淺析水力發電廠機組中繼電保護的配置及運行維護

鄭仁釗

摘要：本文將對繼電保護的基本原理與保護裝置進行分析，并在此基礎上就水力發電廠機組中繼電保護的配置及運行維護，談一下自己的觀點和認識，以供參考。

關鍵詞：水力發電廠；機組；繼電保護；配置；運維

電力企業的發展為人們生產生活帶來益處的同時，也對水力發電廠機組運行過程中的繼電保護配置、運維，提出了更高的要求，這是確保水力發電廠機組運行安全可靠性的關鍵。因此，在當前的形勢下，加強對水力發電廠機組繼電保護配置與運維問題的研究，具有非常重大的現實意義。

1、繼電保護原理及構成裝置

在電力系統運行過程中，各一個組件都必須在安全參數范圍內，比如電壓、電流以及功率等，不能超過額定值；一旦系統出現故障問題，則很容易會導致運行值超出允許范圍，進而對機組、電路的運行造成嚴重的威脅。繼電保護優化配置能夠對整個機組、電路系統起到自動保護作用，因此繼續保護配置應當能夠有效區分系統、設備的正常與非正常狀態，同時這也是繼電保護功能的體現。在電路運行過程中，其中一個較為顯著的故障問題就是造成電流劇增、電壓銳減，而繼電保護的設計初衷在于針對線路運行故障問題，對電力系統進行有效的保護，比如過電流保護、變壓器低電壓保護以及母線保護等設置。

對于繼電保護裝置而言，其構成主要有參數測量、邏輯以及額定值調整和命令執行等幾個主要部分，如下圖所示。

就上圖而言，參數測量部分主要是將整定值額定用以比對參數值，并以此來判定設備的運行狀態；邏輯部分，主要是基于測量部分輸出的信息數據進行邏輯判斷，比如輸出量性質、大小、出現的狀態順序等，任何以此為基礎進行邏輯關系動作；對于執行部分而言，主要是根據上述順序判定結果，對斷路器跳閘執行、發警報信號等，以此來實現繼電保護作用。在當前國內水力發電廠機組運行過程中，繼電保護起到了非常重要的作用，因此應當做好繼電保護配置、運行維護工作。

2、水力發電廠機組中的繼電保護配置

對于新建的發電機組而言，較之于傳統的發電機組雖然其運行方式更加的靈活多變，但是也導致機組設備運行工況更加的復雜，因此必須增設合理的配套設施，做好繼電保護配置工作。同時，對水力發電廠機組中的繼電保護要求更，技術人員必須結合實際情況進行分析研究，保證繼電保護配置的科學性、合理性。

第一，保護好水力發電廠機組以及主變壓器。基于對當前新建水力發電廠機組特點的分析和考慮，為確保切機組運行的安全可靠性，必須對繼電保護設施進行全面的對比分析，立足實際，對其進行合理的配置。在發電機軸電流保護過程中，建議選擇ABB產品；在機組以及主變壓器保護過程中，應當選用質量好、高效率的微機保護設備，其中還包含定子過負荷、低頻以及過電壓和失磁的有效保護裝置；以此來構建繼電保護系統，保障機組、主變器的安全可靠性。

第二，水力發電廠機組對繼電保護產生一定的影響。水力發電廠機組運行過程中，其運行工況和方式呈現出多樣性和多元化的特點，同時也對繼電保護工作提出了更高要求，技術人員必須加強重視。同時，還要進行試驗、對比分析，一般而言，繼電保護設備受兩個方面因素的影響，具體分析如下：（1）水力發電廠機組包括水泵、發電等工況，在其運維管理實踐中，必須通過換相開關來實現相序的改變，完成上述不同工況的相互切換。基于此，在繼電保護配置過程中，一定要充分考慮相序變動問題及其影響因素；（2）水泵工況啟動過程中，機組在任何一種運行方式下均需施加一定的勵磁電流，只有這樣才能保證定子繞組的幅值、電流頻率等，隨發電廠機組轉速統一變化，并保障發電廠機組的運行安全可靠性。在實際啟動時，電壓、電流的頻率都會發生一定的變化，此時會對繼電保護設備的功能產生一定的影響，甚至會造成設備拒動、誤動。基于此，應當全面考慮電壓、電流的頻率變化情況。

第三，微機型繼電保護配置。水力發電廠中的微機型繼電保護應用，較之于普通繼電保護設備而言，主要有如下幾個方面的突出優勢。（1）有利于及時、準確的調試和管理。微機型繼電保護配置，可利用現代數字信號技術，對發電機系統參數優化和調試，可有效降低繼電保護設備發生故障的機率。（2）微機型繼電保護配置，靈活性非常的好。實踐中，基于不同的需求，可選用合適的處理軟件，這使得保繼電保護設備的靈活性、適應性更強。（3）微機型繼電保護可靠性非常的高。微機型繼電保護配置，采用的是計算機管理模式，能夠及時準確地對系統中的故障問題實現自動識別與高效處理，同時還可以有效減少誤動、拒動發生的機率，對于全面提高發電廠機組繼電保護的可靠性，應用效果非常的顯著。

3、水力發電廠機組繼電保護運維

當繼電保護設備應用到水力發電廠機組之后，其運行較為穩定，一般情況下不會出現較大的故障問題。然而，在實際運行過程中，管理人員不能掉以輕心，仍需加大對繼電保護設備運行和維護的管理力度，只有這樣才能防患于未然。在此過程中，應當安排專人對其進行管護，對繼電保護設備的運行狀況進行巡查，尤其是容易出現故障問題的部位，更要加大巡檢力度；同時，針對水力發電廠繼電保護中的安全隱患問題，一定要及時采取有效的措施予以防范和解決，確保繼電保護設備的運行安全可靠性。

在水力發電廠機組中的繼電保護運維過程中，應當依托于先進的技術手段。在電力系統中，通常情況下繼電保護設備處于靜態，一旦系統出現故障問題，電器參數才會表現出異常現象，此時繼電保護設備即可檢測出異常故障和具體位置，然后采取針對性的處理措施。對于技術人員而言，他們對機組中的繼電保護設備運行狀態了解，通常只是對靜態模式有所了解，運維的關鍵在于繼電保護設備是否處于良好狀態。比如，水力發電廠機組繼電保護裝置初始數據：不僅要確保裝置原始狀態時處于良好的工作狀態，有效避免投入應用前的先天不足；而且還包括裝置及其部件的類型、銘牌和試驗數據等。在水力發電廠機組中的繼電保護運維過程中，應當進行合理的規劃，切忌急功近利；同時還要結合水力發電廠的實際情況，先推行一些試點工程，再根據試點工程建設和運行經驗進行優化和改進，在此基礎上才能擴大實施。

結語：水力發電廠機組中的繼電保護目的在于系統發生故障問題時，能夠在較短的時間內將故障問題排除掉，或者切除故障設備，并且第一時間發出警報信號，以此來降低故障造成的危害。因此，在繼電保護配置與運維過程中，應當將加強重視，不斷創新和改進技術手段，只有這樣才能確保系統運行的安全穩定性。

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