簡(jiǎn)析水力發(fā)電站繼電保護(hù)裝置的技術(shù)管理

徐寶琨

（甘肅電投大容電力有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 700030）

隨著時(shí)代的變遷，城市化的進(jìn)程日益加快，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，電力資源越來越成為人們生活中不可或缺的重要因素。電網(wǎng)系統(tǒng)是負(fù)責(zé)發(fā)電供電的中心樞紐，是保障社會(huì)生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ畹闹匾O(shè)施，電網(wǎng)系統(tǒng)的性能與技術(shù)水平，從某種程度而言，也對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和行業(yè)的進(jìn)步起到了一定影響。在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)裝置是保障其穩(wěn)定安全運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備，因此改進(jìn)優(yōu)化繼電保護(hù)裝置的技術(shù)管理，可使電力系統(tǒng)的性能有質(zhì)的提升，也為保障人們的正常生活與社會(huì)的安定繁榮做出了一定貢獻(xiàn)?；诖?，文章對(duì)水力發(fā)電站繼電保護(hù)裝置的技術(shù)管理，做了詳細(xì)深刻的論述。

1 我國繼電保護(hù)裝置的發(fā)展概述

我國從研究晶體管繼電保護(hù)技術(shù)至今，已有五六十年的發(fā)展歷史。目前的技術(shù)已經(jīng)十分的先進(jìn)成熟，并在各行各業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用。從集成電路的保護(hù)技術(shù)慢慢取代了晶體管，一直到2000年之前，都在市場(chǎng)上占領(lǐng)著主導(dǎo)地位。 與主設(shè)備保護(hù)有關(guān)的技術(shù)，包括發(fā)電機(jī)與變壓器組保護(hù)、微機(jī)線路保護(hù)、水利發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)等都得以快速地發(fā)展，也使功能相對(duì)完整的繼電保護(hù)裝置初具雛形。通過對(duì)微機(jī)保護(hù)裝置的持續(xù)深入研究，幾代人的不懈努力與堅(jiān)持，收獲了豐碩的成果。繼電保護(hù)裝置也正式邁進(jìn)微機(jī)時(shí)代。目前在大數(shù)據(jù)的趨勢(shì)下，微機(jī)保護(hù)裝置的發(fā)展也面臨著挑戰(zhàn)和機(jī)遇，向網(wǎng)絡(luò)化與智能化的方向過渡，繼電保護(hù)裝置的技術(shù)發(fā)展與更新，也為電力系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。

2 加強(qiáng)水力發(fā)電站繼電保護(hù)裝置維護(hù)的重要性

近些年來，水力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展越來越快，也帶動(dòng)了水電站工程的快速發(fā)展。水力發(fā)電站是電網(wǎng)系統(tǒng)的重中之重，其安全可靠運(yùn)行是電網(wǎng)系統(tǒng)充分發(fā)揮潛能的重要基礎(chǔ)。而繼電保護(hù)裝置是保障電力系統(tǒng)及其設(shè)備正常工作的主要裝置。水力發(fā)電站繼電保護(hù)裝置的關(guān)鍵作用之一是在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，快速準(zhǔn)確地判斷出故障點(diǎn)，并將故障設(shè)備暫時(shí)屏蔽，以防止其影響系統(tǒng)內(nèi)其他設(shè)備的工作。繼電保護(hù)裝置還可以及時(shí)反映出電力設(shè)備的異常狀況，并根據(jù)程序預(yù)設(shè)的判斷條件，執(zhí)行相應(yīng)的操作或是發(fā)出報(bào)警信號(hào)。繼電保護(hù)裝置會(huì)根據(jù)故障的等級(jí)與危害程度分析響應(yīng)的時(shí)間，以免造成不必要的系統(tǒng)停機(jī)。一旦繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)故障無法正常工作，對(duì)電力系統(tǒng)的影響與破壞難以估量。因此，確保水力發(fā)電站繼電保護(hù)裝置穩(wěn)定安全的運(yùn)行是很重要的任務(wù)，有效措施是持續(xù)加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行維護(hù)管理。

3 水力發(fā)電機(jī)站中繼電保護(hù)的情況概述

3.1 繼電保護(hù)的任務(wù)

繼電保護(hù)裝置的最本質(zhì)最重要的任務(wù)是保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的安全。當(dāng)水力發(fā)電站內(nèi)的發(fā)電機(jī)組或變壓器等設(shè)備出現(xiàn)短路或過載等異常狀況時(shí)，繼電保護(hù)裝置會(huì)快速精準(zhǔn)地切除故障，確保無故障設(shè)備繼續(xù)正常工作，將故障的影響控制在最小的范圍之內(nèi)。另外，當(dāng)異常狀況發(fā)生時(shí)，繼電保護(hù)裝置自動(dòng)發(fā)出警告信號(hào)，第一時(shí)間通知現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控人員進(jìn)行處理；若發(fā)電機(jī)組狀況正常，繼電保護(hù)裝置也會(huì)嚴(yán)格監(jiān)控全部設(shè)備及電氣元件的工作情況，確保水力發(fā)電站的正常運(yùn)行。

3.2 繼電保護(hù)裝置的主要特點(diǎn)

繼電保護(hù)裝置有其自身的特點(diǎn)，主要可分為幾大方面：繼電保護(hù)裝置隸屬于智能化裝置的范疇，主機(jī)控制器是高存儲(chǔ)量高處理速度的數(shù)字信號(hào)處理器；具有豐富的與上位機(jī)或其他外圍設(shè)備通信的接口，單機(jī)可獨(dú)立運(yùn)行；操作及日常的檢修維護(hù)簡(jiǎn)單方便，且具備完善的自我診斷功能；繼電保護(hù)裝置大多由晶閘管、二極管等電子元件組成，電流、電壓等電信號(hào)可直接輸出，方便測(cè)量與控制。

3.3 繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行維護(hù)原則

繼電保護(hù)裝置既然是水力發(fā)電站中的安全設(shè)備，就需要將其性能最大程度地發(fā)揮出來，也需要確保裝置自身的運(yùn)行正常且良好，實(shí)現(xiàn)以上兩點(diǎn)，對(duì)裝置進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)是行之有效的措施。在實(shí)際的裝置維護(hù)工作中，確保水力發(fā)電站正常穩(wěn)定運(yùn)行、不會(huì)突發(fā)停電斷電的狀況是運(yùn)行維護(hù)最重要最核心的原則。因此，繼電保護(hù)裝置維護(hù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)其具體的工作情況制定檢修計(jì)劃，安排檢修、保養(yǎng)和檢測(cè)工作，確保繼電保護(hù)裝置可以持續(xù)長(zhǎng)久地對(duì)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。

3.4 繼電保護(hù)的要求

繼電保護(hù)裝置的要求主要包括幾大方面：

（1）選擇性：若水力發(fā)電站系統(tǒng)發(fā)生故障，繼電保護(hù)裝置需要第一時(shí)間準(zhǔn)確高效地屏蔽故障元件，并立即斷開故障點(diǎn)周邊的斷路器，為確保無故障的設(shè)備繼續(xù)正常工作；

（2）可靠性：對(duì)于安全保護(hù)裝置而言，可靠性是最基本最重要的要求之一。若繼電保護(hù)裝置的可靠性不達(dá)標(biāo)，不但無法保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，甚至還有將故障進(jìn)一步惡化的風(fēng)險(xiǎn)。 若要提高繼電保護(hù)裝置的可靠性，需要確保裝置的整定計(jì)算科學(xué)準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)原理符合要求，理論上可行，裝置內(nèi)各個(gè)電子元件的選型規(guī)范且有質(zhì)量與品牌的保證。做到以上幾點(diǎn)，繼電保護(hù)裝置的可靠性會(huì)大大提升。

（3）靈敏性：靈敏系數(shù)是評(píng)估繼電保護(hù)裝置靈敏度的重要指標(biāo)，無論是何種性質(zhì)、何處位置的短路故障，都不允許出現(xiàn)保護(hù)裝置拒絕動(dòng)作的狀況，若故障發(fā)生在保護(hù)范圍之外，也不允許出現(xiàn)誤動(dòng)作，否則后果不堪設(shè)想。

（4）速動(dòng)性：速動(dòng)性指繼電保護(hù)裝置切除故障的速度，是其保護(hù)能力的重要體現(xiàn)。切除故障的時(shí)間越短越好，對(duì)整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的影響就越小，也會(huì)減小電氣元件受損的概率。

3.5 繼電保護(hù)裝置的內(nèi)容

繼電保護(hù)裝置是水力發(fā)電站的必備設(shè)備之一，但不同的水力發(fā)電站，其繼電保護(hù)裝置的內(nèi)容也不盡相同，但以下幾種繼電保護(hù)裝置是需要都具備的：

（1）線路保護(hù)裝置：主要有一段式、二段式和三段式電流保護(hù)，作用不盡相同。一段式主要負(fù)責(zé)速斷電流保護(hù)，二段式則側(cè)重限時(shí)電流保護(hù)，三段式主要用于過電流保護(hù)。

（2）主變保護(hù)裝置：主變保護(hù)裝置包括主保護(hù)和后備保護(hù)，主保護(hù)的功能包括重瓦斯及差動(dòng)保護(hù)，后備保護(hù)則主要負(fù)責(zé)過載保護(hù)等。

（3）發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置：主要負(fù)責(zé)發(fā)動(dòng)機(jī)的主電路及過電流、過電壓等過載保護(hù)。

4 水力發(fā)電站繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行與維護(hù)措施

4.1 做好規(guī)劃，確保運(yùn)行維護(hù)工作有序開展

水力發(fā)電站的繼電保護(hù)裝置是保障其安全可靠運(yùn)行并正常發(fā)電的核心設(shè)備，做好其運(yùn)行維護(hù)工作至關(guān)重要。由于該項(xiàng)工作復(fù)雜繁瑣，涉及到的主客觀因素較多，目前還未形成非常完善且普遍適用的繼電保護(hù)裝置運(yùn)行維護(hù)管理體系。因此更需要提前做好全局部署規(guī)劃，并將每一部分的任務(wù)逐層細(xì)分到運(yùn)行維護(hù)的細(xì)節(jié)中，根據(jù)實(shí)際的維護(hù)效果，不斷吸取經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)總結(jié)并調(diào)整策略，逐漸提高繼電保護(hù)裝置的維護(hù)管理能力，為水力發(fā)電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。

4.2 采取科學(xué)高效的運(yùn)行維護(hù)措施

科學(xué)合理的運(yùn)行維護(hù)措施是繼電裝備充分發(fā)揮保護(hù)作用的重要基礎(chǔ)，主要包括幾大方面：

（1）發(fā)電站值守人員應(yīng)定時(shí)巡查繼電保護(hù)裝置，若有異常立刻處理，并做好相關(guān)設(shè)備及電氣元件的工作記錄。

（2）現(xiàn)場(chǎng)值守人員的工作職責(zé)和權(quán)限要有明確的規(guī)定與考核要求，若繼電保護(hù)裝置的故障嚴(yán)重，需要專業(yè)的技術(shù)人員判斷處理，出于安全的考慮，僅允許現(xiàn)場(chǎng)值守人員做一些常規(guī)的維護(hù)維修工作，包括通斷壓板、切換開關(guān)、裝卸保險(xiǎn)絲等，操作的步驟需要嚴(yán)格遵守電力安全操作手冊(cè)的要求。

（3）做好繼電保護(hù)裝置的清潔保養(yǎng)工作，要求現(xiàn)場(chǎng)不得少于兩人且必須共同清掃，清掃過程務(wù)必注意與帶電設(shè)備始終保持安全距離，避免出現(xiàn)誤碰帶電元件并觸電的危險(xiǎn)。

（4）對(duì)微機(jī)保護(hù)的電壓、電流等關(guān)鍵性的工作數(shù)據(jù)，每周進(jìn)行采樣與記錄，并每月查看微機(jī)保護(hù)的打印機(jī)情況，若有異常及時(shí)匯報(bào)并處理。

（5）定期檢查繼電保護(hù)裝置的電氣元件、接線等情況是否正常，主要包括：檢查二次設(shè)備電氣元件的銘牌信息，是否完整齊備；開關(guān)按鈕的動(dòng)作是否靈活； 接觸點(diǎn)有無燒傷痕跡；控制室指示燈及儀表顯示是否正常；配電線路是否存在松動(dòng)等。

4.3 加強(qiáng)檢修人員培訓(xùn)力度

定期對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢修人員進(jìn)行培訓(xùn)及安全教育，牢牢樹立檢修人員的責(zé)任、安全和質(zhì)量意識(shí)，培養(yǎng)強(qiáng)烈的使命感與風(fēng)險(xiǎn)觀念，并對(duì)培訓(xùn)的結(jié)果進(jìn)行考評(píng)，充分調(diào)動(dòng)檢修人員的工作主動(dòng)性，提升他們的業(yè)務(wù)能力和技能水平，為繼電保護(hù)裝置安全可靠運(yùn)行提供完備充足的技術(shù)保障。

5 水電站繼電保護(hù)裝置的技術(shù)管理

繼電保護(hù)裝置是保障水力發(fā)電站正常發(fā)電的關(guān)鍵設(shè)備，其性能與可靠性一方面由電氣設(shè)計(jì)決定，另一方面則取決于日常的維護(hù)保養(yǎng)，即設(shè)備的技術(shù)管理起到了重要的作用。 水力發(fā)電站繼電保護(hù)裝置的技術(shù)管理主要包括：

（1）繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行管理。建立并完善崗位責(zé)任制度，將具體責(zé)任落實(shí)到現(xiàn)場(chǎng)值班的每位工作人員，實(shí)現(xiàn)責(zé)任到崗到人的目標(biāo)。

（2）繼電保護(hù)裝置的維護(hù)維修。水力發(fā)電站現(xiàn)場(chǎng)檢修人員需要按照操作說明書對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行定期的保養(yǎng)和檢修，并做好詳細(xì)的記錄以備查閱。 主要包括：各個(gè)電氣元件的銘牌信息是否完整；開關(guān)與按鈕的動(dòng)作是否正常；接觸器的主回路接線點(diǎn)是否存在燒傷脫落的痕跡；主控制室內(nèi)的指示燈與光字牌等狀態(tài)顯示設(shè)備是最直觀地反映發(fā)電站有無故障發(fā)生的渠道，檢查其是否可以正常工作；電氣柜內(nèi)的繼電器與接線端子接線處是否牢固，若接觸不良有漏電的危險(xiǎn)；電流與電壓互感器的二次引線端子接線是否存在松動(dòng)等。

（3）繼電保護(hù)裝置的更新改造。隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，新的科學(xué)和技術(shù)發(fā)展迅速，相關(guān)從業(yè)人員應(yīng)學(xué)習(xí)研究前沿的專業(yè)知識(shí)，不斷優(yōu)化更新設(shè)計(jì)方案，有針對(duì)性有目的性地對(duì)繼電保護(hù)裝置升級(jí)改造，不斷提升其保護(hù)水力發(fā)電站平穩(wěn)運(yùn)行的能力。

6 結(jié)束語

綜上所述，繼電保護(hù)裝置是水力發(fā)電站安全平穩(wěn)運(yùn)行的重要保障，必須培養(yǎng)一支專業(yè)技術(shù)過硬的人才隊(duì)伍，完善繼電保護(hù)裝置的技術(shù)管理制度，做好日常的運(yùn)行維護(hù)和檢修校驗(yàn)等工作，做到發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)處理，記錄內(nèi)容完整規(guī)范，在各個(gè)細(xì)節(jié)各個(gè)步驟落實(shí)好技術(shù)管理工作，確保繼電保護(hù)裝置良好的運(yùn)行狀態(tài)，為保障發(fā)電站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)而助力。