發(fā)電廠繼電保護可靠性影響因素

姚穎

摘要：所謂繼電保護是指當電力系統(tǒng)運行出現(xiàn)意外時，利用繼電保護裝置能夠在較短的時間內(nèi)排除系統(tǒng)中的故障，這可以減少對于設備帶來的損傷和破壞。繼電保護在維護電力系統(tǒng)安全中有著積極重要的作用，它不僅能夠提高處理故障的效率，還可以在一定程度上保證電力的供應，這對于經(jīng)濟的發(fā)展和維護人們的正常生活有著重要的作用。所以要重視繼電保護技術在電力系統(tǒng)中作用。同時，這是一項技術性很強的復雜技術，所以如何提高機電保護工作的效率，一直都是電力工作者們研究的一項技術。

關鍵詞：繼電保護;可靠性研究;影響因素

引言

我們都知道科技發(fā)展到今天，人們的生活和生產(chǎn)都離不開電力的維持。而電廠是生產(chǎn)電能的主要基地，每年產(chǎn)生大量的電能為社會各界使用，以維持正常的社會電量需求。隨著電力行業(yè)的改革和技術的調(diào)整，電廠設備故障率逐漸增加，不僅破壞了原有的生產(chǎn)廠房秩序，也導致了電廠電能生產(chǎn)顯著減少。為了避免設備故障所帶來的不利影響，電廠設備都需要配備繼電保護裝置，但電廠的繼電保護裝置的可靠性會受一些因素影響和干擾，從而使得繼電保護裝置的可靠性大大降低。繼電保護裝置是當電力系統(tǒng)發(fā)生故障或非正常運行的情況下，利用最短的時間或者是最小范圍對該故障設備進行自動地從系統(tǒng)中去除或發(fā)出相關信號，以減少或避免設備的損傷，消除異常？狀況的根源及鄰近地區(qū)供應電量的影響，繼電保護工作是一項技術性很強的工作，可以說繼電保護的技術性主要體現(xiàn)在故障分析和處理能力上。因此，想要利用最快和最有效的方式來處理系統(tǒng)發(fā)生的故障，是繼電保護工作者們討論的共同話題。

一、發(fā)電廠繼電保護的作用、要求和目的

發(fā)電廠繼電保護的主要功能是對電廠系統(tǒng)出現(xiàn)異常結(jié)果進行及時檢測和報警，對可能出現(xiàn)的故障提前采取應急措施。發(fā)電廠內(nèi)部電力系統(tǒng)的繼電保護裝置具有強烈的故障處理和反映能力。當系統(tǒng)在運行過程中發(fā)生異常后，可以利用繼電保護裝置以最快的時間來切斷故障的源頭，以避免損壞設備或系統(tǒng)斷電。對于發(fā)電廠繼電保護我們應該進行全方位的詳細分析，了解繼電保護裝置的運行條件要求和作用，使用其實現(xiàn)設備保護最佳效果。

1.1繼電保護的作用

電力是國家經(jīng)濟健康穩(wěn)定運行的重要能源之一。目前，中國的發(fā)電廠所生產(chǎn)的電力主要是通過熱發(fā)電、風力發(fā)電等方式。不同生產(chǎn)電力的方式下，所使用的電氣自動化設備也是各不相同的。電力設備保護裝置發(fā)揮作用主要是用于監(jiān)測故障，如：電廠繼電保護裝置在設備發(fā)生故障之前就可以感覺到異常信號，從而立即隔離故障元件和電源系統(tǒng)，防止內(nèi)部元件受到損壞。同時，繼電保護裝置所需要緊急處理故障的時間也很短，從而防停電的不便，因此保證了電站設備正常的運行狀態(tài)。

1.2繼電保護的基本要求

基于電力設備中繼電保護對于電力系統(tǒng)故障的檢測、報警、切斷、隔離等多種功能，電廠在安裝繼電保護裝置的時候必須要重視繼電保護裝置的運行基本要求。滿足了繼電保護裝置的運行條件，才能夠正常發(fā)揮繼電保護裝置的保護作用。正常情況下，應符合繼電保護裝置的選擇性、靈敏度、速度性和其他等要求。

1.3發(fā)電廠繼電保護的目的

我國經(jīng)過長時間的分析和總結(jié)，知道發(fā)電廠內(nèi)部電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候總是伴有非常強的短路電流，正是因為這強力的短路電流使得發(fā)電廠內(nèi)部的電力系統(tǒng)壓力降低，如果電力系統(tǒng)發(fā)生故障的話，那么會產(chǎn)生無法估計的后果，其中有如下幾個后果：

（1）電力系統(tǒng)內(nèi)部故障出現(xiàn)短路電流會造成電路點的電力設備出現(xiàn)燒壞的現(xiàn)象;

（2）電廠內(nèi)部電力系統(tǒng)故障出現(xiàn)的短路電流經(jīng)過故障和非故障設備的時候，會產(chǎn)生大量的熱力從而出現(xiàn)電動力，使得電廠設備的絕緣性能出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象，使得設備的使用時間縮短了;

（3）電廠內(nèi)部電力系統(tǒng)故障造成的短路電流使得設備電壓降低，使得用電用戶的正常生活和生產(chǎn)工作造成影響，從而影響了電力能源的供電質(zhì)量;

（4）電廠設備出現(xiàn)電壓降低的情況，會使得電廠內(nèi)部的電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行降低，從而使得整個設備出現(xiàn)震蕩的現(xiàn)象，而且，如果長時間出現(xiàn)這種情況會使得整個電力系統(tǒng)的崩潰，使得設備各個部件損壞程度增加，從而造成電力設備的損壞。

二、影響發(fā)電廠繼電保護可靠性的因素分析

在我國大部分發(fā)電廠的實際運行過程中繼電保護設備往往會受到許多因素的影響，進而導致繼電保護設備不能對發(fā)電設備起到很好的保護作用。具體來說有自然因素的影響、電路之間的頻率過高帶來的影響、輻射帶來的影響和人為因素帶來的影響。在下文中筆者將對這些影響因素進行逐一的分析。

2.1 自然因素的影響

自然因素對繼電保護裝置的影響主要體現(xiàn)在雷雨天氣帶來的破壞。自然環(huán)境下的閃電時不可避免的，一旦工廠的發(fā)電設備被雷電擊中那么發(fā)電裝置內(nèi)部電壓就會在瞬間上升至超出負荷，進而會直接導致發(fā)電設備的系統(tǒng)崩潰。然而在雷擊的情況下，繼電保護裝置也會受到或大或小的影響，這種影響就有可能會導致繼電保護裝置對發(fā)電設備發(fā)生的故障造成錯誤的判斷，從而影響到其可靠性。

2.2 電路之間的頻率過高

電路之間的頻率過高也是影響繼電保護裝置可靠性的重要因素之一，往往發(fā)電設備隔離開關過遠會造成這一情況。線路過長加上電流傳遞的速度慢會導致出現(xiàn)“電弧閃絡”的情況，這種情況就會使電壓的頻率增加，電流的頻率也會隨著增加。這樣就會造成繼電保護設備周圍形成磁場進而導致操作失靈的情況發(fā)生，如果干擾強度過大，電保護裝置還會發(fā)生其他的一些故障，這些情況都會嚴重影響到繼電保護設備的正常工作。

2.3 輻射帶來的影響

發(fā)電廠內(nèi)部一般會有通信設備來對發(fā)電設備進行控制，而這些通信設備往往會帶來一些無法避免的輻射和干擾對繼電保護裝置帶來影響。

2.4 人為因素帶來的影響

發(fā)電廠中的繼電保護裝置中大部分不需要靠人工操作，能夠?qū)崿F(xiàn)全面自動化。但是，技術人員需要對繼電保護裝置進行設計和安裝，并在使用前期對繼電保護裝置進行參數(shù)的設定和后期數(shù)據(jù)的分析。除此以外，技術人員還需要對繼電保護裝置進行定期的檢測，在檢測出來問題后對繼電保護裝置進行相應的維修。如果技術人員沒有專業(yè)的技術或者對技術人員的管理和監(jiān)督不夠到位，就會導致繼電保護設備在使用過程中出現(xiàn)問題。

2.5 電源因素

在繼電保護裝置正常工作的情況下，直流電源會對其造成一定的干擾。在發(fā)電設備因接地問題出現(xiàn)故障就會導致發(fā)電廠電位超出可承載的范圍。由于分布電容和抗干擾電容會導致直流的恢復時間較短，因此直流回路的故障會嚴重影響到繼電保護裝置的穩(wěn)定性。

三、火力發(fā)電廠繼電保護中的缺陷

發(fā)電廠中影響繼電保護裝置正常運行的因素較多，同時也比較復雜，這就在一定程度上增加了電廠的工作難度，為電力系統(tǒng)的運行安全埋下了隱患。因此相關的工作人員應當對其中的各種問題提高認識、綜合分析，制定出科學合理的解決措施。下文將火力發(fā)電廠繼電保護中主要的問題進行分析：

3.1 繼電保護設備質(zhì)量較低

火電廠的繼電保護裝置對保障電力系統(tǒng)的正常運行有著十分重要的作用，但在部分電廠仍然存在繼電保護設備質(zhì)量不符合相關的使用要求情況，這其中主要的原因有以下兩點：第一，火電廠的設備采購人員在進行繼電保護設備的采購過程中，沒有嚴格執(zhí)行相關的采購標準，使得繼電保護裝置不滿足火電廠的使用要求;第二，采購的繼電保護設備符合相關的標準，但是由于長時間的工作，電廠相關的工作人員并沒有對其進行嚴格的維護保養(yǎng)，繼而導致設備的老化現(xiàn)象比較嚴重，從而使得繼電保護設備的質(zhì)量不符合使用的基本要求。

3.2 繼電保護工作人員的專業(yè)素質(zhì)較低，技術管理水平不高

對于火力發(fā)電廠來說，技術管理工作水平對電廠的正常運行有著十分重要的影響，例如在電廠中經(jīng)常會涉及到對相關設備進行一定的技術更新、改良、維修等，而部分電廠技術管理水平的低下直接影響了電廠相關的設備的工作性能。例如不合理的技術管理方案可能會造成部分電力設備長時間處于高效消耗階段，缺乏必要的休息和維護，從而使得整個繼電保護裝置應用性能極大地降低，影響其功能的發(fā)揮。另外電廠工作人員專業(yè)素質(zhì)水平參差不齊，甚至部分專業(yè)要求較高的崗位卻由專業(yè)水平較低的人擔任。這樣一旦繼電保護裝置發(fā)生故障，相應的工作人員由于專業(yè)知識的限制，導致故障原因不能在短時間內(nèi)被發(fā)現(xiàn)，這將嚴重影響繼電保護裝置的運行水平，甚至繼電保護裝置在工作人員操作失誤的情況下產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的損害，進而對繼電保護設備今后的使用造成嚴重的影響，同時對電力系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性也造成了不同程度的破壞。

3.3 電力系統(tǒng)設計方案不合理

火力發(fā)電廠的電力系統(tǒng)設計方案對整個供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有十分重要的影響。但對于部分火電廠而言，電力系統(tǒng)的設計方案還是存在一定問題的。例如設計人員在進行方案設計的過程中沒有嚴格執(zhí)行相關的設計標準、搜集的相關參考資料不完整、對電力繼電保護設備了解不透徹等，這些都嚴重影響著繼電保護設備性能的發(fā)揮。尤其是在保護技術方面，部分設計人員沒有用高標準來要求自身的工作水平，對設計環(huán)節(jié)沒有引起足夠的重視，進而導致電力系統(tǒng)中存在的缺陷較多，影響繼電保護的水平。

四、提高電廠繼電保護可靠性的措施

繼電保護為保障電力系統(tǒng)的正常運行提供了堅實的基礎。但就當下我國電廠繼電保護的水平分析發(fā)現(xiàn)，其中存在著較多的問題，且這些問題的存在對電廠供電穩(wěn)定性等造成了嚴重的影響。因此對于火電廠來說，解決這些繼電保護問題刻不容緩，接下來就如何切實提高電廠繼電保護可靠性進行一定的分析：

4.1 提高電力設備質(zhì)量，保障設備維修水平

首先，火電廠的相關部門在進行電力設備采購的過程中，應當對設備的質(zhì)量進行嚴格的控制。例如購買的設備必須符合相關的電力使用標準，同時還應當對電力設備生產(chǎn)廠家的相關資質(zhì)進行一定的監(jiān)督，以進一步保障購買的電力設備質(zhì)量。其次，長時間的使用將會在一定程度上降低繼電保護設備的質(zhì)量，使得發(fā)生設備故障的概率增加，影響電力系統(tǒng)的正常運行。因此火電廠的相關部門應當加大對繼電保護設備的維護力度，進行定期檢測，一旦發(fā)現(xiàn)問題及時進行解決，保障繼電保護設備的使用性能。另外，火電廠的相關部門還應當將繼電保護設備的維護納入到工作的重點中去，為電力設備今后的安全運行提供保障。

4.2 加大對技術管理的重視力度，建立一支專業(yè)素質(zhì)高的隊伍

對于火電廠的電力設備來說，高質(zhì)量的維護技術能夠在一定程度上保證設備的正常運行。正確的操作步驟能夠保證電力設備的使用性能，因此在某種程度上可以說，人員的專業(yè)素質(zhì)水平與設備的正常運行有著密切的關系。高素質(zhì)的工作人員可以規(guī)范地完成設備的安裝、操作、維護等，進而為繼電保護系統(tǒng)的正常運行提供了基礎，而高效的技術管理方案的實施可以在一定程度上保障電力系統(tǒng)的有序進行。因此對于火電廠來說，首先，應當加大對技術管理的重視力度，并建立健全相應的管理制度，規(guī)范工作人員的操作行為。電廠在進行技術管理的過程中應當對其中的核心技術進行針對性的計劃管理，從多個角度落實技術管理的開展，另外還應當對一些老舊的繼電保護設備進行升級改造，使其滿足當下電力系統(tǒng)運行的基本要求;其次，火電廠在進行相關工作人員招聘的過程中，應當對應聘人員的專業(yè)素質(zhì)進行嚴格的審查，提高招聘的專業(yè)門檻，建立一支專業(yè)素質(zhì)較高的繼電保護工作隊伍，為今后繼電保護工作質(zhì)量的提高打下堅實的基礎;最后，對現(xiàn)有的工作人員應當加強相關的專業(yè)素質(zhì)培訓，為提高火電廠工作人員的整體水平奠定基礎。

4.3 保證電力系統(tǒng)的設計規(guī)范，提高系統(tǒng)的運行性能

對于火電廠而言，電力系統(tǒng)設計方案的科學與否與電廠的正常運行有著密切的關系，因此電廠應當加大對電力系統(tǒng)設計方案的重視力度。首先，在進行電力系統(tǒng)設計的過程中，應當挑選一支優(yōu)秀的設計隊伍，保證設計方案的質(zhì)量水平;其次，應當加大對電力系統(tǒng)設計方案的投資力度，對一些老舊的繼電保護設備進行淘汰，引進新型的電力設備，為保障系統(tǒng)的整體運行水平提供基礎;最后，加大對設計方案的審核力度，必要時可以聘請相關的專家對電力系統(tǒng)設計方案的可行性進行嚴格的審查，一旦發(fā)現(xiàn)其中的問題應當進行及時的解決，避免留下不必要的安全隱患。這樣將會為繼電保護系統(tǒng)的安全運行提供強有力的保障。

五、結(jié)語

難以預料的突發(fā)事故、不可逆轉(zhuǎn)的外界因素、偶然的人為因素都是阻礙發(fā)電廠繼電保護可靠性提升的影響因素，繼電保護可靠性的降低在很大程度上阻礙了發(fā)電工作的正常運轉(zhuǎn)，而電力供應的非正常運作，就會造成我國經(jīng)濟發(fā)展中出現(xiàn)巨大損失。為了更好的提升發(fā)電廠繼電保護系統(tǒng)的可靠程度，就必須考慮阻礙繼電保護的各種影響因素，在眾多的影響因素中，人為偶然影響因素是可以避免的，這就需要發(fā)電廠提升對技術人員專業(yè)培訓的力度，減少人為錯誤操作為繼電保護可靠性能帶來的影響。除此之外的外界環(huán)境因素，例如：雷電影響、電磁輻射等同樣會對保護系統(tǒng)的正常運作造成的影響，在改進繼電保護體系中研究人員有針對性的提升繼電保護系統(tǒng)對電磁輻射、雷電感應的靈敏程度，進而提升繼電保護系統(tǒng)的可靠性。

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