發(fā)電廠繼電保護可靠性的影響因素探析

米志同

（華電國際十里泉發(fā)電廠，山東 棗莊 277100）

在電廠電氣系統(tǒng)中，繼電保護裝置的最大功用就是幫助管理人員及時發(fā)現(xiàn)各電氣設備運行中的各類異常情況，以便及時進行處理，確保電力生產(chǎn)安全可靠。盡管繼電保護裝置能夠在監(jiān)測到電氣設備運行中的問題后能及時給予響應，果斷地進行隔離，避免了問題的進一步惡化，但系統(tǒng)本身卻因諸多因素影響造成可靠性降低。吳達嵩指出，當前發(fā)電廠所出現(xiàn)的電氣設備故障中，絕大多數(shù)都是因為繼電保護可靠性降低引起的，而影響其可靠性的主要因素是工作人員能力不足，選擇了錯誤的電力設備，或在繼電保護裝置設計做得不足，因此，只能通過提升工作人員專業(yè)技能素養(yǎng)、完善繼電保護裝置功能、落實繼電保護人員崗位職責等措施，實現(xiàn)其穩(wěn)定性的大幅提升，確保發(fā)電廠電氣系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行；呂文婷等認為，電力系統(tǒng)中繼電保護裝置隱性問題是客觀存在的，是無法徹底消除的，然而，為確保電力系統(tǒng)高效運行，只能通過對引發(fā)繼電保護可靠性降低的主要因素進行系統(tǒng)分析，并采取有效辦法進行處理，防止問題進一步惡化，以避免電力生產(chǎn)安全性及可靠性受到影響。本文筆者結合工作經(jīng)驗，探討了發(fā)電廠繼電保護裝置穩(wěn)定性影響因素及解決措施，希望能為促進電力事業(yè)良性發(fā)展作出應有貢獻。

1 發(fā)電廠繼電保護的必要性

電力供應穩(wěn)定性程度與國家和地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平密切相關，而發(fā)電廠電力供應穩(wěn)定性離不開穩(wěn)定的繼電保護裝置。結合目前我國發(fā)電廠繼電保護裝置運行實際情況來看，其穩(wěn)定性受到了多種因素的影響，致使相關電氣設備出現(xiàn)異常時不能被及時發(fā)現(xiàn)和隔離，造成小故障進一步惡化，在很大程度上增加了發(fā)電廠電力設備的損害程度。

總而言之，在發(fā)電廠電氣系統(tǒng)穩(wěn)定運行中，繼電保護裝置起著不容小覷的作用，因此，注重因素分析，并制定相關整改措施，提升其運行穩(wěn)定性，從而使電氣設備在發(fā)生相關故障時能被及時發(fā)現(xiàn)，促進了電力供應穩(wěn)定性提升，最大限度地保障了居民生活質(zhì)量的穩(wěn)定提升。

2 發(fā)電廠繼電保護的原理

在發(fā)電廠繼電保護裝置中，測量組件、邏輯判斷組件及執(zhí)行保護組件是其最主要的構成部分。電廠繼電保護裝置運行時，通過對比故障前運行參數(shù)變化量，如已設定的數(shù)據(jù)量與額定值。如果出現(xiàn)明顯的電壓、電流相位變化情況，則說明出現(xiàn)了電流增大問題，此時，繼電保護裝置就可以結合這些變化分析，判斷是否啟動繼電保護。邏輯判斷準確性的首要前提是對測試裝置特有參數(shù)與性質(zhì)進行準確分析，然后，再將判斷結果傳輸至執(zhí)行系統(tǒng)，執(zhí)行系統(tǒng)再根據(jù)所接收到的指令開展適當保護。

與電廠其他電氣裝置相比，繼電保護裝置運行可靠性受外界干擾影響因素較多，因此，要通過相關措施應用將各種因素的影響降至最低，最大限度地保障自可靠性不受影響，從而在電氣設備出現(xiàn)故障時，繼電保護裝置能快速反應，進行隔離保護，保證發(fā)電廠電氣系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

3 電力系統(tǒng)繼電保護隱性故障特點及產(chǎn)生的原因

3.1 電力系統(tǒng)繼電保護隱性故障特點

繼電保護裝置一般處于待機狀態(tài)，電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常后，裝置便自行啟動開啟保護模式，隨著運行時間的加長及外界影響因素的不斷刺激，繼電保護裝置本身存在故障的風險增高，一旦發(fā)電廠出現(xiàn)某些故障時，繼電保護裝置就會啟動異常，無法起到很好的保護作用，進而導致大面積電力系統(tǒng)癱瘓，引起嚴重的安全施工，因此，在正常狀態(tài)下，一些隱性故障是難以被及時發(fā)現(xiàn)的。

隱性故障最顯著特征就是隱蔽性強，因此，繼電保護裝置隱性故障一般難以被及時發(fā)現(xiàn)，且常規(guī)檢測手段又難以發(fā)現(xiàn)，難以將其及時進行排除，因此，在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，繼電保護裝置就難實施正常保護工作，引發(fā)非常嚴重的電力系統(tǒng)問題。為規(guī)避這一問題出現(xiàn)，相關人員應充分做好繼電保護裝置隱性故障排除工作，確保其保護功能得以正常發(fā)揮，從而大力保證電網(wǎng)運行安全。

3.2 繼電保護隱性故障產(chǎn)生原因

（1）錯誤整定。軟件錯誤會導致保護參數(shù)值不穩(wěn)定，而且由于操作管理人員的自身專業(yè)技術水平培養(yǎng)不到位，操作過程中人員責任心意識不強都可能導致大量錯誤問題的產(chǎn)生。例如，參數(shù)調(diào)試錯誤、保護管理不到位和對整定原則不清晰等，這些基本錯誤就可能會直接造成錯誤保護的設定值不當。電磁型保護和微機型保護定值配合不當導致保護裝置動作。除此之外，一旦當前電網(wǎng)使用潮流條件發(fā)生較大的溫度變化時，保護的額定值就可能會隨之發(fā)生調(diào)整，不能與當前電網(wǎng)整體構造、運轉(zhuǎn)處理方式相適應，造成各類電力系統(tǒng)安全事故的頻發(fā)，最終出現(xiàn)電網(wǎng)繼電保護隱性漏電的故障問題。

（2）設備故障。設備經(jīng)常發(fā)生的主機故障主要指的是主機軟件以及主機硬件發(fā)生的故障，在企業(yè)軟件安全系統(tǒng)設計過程和研發(fā)過程中，電力主機在設計、測試和實際使用時容易產(chǎn)生隱性安全故障，這不僅與軟件生產(chǎn)者和廠商有關，還與軟件使用者密不可分。所以，為了能避免這些隱形硬件的故障，相關硬件廠商需要最大限度地提高應用設備的硬件產(chǎn)品質(zhì)量，使電力系統(tǒng)的用戶能十分放心地使用硬件廠商的產(chǎn)品，此外，軟件安裝人員應確保應用系統(tǒng)的正確安裝，并對軟件的應用系統(tǒng)進行積極的安裝維護和日常管理工作。

4 發(fā)電廠繼電保護可靠性影響因素

從我國大部分發(fā)電廠的實際運行過程來看，繼電保護裝置受多種因素影響，保護功能大打折扣。具體來說，主要影響因素體現(xiàn)在以下幾個方面。

4.1 自然環(huán)境因素

（1）雷電影響。雷電是引發(fā)發(fā)電廠繼電保護裝置出現(xiàn)故障的最大外因，由于發(fā)電廠基本都建在空曠地帶或山上，因電廠建筑較為突兀，很容易受到雷電的影響。尤其是一些依托煤礦建設的燃煤電廠，基本位于山頂，一旦遭受雷雨天氣，繼電保護裝置受雷電瞬間電流及感應電流影響，致使設備元件被燒或損壞。

（2）溫度。因選址原因，發(fā)電廠位置自然條件一般比較差，如果在山區(qū)，早晚溫差較大。如果是南方，夏季高溫又是電廠繼電保護裝置的又一重大考驗。繼電保護裝置一般安裝于機柜內(nèi)，受裝置運行發(fā)熱及外界高溫影響，機柜內(nèi)溫度會持續(xù)升高，一旦繼電保護裝置未安裝優(yōu)質(zhì)散熱裝置，保護裝置易發(fā)熱，造成損設備燒壞，甚至徹底無法正常運行。如果繼電保護裝置的運行溫度較低，保護裝置易出現(xiàn)軟故障。

（3）濕度。與溫度的影響類似，電氣設備在持續(xù)下雨時容易受到水分侵蝕，從而降低其功能并降低可靠性。繼電保護裝置也是如此，在潮濕的環(huán)境中，觸點之間連接的可靠性會受到一定的影響，繼而發(fā)生嚴重故障，甚至出現(xiàn)不動作現(xiàn)象。

4.2 電源因素

發(fā)電系統(tǒng)繼電保護裝置的內(nèi)部零件精度高，由于這些內(nèi)部零件屬于導電體，如有電流經(jīng)過，就會損壞這些精密零件。在電廠實際運行中，直流電源的接地故障是無法避免的，有些電廠為了減輕直流接地故障對繼電保護裝置的影響而設置了分布電容，但這可能會帶來一些輕微的影響，導致繼電保護裝置出現(xiàn)故障，影響其正常運行。

4.3 輻射因素

為了滿足發(fā)電設備的控制要求，通信設施一般都安裝在電廠內(nèi)部，通信設施在使用過程中不可避免地會產(chǎn)生無線電干擾和輻射。這種干擾和輻射會對繼電保護設備產(chǎn)生一定的影響，例如，在弱磁場附近，電子回路會對高頻電流信號產(chǎn)生反應，誤導發(fā)電設備出現(xiàn)故障或繼電保護設備的可靠性降低。

4.4 人為因素

電廠中的大多數(shù)繼電保護裝置無須人工操作，可實現(xiàn)全自動操作。但是，其設計與安裝工作均由人工完成，并在使用初期設置繼電保護裝置的參數(shù)，在后期分析相關數(shù)據(jù)。此外，技術人員必須定期對繼電保護裝置進行測試，并在發(fā)現(xiàn)任何問題后對繼電保護裝置進行適當?shù)木S護。如果技術人員不具備專業(yè)技能或技術人員沒有受到監(jiān)督，繼電保護裝置運行中就會暴露出諸多問題。

5 提升繼電保護系統(tǒng)可靠性的改善措施

由于不同因素對繼電保護裝置的影響力不同，對電力系統(tǒng)造成的直接危害嚴重程度參差不等，所以，為了及時研究制定和提出更有效的防護措施，電力事業(yè)管理行政部門首先應該針對各影響因素及其造成危害的嚴重程度分別進行及時科學化的分類，從而有效地完成對繼電保護故障的及時科學化預防管理。

5.1 改善自然環(huán)境

（1）注重防雷工程建設。針對發(fā)電廠繼電保護裝置易受雷電影響問題，應加強電廠防雷工程建設，借助相關避雷設備消除雷電影響。具體實踐中，可通過多級防雷箱、防雷裝置安裝消除雷電瞬間感應電流的刺激，降低雷電電流的不利影響；其次，對消除電壓差進行合理布局，最大限度地減少因壓降引起的高電壓或大電流對繼電保護裝置的影響。

（2）科學溫度控制器組件。為應對高溫天氣對電廠繼電保護裝置的不利影響，可在電廠繼電保護裝置安裝區(qū)域安裝溫度控制器。控制器元件度現(xiàn)場溫度進行自動化監(jiān)測，如果溫度超過繼電保護裝置運行安全標準，就自行啟動冷卻設備或散熱風險降低機柜溫度。

5.2 加強二次回路的巡查

通過加強電廠繼電保護裝置二次回路檢查，及時發(fā)現(xiàn)工作過程中的安全隱患和故障，促進繼電保護裝置安全可靠運行。一般情況下，在具體檢查過程中，檢修人員應檢查繼電保護裝置的外殼及其他部件，如果外殼或其他部件損壞，應立即檢查繼電保護裝置的電阻。如果檢查表明電阻器過熱，則必須進行修理。在某些檢查中，有必要驗證轉(zhuǎn)換開關和指示器等設備是否可以正常工作。通過加強對二次回路的檢查，可以有效解決繼電保護裝置中可能存在的隱患問題，落實預防措施。

5.3 提高設備安全質(zhì)量

為切實提升發(fā)電廠繼電保護裝置運行可靠性與穩(wěn)定性，電廠企業(yè)在開展電廠建設時應注意以下事項。

（1）要對繼電保護裝置質(zhì)量及安全性進行嚴格把控，在購進繼電保護裝置時，要將其出廠參數(shù)表與工程設計安全標準進行比對，確保其自身質(zhì)量與電廠規(guī)模及生產(chǎn)工藝相符，從而有效保證電廠設備繼電保護裝置運行的穩(wěn)定性。

（2）要建立完善的計量保護及維護制度，在電廠運行中，安排專人進行近期檢測維護，消除各類故障，保證其能在電氣系統(tǒng)發(fā)生故障時始終發(fā)揮其應有保護功能。

（3）對于一些常規(guī)繼電保護故障，必須及時處理，避免繼電保護裝置因故障而產(chǎn)生內(nèi)部隱患，定期檢查可以解決一些影響設備正常運行的問題。在此過程中，發(fā)現(xiàn)的安全隱患必須及時報告和解決。只有這樣，才能有效提高電廠繼電保護設備的使用壽命，保證發(fā)電工作順利進行。

5.4 強化技術人員專業(yè)素養(yǎng)

技術人員的專業(yè)素質(zhì)直接影響繼電保護裝置的安全運行。因此，電廠負責人需要通過多種方式加強相關技術人員的專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)，使繼電保護裝置能夠安全穩(wěn)定運行。首先，發(fā)電廠可以聘請高度專業(yè)化的人員來培訓電廠的技術團隊。為了保證培訓的有效性，可以在培訓后對受過培訓的人員進行適當?shù)脑u價，使相關技術人員的專業(yè)素質(zhì)盡可能得到有效提高。其次，每個技術人員的職責需要具體劃分，負責人可以保證每個繼電保護裝置都有專人負責。該措施不僅可以提高技術人員的工作效率，還能極大地保證繼電保護裝置的正?？煽窟\行。

6 結語

綜上所述，影響發(fā)電廠機電保護可靠性影響因素眾多，為確保發(fā)電廠各電氣系統(tǒng)穩(wěn)定運行，或在發(fā)生某些故障時能被及時保護，就應從這些影響因素層面出發(fā)，通過改善機電保護裝置運行環(huán)境、加強二次回路的巡查、提高設備安全質(zhì)量、強化技術人員專業(yè)素養(yǎng)等措施的科學落實，實現(xiàn)繼電保護裝置運行可靠性的進一步提升。