探究水電站繼電保護安全問題和改進措施

【摘要】隨著我國經濟的飛速發展，對于電力需求的缺口也越來越大，如何保障工業和經濟發展所需要的電力，一直是困擾電力系統的棘手問題。近年來，國家大力發展水力發電站系統，水力發電主要作為區域供電和調峰、調頻電站使用，對保障電網安全穩定，改善系統的供電質量，提高系統的經濟效益，有著舉足輕重的作用。在水電站運行的過程中，如何實施有效安全可靠的繼電保護一直是其中的關鍵技術問題，針對此問題，本論文重點探討水電站繼電保護的安全風險，以及如何規避繼電保護的風險，提高繼電保護的安全性和可靠性。

【關鍵詞】水電站；繼電保護；安全問題；改進措施

1、水電站繼電保護安全風險分析

繼電保護系統在水電站和火電站中的作用和目的都是一樣的，用于實時檢測電力系統各元件的運行狀態。一旦系統發生故障或異常，繼電保護裝置迅速有選擇性的動作實現故障隔離或告警，保證電力系統的安全、穩定和高效運行。如果繼電保護裝置的安全性和可靠性出現問題，出現誤動或拒動，就會引發嚴重的電氣事故：損壞電力設備、造成大范圍停電、甚至引起系統瓦解。在繼電保護系統的安全問題中，一般由如下幾類情況：

1.1電路干擾引發繼電保護誤動作

在當今的電力輸出系統中，諧波電流和尖峰電壓成為了電力系統輸出電力中不可避免的干擾因素。這些干擾因素的存在，提高了電力系統的電流、電壓等常規參數的繼電保護系統引起誤動的頻率，這樣會影響到電力系統正常穩定的運行。

1.2電氣保護動作引發繼電保護失效

在水電站系統的建設中，需要多重電氣保護的應用。不同的電氣保護系統之間又會相互產生影響，電氣保護動作對繼電保護系統的干擾也是水電站繼電保護的安全性問題之一。

1.3軟硬件可靠性引發繼電保護誤動

隨著科技的進步，繼電保護裝置的配置也取得了廣泛的發展。目前常用的繼電保護裝置都是通過計算機控制的，計算機通過對電路上故障特征信號的捕捉，實現電力系統安全高效的運行。例如電流過大、電壓過大，、相序角差過大等，通過對故障信號的采集、計算和判斷等指令的發出，從而命令驅動裝置實現對電路的繼電保護。微機控制繼電保護系統功能的實現，依靠其內部的軟硬件，但是其軟硬件具有一定的不可靠性。硬件電子元件的硬件耐壓值和耐流值過低不能承受尖峰電壓脈動的沖擊而被擊穿，就會影響繼電保護系統的安全性和可靠性。由于繼電保護中的具體操作中的復雜性，軟件功能的不完善也是導致繼電保護系統發生誤動的原因之一。

1.4用戶繼電保護裝置應用不規范

在水電站的建設中，繼電保護裝置應用的不規范現象比較常見。在實際的操作中，CT二次接線極性接反、沒有對繼電保護裝置進行必要的維護、沒有對繼電保護裝置做相應的檢查測試、繼電保護裝置服役時間超周期、采用單一電源供電方式等，都是不按設計要求操作而存在的安全隱患。如果平時對這些安全隱患不加以重視，當險情發生時，設備故障使保護誤動和拒動都會引發嚴重的安全事故。2015年3月7日，安徽省佛子嶺水電站6.3KV母線#8開關柜發生短路故障，由于繼電保護裝置未動作，所有開關未及時跳閘切除故障， #2主變在大電流作用下，產生高溫導致高壓套管爆裂，引發變壓器失火，致使變壓器燒毀。經過事故發生以后的調查和分析，造成這次事故擴大的主要原因就是繼電保護裝置應用不規范，平時缺乏檢查維護和校驗、服役超周期、直流電源單一等原因致使繼電保護裝置拒動。因此，在實際的建設和運用中，一定要遵循相關的設計要求和維護標準進行水電站繼電保護裝置的安裝和維護，才能夠有效的減少事故發生的概率。

1.5其他因素引發繼電保護誤動

水電站的設備有一部分處于室外，極端的天氣情況都會對繼電保護裝置的安全性和可靠性產生影響。小鳥和老鼠等小動物也會對繼電裝置準確性和安全性產生影響，在生產建設中一定要配置相關的防護設備，只有這樣才能提升繼電保護裝置的安全性和可靠性。

2、水電站繼電保護裝置安全風險改進措施探討

2.1健全繼電保護風險安全管理機制

筆者從事水電站發電運行現場管理工作多年，從水電站繼電保護安全管理制度的落實情況來看，主要存在以下三個方面的問題：繼電保護安全管理制度流于形式化，安全管理落空；從領導到基層，存在思想懈怠的現象，心存僥幸心理，對繼電保護系統的安裝、維護和管理沒有落實到位；繼電保護系統沒有技術更新和運行維護，繼電保護系統通常是安裝好之后便無人問津，導致繼電保護裝置缺乏維護。

上述問題大大增加了繼電保護系統安全可靠運行的風險，因此，必須采取一定的安全管理措施來降低繼電保護系統運行的風險系數。水電站系統要實現繼電保護安全可靠地工作，首先從風險管理制度上入手，建立健全的風險管理制度，從繼電保護元器件的采購、安裝、調試、使用，到后期的設備維護、維修、技術工人的交接班等，都必須制定詳盡全面的安全規章管理制度，盡可能的將繼電保護系統的風險降至最低，從而提高繼電保護系統安全性和可靠性。

2.2 完善和落實繼電保護的安全管理措施

為確保繼電保護裝置的正常運行，需要從以下幾個方面加強安全管理措施：

（1）繼電保護裝置跳閘以后，工作人員應當對跳閘的起因進行全方位的剖析，充分考慮各種因素，得出一個確切的調查結論。此外，要充分掌握繼電保護裝置其他保護動作的現狀，及時對保護動作進行復原，在電力系統恢復正常運行以后，還要將這次故障的詳細信息以書面記錄的形式保留下來，記錄應當包括故障的時間、部位、成因、類型以及具體的處理措施等基本信息。

（2）在操作繼電保護裝置方面，要規范操作人員的操作工藝和流程，非操作人員嚴禁對繼電保護裝置進行操作。對于保險裝卸、開關切換及壓板接通轉換等權限進行嚴格限制，需要具有相應權限的工作人員才能進行操作。

（3）發生在二次回路上的所有操作都要根據實際的設備規格，按照《電氣安全工作規程》的要求規范實施，同時還要經常對水電站的二次設備進行巡視檢查，一旦發生故障及時維修，保證繼電保護裝置的良好運行狀態。

2.3重視和落實繼電保護技術安全措施

要降低繼電保護系統的運行風險，切實提高繼電保護系統的安全，還必須要從技術角度落實繼電保護的運行安全。結合繼電保護系統常見的誤動作或失效的原因，有針對性的加以技術改造，例如，變壓器增加縱差動保護，可提高繼電保護裝置的可靠性；變壓器差動保護和瓦斯保護配置在同一裝置中，增大了保護拒動的風險，必須獨立設置；再如，CT二次回路要嚴格按設計要求接線，這些技術細節都能夠降低繼電保護系統在實際運行中的風險系數，提高其運行的安全性和可靠性。

2.4重視繼電保護技術人員的配置和培訓

繼電保護系統安全穩定可靠地運行，離不開技術人員的支持，因此，加強對技術人員的培訓工作，

系統地有針對性地開展繼電保護技術培訓，針對常見的繼電保護誤動或者失效原因進行培訓，采用老帶新、一對一等形式，切實提高繼電保護系統技術人員的技術水平，從而在一定程度上也能夠降低繼電保護系統的運行風險。

2.5提高繼電保護裝置產品的可靠性

實際中由于繼電保護裝置本身軟硬件缺陷導致保護誤動的實例很多，降低繼電保護安全風險的一個重要措施是繼電保護裝置生產廠家不斷完善繼電保護裝置的軟硬件，提高繼電保護裝置的整體可靠性。繼電保護配置雙重保護設備時，應采用不同的生產廠家，以避免家族性缺陷。這些都是降低繼電保護安全風險的有效途徑。

3、結語

繼電保護是水電站建設和運行中的一個至關重要的環節，在實際操作運用中必須要明確繼電保護存在的安全問題，針對這些問題進行認真分析，做到有效的規避風險。并且還要不斷的完善健全安全生產責任制度，加強水電站繼電保護裝置的技術革新力度，對相關繼電保護人員進行合理的配置和必要的技術培訓。只有這樣，繼電保護裝置運行的安全性和可靠性才能夠真正得到保障，才能不斷促進水電站的發展。

參考文獻：

[1]許文彬.淺談電力系統繼電保護維護措施[J].中國科技信息，2012 （02）.

作者簡介：刁海友，男，1962年9月25日生，大學專科學歷，工程師，發電廠及電力系統專業畢業，曾從事發電運行、職工教育培訓專職、安全專職等工作，現為安徽省佛子嶺水庫管理處安全生產管理專職。