關于水電站二次回路繼電保護的探討

安愿

摘 要：水電站電力系統中二次回路相對而言比較復雜，是電力系統的重中之重，對于確保水電站電力系統安全運行具有重要意義。基于此，文章首先對二次回路對于水電站運行的必要性進行分析，對繼電保護在二次回路中的重要作用進行總結，對水電站二次回路繼電保護相關應用進行研究，以期對于二次回路繼電保護的應用起到一定的促進作用。

關鍵詞：水電站；二次回路；繼電保護；作用

1 二次回路對于水電站運行的必要性

水電站二次回路出現故障問題會對水電站電力系統產生一定的影響，比如說水電站差動保護的二次回路接線出現失誤，如果變壓器負荷超出一定限值，或者是出現穿越性相間短路，那么就會出現誤跳閘動作；如果線路保護接線存在問題，同時系統出現故障問題，那么斷路器本應該跳閘卻不跳閘，不該發生跳閘卻誤跳閘，導致設備損壞，甚至電力系統瓦解等安全事故；如果測量回路出現故障，則會對計量準確性產生影響，電費收取困難，而且電能質量的判別也成為新的問題。所以，二次回路盡管不是主體電路，然而其卻在保障水電站安全運行方面具有重要意義。

二次回路的主要內容有水電站一次設備進行控制、調節、繼電保護及自動設備、測量及信號回路等。和一次回路進行對比，二次回路比較復雜。繼電保護是二次系統的關鍵部位，對于水電站安全運行有至關重要的作用，尤其是現代化水電站，繼電保護的要求會更高，關鍵是促進速動性的提升。整體而言，水電站電力系統必須要時刻處于繼電保護的狀態，缺乏繼電保護水電站將喪失正常運行的能力。

2 繼電保護對于二次回路中的作用

繼電保護在二次回路中的重要作用是對一次系統的實時狀況進行監測與控制，確保電力系統能夠正常運行。利用預防事故，或者降低事故發生的概率，促進系統運行穩定性的提升。繼電保護是二次回路系統中重要組成部分，同時也是一個獨立的子系統。電站控制方面，比較容易出現問題的是二次回路中繼電保護的控制電源回路，也就是自動化元件進行連接的控制回路中的執行電源。比如，監控現場控制單元開出動作接力器對電磁閥進行鎖定。監控系統提供無源節點，其中一個接點負責動作撥出，另外一個負責動作投入。電磁閥的類型是兩位兩通閥，控制電源220V正電源從監控系統，經過空接點之后與電磁閥撥出端進行連接。投入接點實際上也存在正電源，負電源和電磁閥負端直接連接。這種回路存在一定的錯誤，大多是電源問題，或者是沒有構成回路。具體包括兩個方面：一方面執行元件電磁閥沒有發生動作，另外一方面就是電源正負沒有經過電磁閥圈直接構成回路而導致電路短路，甚至損壞裝置。以此例子來看，假如監控系統控節點上對旁路進行設置，也就是超過兩個電磁閥，會使得控制器回路電源變得更加復雜。二次控制原理越清晰，那么現場實際接線也更加清晰，每一條回路都能夠明白其具體走向。

3 水電站二次回路繼電保護的應用探索

繼電保護設備是安裝于被保護元件上，具體表現為被保護元件出現故障問題，或者是不正常運行狀態時，對斷路器跳閘發出故障信號，并產生動作的一種自動設備，是繼電保護系統中的關鍵部位，具體包括電壓電流互感器、繼電保護設備、斷路器、二次回路接線等。其中，互感器的主要作用是對一次系統的高電壓、電流進行轉化，成為二次系統的低電壓、小電流，能夠促進保護設備及其他設備的體型更加小巧，從而方便進行安裝，二次系統和高電壓部分進行隔離。由于互感器二次側和地面連接，因此可以確保設備及人員安全。

3.1 繼電保護系統配置

水電站繼電保護設計以及類型選擇方面，必須要對繼電保護、計量、信號、遠動等設備的相互配合進行綜合考慮，以確保其能夠協調工作，按照水電站系統的具體運行要求，對相關配置進行合理安排。繼電保護設備配置以及整定計算必須要對系統有可能產生的任何不利因素進行綜合考慮，盡可能地防止在復雜、多重故障的基礎上繼電保護出現失誤動作，同時也要確保系統要求得以滿足，此外保護設備還要發揮其重要效能，確保水電站二次系統，以及整個系統能發揮其正常運行水平。

3.2 繼電保護的整定

繼電保護整定必須要對和水電站系統的密切配合給予足夠的重視，整定計算實現之后，要充分考慮系統有可能出現的各種故障問題，保證設備各條邏輯回路準確無誤，驗證完畢。整定出現故障問題，應當盡可能地防止出現損失符合的基礎上，對必要的解列點進行設置；如果靈敏性和選擇性無法同時達到滿足，應當以確保靈敏度為優先原則，避免產生保護拒動的情況。

3.3 繼電保護系統的運行與接地

設備運行過程中要根據具體的要求實現普通的保護整組傳動試驗，還要加強對裝置遙控、遙測、遙調等進行驗收。設備運行中應當注意設備巡視工作，確保24小時繼電保護設備處于穩定可靠的運行狀態，對故障錄波方式進行充分利用，對于保護設備的動作行為進行錄波分析，尋找薄弱環節以及事故隱患，同時采取一定的保護對策。此外，操作運行人員自身要加強防護意識，操作設備時選擇正確的對策，避免繼電保護出現誤動作，防止運行人員由于人為因素而導致的“誤碰、誤整定、誤接線”故障。

隨著水電站容量的加大，短路容量也得以增大，因此要盡量擴展水電站接地容量，從而達到繼電保護短路容量的要求。針對于繼電保護設備集中的相關區域內，要選擇接地銅排網接地的方式，銅排接地網和主接地網進行連接，不能選擇普通的利用扁鋼或者槽鋼的方式實現接地。

3.4 繼電保護裝置設備的檢修

檢修過程中要對檢修作業程序進行科學合理的安排，盡量減少繼電保護的檢修時間；對繼電保護設備的整定動作情況進行詳細檢查，避免電壓二次回路發生短路的情況，電流二次回路開路和運行要求相違背的接地點的情況出現；電壓切換、電壓閉鎖回路、母線差動保護、聯切等二次回路進行檢修，必須要做好安全隔離對策。

3.5 繼電保護的抗干擾

現代水電站繼電保護設備均是選擇計算機保護設備，其主要保護方式功能比較完善，同時也表明其工作穩定可靠性較強，設備保證具有一定的電磁屏蔽體，避免產生干擾；針對長電纜跳閘的回路，選擇避免長電纜分布電容的影響，以及避免出口繼電器誤動的對策；二次回路保護、控制回路等盡可能地選擇屏蔽電纜。

3.6 繼電保護和別的專業配合

一般來說，水電站繼電保護設備是靠測量元件進行邏輯分析執行元件動作發信號或出口，要加強計算機安全保護工作，避免由于各類計算機病毒對設備產生危害，從而導致保護不正確動作，以及誤整定、誤試驗等。

為了避免線路架空地線間隙放電對高頻通道正常運行產生一定的干擾，對高頻線路接地點要定期進行維護和檢查，繼電保護專業和通信專業要做好密切配合，對繼電保護通信設備的傳輸信號穩定性及冗余性進行校核，避免干擾通過通信設備接口侵入到內部，從而產生保護不正確。

4 結束語

總而言之，水電站電力系統中二次回路繼電保護的重要性不言而喻，利用對其具體應用情況進行探討，從而起到指導繼電保護應用實踐的作用，便于應用實踐中資源得以合理配置，對于繼電保護承載的監測、控制、保護等作用得以充分發揮。

參考文獻

[1]周積天.關于二次回路圓紙如何重復使用的問題[J].煤礦設計，2006（11）.

[2]徐以超.二次回路中隱形故障的診斷與分析[J].硅谷，2014（22）.

[3]李松楠.閱讀二次回路圖的實例分析[J].湖南農機，2013（3）.

[4]馮駿，徐鋼.一起電容式電壓互感器二次回路故障診斷分析[J].江蘇電機工程，2011（5）.