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(guò)將湍急、流速快、水流量大的河流在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)能和勢(shì)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再將機(jī)械能通過(guò)發(fā)電裝置轉(zhuǎn)化為電能，而在電能轉(zhuǎn)化過(guò)程中，繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)正常運(yùn)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(duì)其改造和更新是巨大、艱難的過(guò)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(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM774 文章編號(hào)：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(lái)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(wèn)題也隨時(shí)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(duì)其進(jìn)行更新改造，確保整個(gè)電力系統(tǒng)正常運(yùn)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(bào)系統(tǒng)安裝、計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)的運(yùn)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(yùn)轉(zhuǎn)，又有專業(yè)人員的嚴(yán)格檢測(cè)，使整個(gè)發(fā)電、供電系統(tǒng)穩(wěn)定地運(yùn)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(yùn)轉(zhuǎn)的主要?jiǎng)恿ΓL(fēng)系統(tǒng)的改造是十分必要的，首先要實(shí)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(lì)磁電流來(lái)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(shí)間長(zhǎng)久后，其原件表面的污垢會(huì)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(gè)發(fā)電裝置的正常發(fā)電。因此，對(duì)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(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)。例如對(duì)擋風(fēng)板的拆除，此時(shí)發(fā)電機(jī)通風(fēng)部分會(huì)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(zhǎng)和段間長(zhǎng)，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(yùn)行的過(guò)程中，如果不及時(shí)散熱，內(nèi)部原件因?yàn)殚L(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，且具有一定封閉性，溫度上升得會(huì)越來(lái)越快，加大對(duì)其他原件的損耗和老化，一定時(shí)間段后會(huì)對(duì)整個(gè)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(duì)的是對(duì)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(lái)越多新型的、建筑設(shè)備的需電量越來(lái)越大，母線所承擔(dān)的電流量也越來(lái)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(gè)電源一起供電。除了對(duì)母線的改進(jìn)，還有一個(gè)不可忽視的問(wèn)題則是對(duì)母線的保護(hù)。母線的保護(hù)過(guò)程中，使用雙母線來(lái)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(gè)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(jì)算和測(cè)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(shí)間的推移，電力系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中存在原件配合的問(wèn)題，會(huì)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(shí)的改造和摘除，母線承受的巨大電量在傳輸過(guò)程中會(huì)給其他部件帶來(lái)消極影響，其他部件會(huì)跟隨著母線一起繼續(xù)惡化，最終整個(gè)系統(tǒng)也會(huì)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(huì)造成通風(fēng)受阻，風(fēng)扇系統(tǒng)的老化不僅是部件使用時(shí)間長(zhǎng)久而產(chǎn)生的退化，而且會(huì)基于通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計(jì)不合理，加上時(shí)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(duì)老化的原件進(jìn)行更新，還要注重每個(gè)部件設(shè)計(jì)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(shí)改裝。

2.2 保護(hù)裝置的預(yù)警預(yù)報(bào)

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(shí)所產(chǎn)生的短路等危險(xiǎn)性后果，確保在故障發(fā)生的時(shí)候通過(guò)跳閘、自動(dòng)斷電等方式來(lái)保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的完好。自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，使快捷精準(zhǔn)的防護(hù)措施運(yùn)用在各個(gè)設(shè)備中，預(yù)警系統(tǒng)在水電廠繼電保護(hù)裝置中的運(yùn)用是非常迫切的。

水電廠從機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，其中任一個(gè)環(huán)節(jié)的失誤都會(huì)影響整個(gè)發(fā)電裝置的運(yùn)行。在每個(gè)環(huán)節(jié)的每個(gè)細(xì)節(jié)處均安置預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)，便會(huì)避免發(fā)電裝置癱瘓的局面。如在某個(gè)通風(fēng)冷凝器上安置預(yù)警預(yù)報(bào)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(huì)通過(guò)聲音預(yù)警或光報(bào)警來(lái)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(diǎn)，并前去檢查維修，該裝置具有及時(shí)精準(zhǔn)的特性，保障了系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，避免了跳閘后再去定位和檢測(cè)問(wèn)題。

2.3 通訊數(shù)據(jù)分析在保護(hù)裝置中的運(yùn)用

通訊技術(shù)是現(xiàn)代化進(jìn)步的標(biāo)志之一，水電廠對(duì)其的應(yīng)用也將越來(lái)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(cè)，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(duì)各個(gè)細(xì)節(jié)的數(shù)據(jù)都進(jìn)行檢測(cè)、歸納、整理，自動(dòng)地計(jì)算出各個(gè)部件工作的數(shù)據(jù)。技術(shù)人員可以據(jù)此來(lái)得知電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)是否在安全標(biāo)準(zhǔn)之下，從而能及時(shí)精準(zhǔn)地查看整個(gè)系統(tǒng)中哪個(gè)環(huán)節(jié)正處于不正常工作之中，并及時(shí)進(jìn)行維護(hù)。

在數(shù)據(jù)收集整理的同時(shí)，計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也能與其配合，從而對(duì)整個(gè)繼電保護(hù)裝置系統(tǒng)進(jìn)行安全性檢測(cè)。

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(lái)越低，在水電廠這個(gè)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(yùn)行更是需要大批的專業(yè)性高素質(zhì)人才來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和改造，專業(yè)人員培訓(xùn)是對(duì)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(gè)工作人員屬于不同的體系，對(duì)他們?cè)诩夹g(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(yùn)用到實(shí)際操作中，能夠帶給整個(gè)裝置實(shí)際意義。

3 結(jié)語(yǔ)

水電廠不僅影響著人類的生活，在水電能量轉(zhuǎn)化的實(shí)現(xiàn)中也是對(duì)生態(tài)能源的充分運(yùn)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?yàn)樗_保了水電廠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，也是間接地確保了人類生活的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。繼電保護(hù)裝置的研究是一個(gè)具有持續(xù)性和延續(xù)性的過(guò)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(cè)，這些處于繼電保護(hù)裝置中的各個(gè)細(xì)小的部件，卻時(shí)時(shí)刻刻發(fā)揮著其本身所固有的巨大價(jià)值，對(duì)其細(xì)致性的探究活動(dòng)不可推卸。

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作者簡(jiǎn)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）