水電站繼電保護及安全裝置故障的排查與對策

胡嵩嵩

摘 要：繼電保護裝置是當被保護元件發生故障時，自動、迅速、有選擇地將故障從電力系統切除，以保證其余部分恢復正常運行，并使故障元件免于繼續受損害，是水電站系統具備自我保護能力的關鍵。安全自動裝置是為了防止電力系統失去穩定性和避免電力系統發生大面積停電事故的自動保護裝置。兩者相互配合，共同保障著電力系統的安全運行。為盡可能的促使繼電保護及安全自動裝置能達到較高的效用，還需要采取信息化、智能化、自動化的工作理念，對故障排查及處理策略進行改進。

關鍵詞：水電站;安全自動裝置;故障排查;處理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.133

0 引言

水電站繼電保護及安全自動裝置缺乏，或應用效力較差，不單單會對供電區域產生影響，也可能會在電網失控的情況下，對電氣設備產生不可逆的硬件損壞，或是對維護人員造成安全風險，形成生命、財產、經濟損失，介于此，加強水電站繼電保護及安全自動裝置故障的排查與處理的研究，具備現實價值和現實意義。

1 電力系統失控的危害

水電站繼電保護及安全自動裝置的作用主要是防止水電站電力系統失控，造成局部溫度過高，或頻率、電壓數值異常，對電纜、配電節點等硬件設備產生不可逆的硬件損傷;其次，電力系統失控的極速蔓延，會導致整體系統的迅速癱瘓，對鎖定故障源頭存在較大的阻礙;電力系統失控，會影響到水電站的電力產能，對直接供電區域，會造成一定程度的影響;不可忽視的是當水電站系統停止運作，會導致大壩攔水、蓄水功能存在影響，若不能及時恢復常規運作狀態，也會對大壩造成一定程度的影響;最后，水電站電力系統失控，除了增加施工難度外，也會對維護排障人員產生安全威脅，若電網頻率、電壓數值持續走高，易對防護不到位的維護人員造成觸電事故[1]。

2 運用繼電保護及安全自動裝置的重要性

水電站繼電保護及安全自動裝置可在系統異常時，通過切斷故障回路或者切除部分負荷，防止事故擴大，防止電網崩潰，恢復電力系統正常運行的自動裝置。

2.1 介于電氣設備保護

繼電保護及安全自動裝置可以迅速切斷電路回路，預防異常電流通過電纜沖擊整個系統，引起電氣設備損傷或造成關鍵設備運作失靈，影響到系統運作安全性。

2.2 介于故障源頭追查

繼電保護及安全自動裝置可以實現局部故障，局部控制，維護人員只需要在總控制室內，了解系統線路運作概況，根據線路運作偏差，迅速鎖定故障區。

2.3 介于電力產能

缺乏繼電保護及安全自動裝置，局部電網失控可能會造成水電站整體系統停機，電力產能受到影響，當期利潤受到影響。此外，水電站停止運作，直接供電區域會產生大面積停電事故。

2.4 介于大壩維護

電網失控，可能會對大壩的運作產生影響，比方說，由于強電干擾，閘門異常開合，導致水輪機超負荷運轉，或水庫水位迅速走高等。

2.5 施工安全保障

繼電保護及安全自動裝置除了切斷回路外，還會盡可能的讓異常狀態恢復常規工作狀態，以減少預防不到位產生的觸電事故等。

3 故障排查與處理的策略

無論是對繼電保護裝置，還是對其他電氣設備來說，其性能的常規表達，都有賴于安全自動裝置的正常工作。該章節主要是從故障排查與處理的角度，來強化繼電保護及安全自動裝置的效用性，以期能更好地保護電力系統的正常運作。伴隨著信息時代的發展，故障排查與處理策略在工作模式、工作理念、工作質量等方面均產生一定程度的變革，在充分結合時代特點下，對繼電保護及安全自動裝置的故障排查與處理的工作策略進行探究，主要是可以介于信息化、智能化、自動化三大方向。

3.1 信息化理念的綜合運用

信息化理念主要是信息采集、信息整合、信息通信、信息反饋的循環。信息采集理念，是借助傳感器等電子設備，對信息采集對象進行目標信息披露，以盡可能的了解信息采集對象的工作狀態;信息整合是借助編程思想，將采集到的電信號轉化成數字信號，或是對采集到的數字信號進行再加工，促使其具備基本邏輯，或是信息顯現方式，符合工作人員的工作需求;信息通信是將整合后的信息傳輸給工作人員，讓工作人員能夠較為直觀的對信息采集對象的工作狀態產生了解，此外，信息通信也包括內部通信，是電氣智能化的外在表現形式之一;信息反饋是工作人員針對獲得信息，判斷系統是否存在故障、故障源頭在哪里、如何排除故障等。

3.2 智能化理念的綜合運用

智能化理念在當代的應用主要是介于人工智能而言，是通過賦予電氣設備以智能工作的核心，讓電氣設備具備信息處理與信息下達的能力。從現實價值上來看，水電站系統結構復雜、二十四小時不間斷運作、空間跨度大等，如果都由人工參與，無論是基本的運作，還是定期維護、故障排查處理，都會延伸出龐大的任務量，人工智能參與的目的，不單單是降低主觀偏差風險，同時，也是為盡可能的減少重復勞動任務量，實現系統二十四小時不間斷檢測。

（1）運用方向。自動化的理念是介于重復勞動，實現系統運作的無人值守、自主運行，自動化是介于信息化服務策略、智能化核心的信息采集、智能判斷，而具體落實到工作過程中的階段。

（2）具體應用。自動化在繼電保護及安全自動裝置中的具體應用，主要是表現在環境抗干擾、工作精度、產品封裝質量、通信模塊的延遲等，首先，環境抗干擾是參與自動化流程的部件具備耐沖擊、耐高溫、耐強磁、耐強電的特性，以及較強的自然環境抗干擾能力等，以保證性能穩定;其次，工作精度決定了自動化運作流程，是否能精準的履行指令，比方說，在發生熱擊穿等現象后，自動物理切除線纜，以確保失控電路的完全中斷;然后，為保證工作精度，部分精密儀器會進行一體化封裝，封裝的質量決定了儀器的環境抗干擾能力;通信模塊的延遲，是自動化部件對智能核心的響應時間，延遲越短，自動化部件的工作靈敏度越高，對安全裝置的效能發揮越有效。

4 總結

水電站繼電保護及安全自動裝置事關水電站系統以及直供電網的工作穩定性、安全性，有必要予以加強保護。為更好的進行故障排查和處理工作，可借助智能化、自動化、信息化的工作理念，對水電站繼電保護及安全自動裝置的工作效力、工作質量予以改進。

參考文獻：

[1]劉禹.水電站繼電保護及安全自動裝置故障的排查與分析[J].低碳世界，2015（20）.