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(tǒng)中二次回路相對而言比較復雜，是電力系統(tǒng)的重中之重，對于確保水電站電力系統(tǒng)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(xiàn)故障問題會對水電站電力系統(tǒng)產(chǎn)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(xiàn)失誤，如果變壓器負荷超出一定限值，或者是出現(xiàn)穿越性相間短路，那么就會出現(xiàn)誤跳閘動作；如果線路保護接線存在問題，同時系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題，那么斷路器本應該跳閘卻不跳閘，不該發(fā)生跳閘卻誤跳閘，導致設備損壞，甚至電力系統(tǒng)瓦解等安全事故；如果測量回路出現(xiàn)故障，則會對計量準確性產(chǎn)生影響，電費收取困難，而且電能質(zhì)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(nèi)容有水電站一次設備進行控制、調(diào)節(jié)、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(tǒng)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(xiàn)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(tǒng)必須要時刻處于繼電保護的狀態(tài)，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(tǒng)的實時狀況進行監(jiān)測與控制，確保電力系統(tǒng)能夠正常運行。利用預防事故，或者降低事故發(fā)生的概率，促進系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的提升。繼電保護是二次回路系統(tǒng)中重要組成部分，同時也是一個獨立的子系統(tǒng)。電站控制方面，比較容易出現(xiàn)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(zhí)行電源。比如，監(jiān)控現(xiàn)場控制單元開出動作接力器對電磁閥進行鎖定。監(jiān)控系統(tǒng)提供無源節(jié)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(jiān)控系統(tǒng)，經(jīng)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(zhí)行元件電磁閥沒有發(fā)生動作，另外一方面就是電源正負沒有經(jīng)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(jiān)控系統(tǒng)控節(jié)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(xiàn)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(xiàn)為被保護元件出現(xiàn)故障問題，或者是不正常運行狀態(tài)時，對斷路器跳閘發(fā)出故障信號，并產(chǎn)生動作的一種自動設備，是繼電保護系統(tǒng)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(tǒng)的高電壓、電流進行轉(zhuǎn)化，成為二次系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(xié)調(diào)工作，按照水電站系統(tǒng)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(tǒng)有可能產(chǎn)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(xiàn)失誤動作，同時也要確保系統(tǒng)要求得以滿足，此外保護設備還要發(fā)揮其重要效能，確保水電站二次系統(tǒng)，以及整個系統(tǒng)能發(fā)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(tǒng)的密切配合給予足夠的重視，整定計算實現(xiàn)之后，要充分考慮系統(tǒng)有可能出現(xiàn)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(xiàn)故障問題，應當盡可能地防止出現(xiàn)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(yōu)先原則，避免產(chǎn)生保護拒動的情況。

3.3 繼電保護系統(tǒng)的運行與接地

設備運行過程中要根據(jù)具體的要求實現(xiàn)普通的保護整組傳動試驗，還要加強對裝置遙控、遙測、遙調(diào)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(wěn)定可靠的運行狀態(tài)，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(huán)節(jié)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(xiàn)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(qū)域內(nèi)，要選擇接地銅排網(wǎng)接地的方式，銅排接地網(wǎng)和主接地網(wǎng)進行連接，不能選擇普通的利用扁鋼或者槽鋼的方式實現(xiàn)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(yè)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(fā)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(xiàn)；電壓切換、電壓閉鎖回路、母線差動保護、聯(lián)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(xiàn)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(wěn)定可靠性較強，設備保證具有一定的電磁屏蔽體，避免產(chǎn)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(yè)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(zhí)行元件動作發(fā)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(chǎn)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(chǎn)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(yè)和通信專業(yè)要做好密切配合，對繼電保護通信設備的傳輸信號穩(wěn)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(nèi)部，從而產(chǎn)生保護不正確。

4 結束語

總而言之，水電站電力系統(tǒng)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(jiān)測、控制、保護等作用得以充分發(fā)揮。

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