，對他們在技術(shù)上的加深是不盡相同的，但也要注重其人員不僅在專業(yè)上刻苦勤奮，更要把研究成果運用到實際操作中，能夠帶給整個裝置實際意義。

3 結(jié)語

水電廠不僅影響著人類的生活，在水電能量轉(zhuǎn)化的實現(xiàn)中也是對生態(tài)能源的充分運用。而人類生活改善的基礎(chǔ)，少不了繼電保護(hù)裝置的改善，因為它確保了水電廠的正常運轉(zhuǎn)，也是間接地確保了人類生活的正常運轉(zhuǎn)。繼電保護(hù)裝置的研究是一個具有持續(xù)性和延續(xù)性的過程，不管是發(fā)電機(jī)的改造、線路的更新，還是電力系統(tǒng)的后期監(jiān)測，這些處于繼電保護(hù)裝置中的各個細(xì)小的部件，卻時時刻刻發(fā)揮著其本身所固有的巨大價值，對其細(xì)致性的探究活動不可推卸。

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作者簡介：李擁軍（1970-），男，供職于湖南東江水力發(fā)電廠，研究方向：水電技術(shù)管理及檢修。

（責(zé)任編輯：周 瓊）