發電廠繼電保護干擾因素分析及防范對策

李曉文

（山東核電有限公司，山東 煙臺265116）

0 引言

繼電保護裝置是發電廠電力系統不可或缺的設備，在系統發生突發事故或運行異常時，繼電保護裝置可以及時檢測并發出警報，也可以對故障設備及時進行切斷、隔離操作，保證發電廠運行的安全與穩定。通過分析發電廠設備運行記錄，了解到繼電保護裝置會受到多種干擾因素的影響，從而造成其保護功能下降。因此，采取有效方法抵制繼電保護的干擾因素是發電廠面臨的共同課題。

1 發電廠繼電保護的作用、目的與要求

發電廠繼電保護的主要功能是及時檢測電力系統的異常狀況并發出警報，對可能發生的故障提前進行處理。當發電系統發生故障時，繼電保護設備可以及時地切斷和隔離故障源，以保證電力系統其他設備的安全，減少損失。對于繼電保護我們應該全面分析，具體了解繼電保護裝置的作用、目的與要求，保證其工作在最佳狀態。

1．1 繼電保護的作用

目前，我國發電廠主要是火力、風力發電。每一種發電方式都有其獨特的電氣設備。繼電保護裝置應用于電力系統的主要作用有：在電氣設備故障發生前感應到事故信號，并馬上隔離故障元件，確保其他電力設備的安全；同時，繼電保護裝置也可避免長時間停電帶來的不便，使電氣設備維持在正常狀態。

1．2 繼電保護的目的

發電廠的發電系統發生短路故障時，會產生很大的短路電流，并且系統電壓也明顯降低。

（1）電力系統故障導致的短路電流使設備電壓大大降低，影響用戶的正常生活和生產用電，發電廠的供電質量下降。

（2）電力系統故障造成的短路電流可能會燒壞系統設備，影響發電廠的正常生產作業。

（3）發電廠系統故障產生的故障電流流經非故障設備時會燒壞絕緣部件，減短設備使用壽命。

（4）發電廠電力系統故障導致的電壓下降，會造成電力系統的穩定性降低，使發電設備產生振蕩現象，可能會導致整個電力系統崩潰，損壞電力設備，造成經濟損失。

而安裝繼電保護裝置的目的正是避免這些后果的產生。

1．3 繼電保護的要求

繼電保護裝置可以對電力系統設備進行檢測、報警、隔離、切斷等多項操作。發電廠在安裝繼電保護設備時一定要考慮繼電保護裝置的動作要求，只有這樣，才能保證其正常發揮功能。繼電保護裝置應該滿足靈敏性、時效性、穩定性和選擇性等要求，具體如下：

1．3．1 靈敏性

靈敏性可以反映繼電保護裝置的反應能力。當電力系統發生故障時，繼電保護裝置的反應時間越短則靈敏性越好。繼電保護設備的靈敏性要求其一定要在規定的時間內診斷出故障的種類、裝置、影響并給出處理策略，從而保證繼電保護正確動作。例如，發電廠電力系統在最大運行方式下三相短路時繼電保護動作正常，而在系統最小運行狀態下單相或兩相短路故障時動作也保持正常。

1．3．2 時效性

繼電保護的時效性是指繼電保護裝置應該以最快的速度切斷故障設備。電力設備故障對整個系統的破壞是巨大的，嚴重時甚至會導致整個發電系統癱瘓，影響正常生產。時效性是繼電保護的重要要求，要求在系統發生故障時繼電保護裝置能夠在第一時間作出檢測、警報、切斷等操作。切斷的速度越快，設備受到的破壞越小。時效性在特殊情況下更是重中之重。例如，用戶的母線電壓比有效值低、大容量變壓器和發電機內部故障等。

1．3．3 穩定性

穩定性是繼電保護的核心指標。繼電保護的穩定性主要包括安全性和可靠性兩大方面。首先是安全性，繼電保護的每一個動作都必須是安全、準確的，即在發電系統無需保護時不會誤動，從而避免設備的誤操作。其次是可靠性，繼電保護設備的動作必須是可靠的，根據具體的指令進行操作，可靠保護系統設備正常運行，提高發電廠設備執行能力。

2 發電廠繼電保護的干擾因素

在發電廠生產期間，繼電保護起到了關鍵的保護作用。繼電保護裝置不僅可以對故障及時進行檢測，而且可以在故障發生時及時進行切斷處理。然而，在實際生產中，受諸多因素的影響，繼電保護的能力會有所下降，不利于發電廠的生產運行。

2．1 客觀因素

（1）高頻因素。如果發電廠設備隔離開關動作速度過慢、動作時間過長，在開關觸點處會產生“電弧閃絡”，從而形成高頻電流和過電壓等。母線附近會形成強烈的磁場、電場，使二次設備、二次電路的運行發生異常。如果干擾信號強度比裝置元件可承受的范圍還要大，會使繼電保護設備發生故障，影響發電廠繼電保護設備的正常運行。

（2）雷擊因素。雷擊對于繼電保護設備的破壞力是比較大的，并且大自然中雷電多種多樣，有球形雷、感應雷、直擊雷等。電廠內的地網都為高阻抗地網，因此當雷電襲擊發電廠的避雷器、接地元件時，雷擊造成的高頻電流會通過高阻抗地網使地網系統中的暫態電位升高。這種高阻抗干擾會使發電廠繼電保護設備的誤動作率上升，同時大大降低繼電保護裝置的穩定性和可靠性。

（3）輻射因素。為了進一步滿足電能生產的需要，發電廠的電力系統配備了一部分移動通信設備。在使用通信設備的同時，會產生強輻射磁場和電場。強輻射磁場和電場會對繼電保護造成干擾。如果變化的磁場耦合到了附近弱電子設備的回路中，回路就會相應地感應出高頻電壓而產生偽信號源，影響繼電保護的正常工作。

（4）靜電因素。工作人員的衣物會對繼電保護產生靜電干擾，如果工作人員長時間處于高壓環境中進行作業，其衣服上就會有高電壓電荷存在。當工作人員進入發電廠與設備接觸時就會產生放電現象，使繼電保護裝置遭到破壞，并且擾亂繼電保護的系統結構，影響發電廠設備的安全運行。

2．2 人為因素

（1）在人員方面，工作人員缺乏相應的專業知識可能造成繼電保護設備誤動或不動，這就需要操作人員學習掌握繼電保護的相關專業知識并且能夠熟練讀懂圖紙，了解每個元件的安裝位置和功用，保證繼電保護裝置正常運行。

（2）在硬件方面，由于資金的限制，供電系統中一些設備發生故障需要維修更換時，會存在工具和配件不足的現象，造成繼電保護出現的問題得不到及時解決，使供電系統存在安全隱患。

（3）在軟件方面，領導干部對繼電保護事故不夠重視，具體操作人員在作業時對各類措施、制度的實施也大打折扣，也會導致繼電保護存在安全隱患。

3 發電廠繼電保護的有效策略

繼電保護是保證發電廠正常運轉的重要環節，工程人員與技術人員必須要保證繼電保護裝置安全可靠運行。考慮到繼電保護干擾因素所帶來的不良影響，相關人員應該重視繼電保護裝置的管理，防范潛在的干擾因素。抵制發電廠繼電保護干擾因素的措施主要包括以下幾個方面：

（1）安排保護人員。發電廠應該安排相應的專業人員對繼電保護設備進行監測管理，當裝置發生故障時及時進行報告和處理。

（2）完善規章制度。不同的發電廠生產規模不一樣，發電廠應該根據自身特點采用相應的繼電保護方案，制定完善的規章制度，加強管理。

（3）配電線路保護。當前，我國配網線路以10 k V電壓等級為主，然而10 k V配電線路的結構性差，這就要求技術人員應用規范的計算方法對繼電保護參數進行精準計算。

4 結語

綜上所述，繼電保護是發電廠不可或缺的一部分，繼電保護系統可以維持電氣設備的安全可靠運行。發電廠在使用繼電保護裝置的同時，應對干擾繼電保護的因素進行具體分析，然后制定相應的解決策略，從而保證發電廠能夠安全、可靠、穩定供電。

［1］朱浩駿，蔡澤祥，侯汝峰，等．面向對象的圖形化地區電網繼電保護整定軟件研究［J］．電網技術，2004（22）

［2］鄭俊良，許冬成，張雷，等．關于6 k V（10 k V）異步電機綜合保護裝置的整定的探討［J］．電機與控制應用，2008（2）

［3］張兵海，王獻志，李曉文，等．抽水蓄能機組幾種特殊發變組保護整定配置原則探討［J］．水電自動化與大壩監測，2010（1）