水電廠繼電保護裝置的改進措施分析

摘要：水電廠是通過將湍急、流速快、水流量大的河流在運動過程中的動能和勢能轉化為機械能，再將機械能通過發電裝置轉化為電能，而在電能轉化過程中，繼電保護裝置是電力系統正常運行的關鍵部分。水電廠是龐大的電力系統，從源頭資源的輸入到目標資源的輸出，體現著水電廠所蘊藏的能量，對其改造和更新是巨大、艱難的過程。

關鍵詞：水電廠；繼電保護裝置；電力系統；通訊數據；技術人員培訓 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM774 文章編號：1009-2374（2015）23-0029-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.016

隨著工業化、現代化的迅速發展，水電廠的供電壓力越來越大，而在此種壓力之下的供電系統中，各功能區域的隱患問題也隨時間而逐漸被放大。繼電保護裝置作為供電系統中的重要部分，對其進行更新改造，確保整個電力系統正常運行的任務迫在眉睫。繼電保護裝置改進措施中涉及的老化原件拆除、預警預報系統安裝、計算機通訊技術的運用、技術人員的培訓等都是改造的創新內容，確保在水電廠的發電狀態下，既有硬件設備的安全有序運轉，又有專業人員的嚴格檢測，使整個發電、供電系統穩定地運轉，從而為人們的生活提供電力保障。

1 保護裝置中涉及的電力元件

1.1 發電機

發電機內部主要有定子線圈、鐵芯、水渦輪等，與通風系統配合，進行發電。作為發電機運轉的主要動力，通風系統的改造是十分必要的，首先要實現水輪機輸水量的提高，在電壓不變的情況下，要增大勵磁電流來增加水容量。而發電機通風系統的通風方式有封閉式自循環風扇方式，在發電機工作時間長久后，其原件表面的污垢會漸漸堆積，致使散熱困難。這樣的后果是使封閉式自循環風扇系統的絕緣體老化、性能降低，影響整個發電裝置的正常發電。因此，對其改造和更新的主要措施主要如下：

盡可能地減少發電機中通風系統的裝置元素，簡化電路結構。例如對擋風板的拆除，此時發電機通風部分會將一部分的通風送入冷卻器，而另一部分被送入風斗后再進入冷卻器，不僅增加了進風量，還保證了原件表面的清潔，促進發電機正常發電。

改變鐵芯的固有形態，縮短鐵芯段長和段間長，增加其段數，這樣的變化能夠使散熱面積擴大。在發電機不斷運行的過程中，如果不及時散熱，內部原件因為長期運轉，且具有一定封閉性，溫度上升得會越來越快，加大對其他原件的損耗和老化，一定時間段后會對整個發電機組的工作造成損害，也影響水電廠的正常

工作。

1.2 線路

水電廠線路改進主要針對的是對其母線的改進，工業化的發展導致水電廠供電量急劇上升，越來越多新型的、建筑設備的需電量越來越大，母線所承擔的電流量也越來越與需求量相違背，因此應適當增加母線的供電伏數，利用多個電源一起供電。除了對母線的改進，還有一個不可忽視的問題則是對母線的保護。母線的保護過程中，使用雙母線來提高供電量和確保電路的供電安全，并摘除已經發生故障的母線。線路的存在一定是分布在各個環節之內的，在繼電保護裝置中的線路更新和線路改造一定要在進行充分的計算和測量后進行。

2 改進措施

2.1 電力系統中的“除舊換新”

隨著時間的推移，電力系統在運轉過程中存在原件配合的問題，會發生磨損、老化、故障等一系列隱患結果。例如母線的老化，如果不將其進行及時的改造和摘除，母線承受的巨大電量在傳輸過程中會給其他部件帶來消極影響，其他部件會跟隨著母線一起繼續惡化，最終整個系統也會受到影響。

又比如發電系統中，風扇系統的老化也會造成通風受阻，風扇系統的老化不僅是部件使用時間長久而產生的退化，而且會基于通風系統設備設計不合理，加上時間的損耗，從而導致其他物質積攢在原件表面，增加了通風系統的熱量導致的設備壽命減短現象。因此，“除舊換新”不僅僅是對老化的原件進行更新，還要注重每個部件設計方位和數量是否仍適應如今的供電狀況，確定后進行及時改裝。

2.2 保護裝置的預警預報

水電廠繼電保護裝置就是為了最大程度化地防止故障出現時所產生的短路等危險性后果，確保在故障發生的時候通過跳閘、自動斷電等方式來保護整個系統的完好。自動監控技術的發展，使快捷精準的防護措施運用在各個設備中，預警系統在水電廠繼電保護裝置中的運用是非常迫切的。

水電廠從機械能到電能的轉化過程中，其中任一個環節的失誤都會影響整個發電裝置的運行。在每個環節的每個細節處均安置預警預報系統，便會避免發電裝置癱瘓的局面。如在某個通風冷凝器上安置預警預報系統，當冷凝器受到某些原因而發熱的情況，預警系統便會通過聲音預警或光報警來告知此處有異情。在監控中心，工作人員能夠很快得知具體的異情點，并前去檢查維修，該裝置具有及時精準的特性，保障了系統的正常運轉，避免了跳閘后再去定位和檢測問題。

2.3 通訊數據分析在保護裝置中的運用

通訊技術是現代化進步的標志之一，水電廠對其的應用也將越來越明顯。通訊技術分為通訊數據的收集和分析，放在繼電保護裝置中，則可具體體現為發電速度、發電量的檢測，發電系統中水量傳輸和電力傳輸的各類別數據收集整理。對各個細節的數據都進行檢測、歸納、整理，自動地計算出各個部件工作的數據。技術人員可以據此來得知電力系統的運轉是否在安全標準之下，從而能及時精準地查看整個系統中哪個環節正處于不正常工作之中，并及時進行維護。

在數據收集整理的同時，計算機監測系統也能與其配合，從而對整個繼電保護裝置系統進行安全性檢測。

2.4 專業人員培訓

電子信息化的大發展使得人員的參與度越來越低，在水電廠這個龐大的系統中仍然不能缺少專業性的技術人才，人才的培訓才能促進水電廠的改造進步。繼電保護裝置的運行更是需要大批的專業性高素質人才來進行監測和改造，專業人員培訓是對原有的技術人員進行思想和技術上的深化。思想上要加強凝聚力，技術上的培訓則要分批分類，水電廠具有龐大系統，從水利到電力分布著大大小小的部門，每一個工作人員屬于不同的體系，對他們在技術上的加深是不盡相同的，但也要注重其人員不僅在專業上刻苦勤奮，更要把研究成果運用到實際操作中，能夠帶給整個裝置實際意義。

3 結語

水電廠不僅影響著人類的生活，在水電能量轉化的實現中也是對生態能源的充分運用。而人類生活改善的基礎，少不了繼電保護裝置的改善，因為它確保了水電廠的正常運轉，也是間接地確保了人類生活的正常運轉。繼電保護裝置的研究是一個具有持續性和延續性的過程，不管是發電機的改造、線路的更新，還是電力系統的后期監測，這些處于繼電保護裝置中的各個細小的部件，卻時時刻刻發揮著其本身所固有的巨大價值，對其細致性的探究活動不可推卸。

參考文獻

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作者簡介：李擁軍（1970-），男，供職于湖南東江水力發電廠，研究方向：水電技術管理及檢修。

（責任編輯：周 瓊）