發(fā)電廠繼電保護(hù)干擾因素及防范對策

杜偉

摘 要：發(fā)電廠繼電保護(hù)的主要功能是首先檢測電力系統(tǒng)的運(yùn)行信號，并針對異常信號發(fā)送告警，以保護(hù)設(shè)備和人員，實(shí)現(xiàn)隔離保護(hù)，減少損失，維護(hù)電氣設(shè)備安全運(yùn)行。發(fā)電廠繼電保護(hù)至關(guān)重要。當(dāng)前，人們要積極分析影響發(fā)電廠繼電保護(hù)的干擾因素，從系統(tǒng)改進(jìn)和日常管理的角度來控制相關(guān)干擾因素，促進(jìn)發(fā)電廠繼電保護(hù)裝置的智能升級，以保障發(fā)電廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠;繼電保護(hù);干擾因素;對策

中圖分類號：TM77文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2020）20-0104-03

Abstract： The main function of power plant relay protection is to first detect the operating signals of the power system and send alarms to abnormal signals to protect equipment and personnel， achieve isolation protection， reduce losses， and maintain safe operation of electrical equipment. Power plant relay protection is essential. At present， people should actively analyze the interference factors that affect the power plant relay protection， control related interference factors from the perspective of system improvement and daily management， and promote the intelligent upgrade of the power plant relay protection device to ensure the normal operation of the power plant.

Keywords： power plant;relay protection;interference factors;countermeasures

安全生產(chǎn)是電力工業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，而繼電保護(hù)裝置是確保發(fā)電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行的核心設(shè)備[1-3]。當(dāng)前，繼電保護(hù)技術(shù)被廣泛用于發(fā)電廠的安全生產(chǎn)中，它是保障發(fā)電廠安全生產(chǎn)的重要技術(shù)。但是，發(fā)電廠繼電器的保護(hù)會受到許多因素的影響，尤其是雷電、高頻等因素，它們可能會導(dǎo)致繼電器保護(hù)裝置發(fā)生故障[4-5]。因此，要加強(qiáng)對繼電器抗干擾因素的科學(xué)預(yù)防，最大限度地提高繼電保護(hù)的有效性。本文重點(diǎn)分析了繼電器保護(hù)裝置的干擾因素，然后探討了相關(guān)防范對策。

1 繼電保護(hù)裝置的作用

為了保障電源系統(tǒng)正常工作，人們要采用繼電保護(hù)技術(shù)。該技術(shù)可以在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時定位故障點(diǎn)，檢測相關(guān)問題并及時做出響應(yīng)。繼電保護(hù)裝置長期運(yùn)行安全，可以在控制范圍內(nèi)有效地執(zhí)行工作，穩(wěn)定性和安全性好，速度快，警惕性強(qiáng)[6-8]。它在電路維護(hù)中起著非常重要的作用，在出現(xiàn)問題后可以快速解決并提供保護(hù)。繼電保護(hù)裝置可以防止損壞其他部件并保持整體安全。此外，繼電保護(hù)裝置具有報警功能，如果電路出現(xiàn)問題，它可以迅速提醒相關(guān)人員，即使人員不在現(xiàn)場也可以進(jìn)行提前處理。對于發(fā)電廠來說，繼電保護(hù)技術(shù)主要用于監(jiān)視操作，如監(jiān)視設(shè)備的正常運(yùn)行。為了使這項(xiàng)技術(shù)發(fā)揮最大作用，人們要提高繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行效率。

2 繼電保護(hù)的流程與目的

2.1 繼電保護(hù)流程

當(dāng)前，繼電保護(hù)裝置的工作流程主要包括測量、邏輯和執(zhí)行三部分，如圖1所示。繼電保護(hù)流程能夠有效保護(hù)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，系統(tǒng)各部分有效協(xié)作，有效降低事故風(fēng)險和危害。在實(shí)際操作中，由于傳感器的作用，人們可以將輸出信號與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，以確定測量精度。比較完成后，信號將從傳感器傳輸發(fā)送到電能輔助部分。邏輯部分對信號的內(nèi)容進(jìn)行邏輯分析，然后確定解并將其發(fā)送到執(zhí)行部分，最終輸出信號解決方案。

2.2 繼電保護(hù)目的

一旦發(fā)電廠的電氣系統(tǒng)發(fā)生短路，會產(chǎn)生很大的短路電流，系統(tǒng)電壓會大大降低。短路電流會大大降低設(shè)備電壓，影響電力生產(chǎn)和電源質(zhì)量，造成電力事故，威脅人民的生命財產(chǎn)安全;短路電流可能會燒毀系統(tǒng)設(shè)備，影響發(fā)電廠的正常生產(chǎn)運(yùn)行;短路電流通過無缺陷設(shè)備時會燃燒絕緣零件，縮短設(shè)備使用壽命;短路電流導(dǎo)致電壓減小，降低了發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，發(fā)電設(shè)備可能出現(xiàn)振動，導(dǎo)致整個發(fā)電系統(tǒng)崩潰，損壞發(fā)電設(shè)備并造成經(jīng)濟(jì)損失。因此，發(fā)電廠要安裝繼電保護(hù)裝置，控制、減小和避免損害。

3 發(fā)電廠繼電保護(hù)的干擾因素

3.1 高頻因素

如果隔離開關(guān)操作速度太慢，電氣系統(tǒng)的電擊會導(dǎo)致電弧旁路，執(zhí)行電壓操作時會產(chǎn)生高頻電流。高頻因素可能造成繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)故障，嚴(yán)重影響其安全運(yùn)行。高頻電流通過總線時會產(chǎn)生強(qiáng)電場和磁場，干擾繼電保護(hù)裝置，導(dǎo)致操作邏輯和設(shè)備輸出出現(xiàn)故障，影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.2 天氣因素的干擾

許多因素會干擾電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。輕微干擾不會影響電氣系統(tǒng)的安全性和可靠性，但是嚴(yán)重干擾會直接破壞電氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。許多變電站位于相對偏僻的地理位置，可以避開人群，降低人身安全威脅，但是容易遭受閃電等自然災(zāi)害的破壞。在變電站的布局中，技術(shù)人員經(jīng)常利用接地線的高阻抗特性來調(diào)整布線，以提高變電站的抗雷擊能力。但是，當(dāng)雷暴襲擊變電站時，電流將達(dá)到設(shè)計(jì)值，在高頻情況下，如果技術(shù)人員無法及時找到故障點(diǎn)，繼電保護(hù)將失去直接保護(hù)作用。如果變電站的瞬變電勢異常增加，則繼電保護(hù)裝置將會錯誤運(yùn)行，電路將無法有效地控制回路，最終會損壞設(shè)備。

3.3 輻射干擾

隨著智能化和聯(lián)網(wǎng)電場建設(shè)的推進(jìn)，移動通信設(shè)備被廣泛用于發(fā)電廠，造成特定的輻射干擾。通信設(shè)備工作環(huán)境不可避免地會形成磁場，影響繼電保護(hù)裝置的正常工作，造成繼電保護(hù)裝置故障，導(dǎo)致很大的經(jīng)濟(jì)損失。在輻射干擾的影響下，動態(tài)變化的磁場連接到繼電器。在電氣保護(hù)裝置的電路中，繼電保護(hù)動作失敗，繼電保護(hù)裝置失敗。因此，在發(fā)電廠安裝移動通信設(shè)備時，建議采取科學(xué)措施降低輻射干擾的強(qiáng)度。

3.4 人為因素

人員方面，如果操作人員缺乏扎實(shí)的專業(yè)知識，不能熟練地閱讀圖紙，會導(dǎo)致繼電保護(hù)設(shè)備發(fā)生故障或破壞;設(shè)備方面，由于經(jīng)濟(jì)拮據(jù)，當(dāng)某些電力設(shè)備需要維修和更換時，工具和附件不足，導(dǎo)致繼電器保護(hù)問題而無法解決，電力系統(tǒng)存在安全風(fēng)險;軟件方面，繼電保護(hù)裝置的相關(guān)系統(tǒng)相對落后，可操作性差，潛存安全隱患。

4 發(fā)電廠繼電保護(hù)干擾因素的防范對策

4.1 優(yōu)化繼電保護(hù)管理環(huán)境，建立繼電保護(hù)制度

為了使繼電保護(hù)裝置更好地工作，發(fā)電廠必須不斷改進(jìn)繼電保護(hù)系統(tǒng)，優(yōu)化管理環(huán)境，不斷提高運(yùn)行效率。首先，必須不斷完善管理體系，提升管理效率，明確繼電保護(hù)裝置各個環(huán)節(jié)的負(fù)責(zé)人，使每個人做好本職工作。其次，要注意整個系統(tǒng)的質(zhì)量，協(xié)同推進(jìn)，保證繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行質(zhì)量。最后，要加強(qiáng)員工教育和培訓(xùn)，做好繼電保護(hù)防干擾因素的防范工作。

4.2 完善直流回路，降低設(shè)備干擾

如果繼電保護(hù)裝置工作期間斷開直流電路的電感器，則可以將續(xù)流電路重新安裝在原始設(shè)備中。在電感器被阻塞后，電磁場釋放得更快，衰減率加快。其間要在電感器周圍連接相關(guān)數(shù)據(jù)環(huán)路，即使在電感器被阻塞時，也可以通過發(fā)射電流來避免干擾。另外，根據(jù)電勢增加和地面網(wǎng)絡(luò)不同而產(chǎn)生的干擾，可以使用密集網(wǎng)絡(luò)，在地面網(wǎng)絡(luò)中安裝一些接地棒，改變地面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。人們要采用合理的設(shè)備進(jìn)行接地，降低接地阻抗，最大程度地減少干擾。

4.3 降低接地電阻，完善接地措施

為了減少瞬態(tài)電勢差對供電系統(tǒng)的影響，技術(shù)人員有必要在供電系統(tǒng)工作時減小主設(shè)備的電阻，以提高繼電保護(hù)裝置的靈敏度。避雷器、電流和電壓互感器等設(shè)備可以連接在一起，形成低電阻的接地網(wǎng)，有效地控制電流，減小電位差。在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，接地網(wǎng)絡(luò)始終確保電勢相同，以便在電流變化時及時調(diào)整繼電器的傳輸設(shè)備和保護(hù)裝置。具體的補(bǔ)救措施包括：將濾波器用于次級接地，將銅屏蔽接地棒用于高頻電纜的屏蔽層。二者可以顯著提高繼電保護(hù)裝置的性能。

4.4 實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)絡(luò)管理

人工智能技術(shù)在許多領(lǐng)域都取得優(yōu)異的應(yīng)用效果，為工業(yè)生產(chǎn)提供極為實(shí)用的管理模式，有必要積極研究和推廣智能電網(wǎng)管理方法和繼電保護(hù)方法。目前，繼電保護(hù)只能在安裝位置提供電氣保護(hù)，建議使用智能電網(wǎng)連接散布在周圍的繼電保護(hù)設(shè)備，及早發(fā)現(xiàn)并隔離故障組件，以最大程度地減少故障的影響范圍。智能網(wǎng)絡(luò)可以解決數(shù)據(jù)傳輸問題，限制繼電保護(hù)的有效性，形成智能控制網(wǎng)絡(luò)。

4.5 強(qiáng)化人員技術(shù)水平，合理配置繼電保護(hù)系統(tǒng)

繼電保護(hù)系統(tǒng)的合理配置對技術(shù)人員的能力提出很高的要求。因此，發(fā)電廠要大力提升人才素質(zhì)，以合理配置繼電保護(hù)系統(tǒng)。一是加強(qiáng)教育和培訓(xùn)，提高繼電保護(hù)技術(shù)人員的專業(yè)防護(hù)水平，更好地適應(yīng)工作環(huán)境，提升繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行效率;二是大力引進(jìn)人才，特別是高素質(zhì)人才，為了繼電保護(hù)系統(tǒng)優(yōu)化提供扎實(shí)的人才支撐。三是建立完善的考核體系，提升員工福利和待遇，將考核結(jié)果直接與工作晉升相聯(lián)系。

4.6 對二次設(shè)備進(jìn)行檢測

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的革新，我國微型計(jì)算機(jī)設(shè)備發(fā)展迅速，為二次設(shè)備檢測提供有效的設(shè)備支持。在輔助設(shè)備的測試過程中，有必要仔細(xì)分析繼電保護(hù)設(shè)備的特性，增加自動微機(jī)檢測程序，有效地安裝各種部件和設(shè)備。在設(shè)備管理過程中，設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)必須與微型計(jì)算機(jī)的在線監(jiān)視和診斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)緊密集成。此外，要不斷改進(jìn)技術(shù)檢測方法，加強(qiáng)設(shè)備檢查。

4.7 注重低壓線路保護(hù)

目前，中國一般采用10 kV作為電壓等級標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)適用于農(nóng)村輸配電網(wǎng)和城市輸配電網(wǎng)，但是缺乏一致性。一線員工難以合理確定同一線路在不同情況下可以承受的最大電壓值，難以根據(jù)最大電壓值進(jìn)行配置，保證配電網(wǎng)的正常運(yùn)行。因此，應(yīng)加強(qiáng)對發(fā)電廠繼電保護(hù)中低壓線路的研究，科學(xué)配置輸出電壓值，以盡可能滿足電力保護(hù)系統(tǒng)的電壓配置要求。

5 結(jié)語

繼電保護(hù)系統(tǒng)的合理配置是確保發(fā)電廠安全可靠運(yùn)行的重要手段。繼電保護(hù)操作受到許多因素的影響，易出現(xiàn)故障。發(fā)電廠要不斷優(yōu)化內(nèi)部和外部環(huán)境條件，合理配置繼電保護(hù)系統(tǒng)，同時加強(qiáng)電氣設(shè)備運(yùn)行管理，提升繼電保護(hù)技術(shù)人員的技術(shù)水平，最終保證繼電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。

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