大型水電站及高壓電網繼電保護措施研究

朱俊宇

摘 要：隨著我國社會經濟的發展，作為社會建設基礎設施的水電站建設數量和規模都在不斷擴大，近年來，很多大型水電站也相繼建成。然而，我國地大物博，人口眾多分散，加之地形復雜，所以大型水電站也相對分散，所處的自然環境各有差異，水電站的安全運行是一大問題，要提高大型水電站的運行的安全性和穩定性，首先是要做好大型水電站及高壓電網的繼電保護工作，文章將作具體分析。

關鍵詞：大型水電站；高壓電網；繼電保護；安全風險；有效措施

中圖分類號：TV741 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）35-0086-02

改革開放以來，我國電力事業不斷發展，水電站建設數量不斷增多，利國利民，為社會的發展進步做出了卓越貢獻。與此同時，水電站電網事故也時有發生，給人民的生命財產安全帶來了極大威脅，加強水電站，尤其是大型水電站及其高壓電網的繼電保護管理十分必要。

1 高壓電網繼電保護的工作原理

大型水電站和高壓電網的繼電保護措施是保障電網安全、高效、穩定、可靠運行的重要保障，十分重要。大型水電站容易受到風災、雷擊等自然災害，設備制造、安裝、操作缺陷等人為因素的影響，發生各類型的短路故障或者電網不能正常運行等多種問題，造成事故。高壓電網繼電保護的工作原理，是利用電網內某些設備或高壓路線發生事故前后會產生某些突變的物理量，這些突變的物理量達到某個值時會啟動邏輯控制環節，促使相應的服務器給通信接入設備發出相應的跳閘脈沖和信號，發出警報，或者在最短時間、最小區域內自動將故障切除，進而減少電氣設備的損壞，保障電網安全。大型水電站及高壓電網必須安裝繼電保護裝置，當高壓電網發生短路，繼電裝置會根據電壓、電流、線路測量阻抗等的變化自動啟動繼電保護程序，保護電網安全。我國高壓電網的繼電保護技術經過多年發展已獲得了很大進步，在大型水電站建設中得到了廣泛應用，已建立了專門的高壓電網故障信息系統。

2 大型水電站及高壓電網常遇到的繼電保護安全風險

大型水電站及高壓電網如若發生故障，危害程度大、范圍廣，影響十分惡劣，高壓繼電保護系統是為了防止變電系統運行過程中發生動作失誤、電網震蕩，提高發變電系統的可靠性和穩定性，輸出高質量的電力而設置的，為了保障高壓繼電保護系統的正常順利運行，要對其可能產生的安全風險進行分析和檢測，以便發生安全風險時及時應對。常見的安全風險有以下幾種：

（1）電路受到干擾，引起繼電保護裝置的誤動作。大型水電站輸出的電力十分強大，輸出的電力中難免會夾雜著尖峰電流、諧電波等，這些電波會自動捕捉電力系統電壓、電流常規參數的繼電保護系統造成干擾，引發誤動作，影響繼電保護系統的正常運行。

（2）電氣保護動作造成繼電保護失效。大型水電站及高壓電網建設中，為了保障安全，會使用多重電氣保護，電氣保護系統之間的電流、電磁波等也會相互干擾，干擾到彼此系統中的繼電保護裝置，使繼電保護裝置運行失效，這是要引起高度重視的系統風險。

（3）軟硬件問題造成繼電保護裝置誤動作?，F代的大型水電站及高壓電網的管理已日益網絡化、自動化，多通過微機控制，計算機系統在運行過程中也是通過采集電路上的電壓、電流信號，通過計算、判斷后對繼電保護系統發出指令的，也就是說，一旦計算機內部的軟件系統和外部的硬件系統發生故障，有可能造成不能正常驅動繼電保護裝置或引發繼電保護裝置的誤動作。比如內部軟件和系統不兼容、電子元件耐壓耐流值過低耐不住尖峰電流沖擊等。

（4）繼電保護裝置安裝、使用不規范。大型水電站建設是一個復雜的綜合性系統，如果繼電保護裝置的安裝沒有按照正確的流程、安裝規范進行，會給繼電保護裝置的運行留下極大的安全隱患。例如，繼電保護裝置接線不正確、CT二次接線極反向連接、安裝后沒有進行使用測試等。繼電保護裝置沒有定期維護，老化、沒有隨系統更新等也會留下安全隱患。

（5）其他因素造成的安全風險。雷擊、風擊、鳥等很難控制的自然因素也會造成繼電保護裝置的誤動作、或線路損傷等。

3 大型水電站及高壓電網繼電保護有效措施

提高大型水電站及電網的繼電保護能力的重要性不言而喻，相關單位應積極采取措施，多方著手，保障機電系統的正常穩定運行。

3.1 建立完善的繼電保護系統管理體系和管理制度

繼電保護系統是大型水電站及高壓電網安全穩定運行的重要保障，相關部門和水電站管理單位應建立專門的管理體系和管理制度，由水電站項目總負責人，到項目主管到繼電保護系統實際管理小組長到組員，組成專門的管理體系，由上而下，逐級定位，責權明確，對繼電保護系統進行嚴格的管理、檢查、定期維護。建立繼電保護系統的管理制度，將繼電保護系統的設計、相關機械設備的采購、安裝、安裝人員的選擇、調試、維護時間、維護內容、故障檢修、日常檢查及記錄的要求等等明確納入管理制度，并嚴格執行，使繼電保護系統在設計、采購、安裝、使用、維護等全過程全范圍的得到規范、透明，有效的管理，降低安全風險。

3.2 保障繼電保護裝置的質量和性能

大型水電站及高壓電網使用的繼電保護裝置，必須保障繼電保護系統的軟硬件的質量和性能。繼電保護裝置的各項參數、規格必須符合大型水電站的需求。繼電保護系統的內部軟件必須相互兼容，外部各項硬件必須采用正規渠道購入的、合格的、高質量的、經過檢測的相關硬件系統，尤其是內部元件的對尖峰電流的承受值要經過嚴格的測試。計算機系統和繼電保護裝置之間連接必須是通暢的、穩固的，從而能保障繼電保護裝置能順利的發出有效動作。

3.3 提高繼電保護的技術

現代的大型水電站及高壓電網的繼電保護系統已經越來越向自動化、網絡化發展，越來越先進，為了提高繼電保護的可靠性、靈敏性，應提高相應技術。比如，完善繼電保護的信息系統建設，完善GPS在電力系統和電力保護中的應用。繼電保護系統中，利用GPS接收獲得的時間與同步脈沖信號統一全國電網，大大提高了繼電保護信息系統獲得時間的準確性，能及時的發出警報，同時啟動保護系統，切斷電源，減少機械損傷，保護設備，避免造成事故。又比如，完善連接線的質量研發，在接線的耐磨、耐高壓、耐高溫等方面加強研究，提高連接線的使用壽命和使用安全性，又或者加強繼電保護系統用到的元件、零部件的研發，提高耐壓耐流值，提高其抗壓、抗腐蝕、降低電磁干擾等方面的性能，提高整個繼電保護系統的整體質量和運行效率。endprint

3.4 加強繼電保護裝置安裝、管理、維護人員的培訓和管理

人力因素是造成繼電保護裝置留下安全隱患的重要因素，容不得一點馬虎和懈怠。大型水電站及高壓電網的繼電保護系統的管理和維護，應在管理體系和管理制度的監督約束下，進行嚴格的管理。首先，大型水電站及高壓電網的繼電保護系統的設計，數量、規格的確定、安裝位置、安裝時間的選擇應是經過專家組審核、測試再最終定稿的；然后，繼電保護系統相關機械設備的選購、運輸，應選用經過嚴格考核、具有豐富市場采購經驗、知法、懂法的相關專業采購人員，從符合資質的，有產品質量保證和良好市場信譽的機構購入相關機械設備，并在運輸過程中采取符合運輸要求的保護措施。其次，繼電保護系統的安裝人員，必須具有高超的技術、豐富的經驗高尚的職業道德，應持證上崗，經過考核，接受培訓，這樣高綜合素質的人才，才能有良好的技術保障繼電保護系統的按流程、按規范正確安裝，并為自己的工作負責，不偷工減料，工作到位，安裝后嚴格測試，以保障系統安全性和可靠性。最后，大型水電站及高壓電網的繼電保護系統是由多個部分組成的，應在專門的管理組的帶領下，積極的做好繼電保護管理人員的教育培訓工作，一方面提高其技能，一方面加強職業道德建設，一方面對繼電保護系統的日常維護工作進行管理、檢驗，保障繼電保護系統定期得到檢驗、維修，加強每日巡視，保障系統的正常有序運行。

4 結束語

大型水電站及高壓電網是利國利民的重要工程，為社會的進步發展作出了重要貢獻。近年來，我國的大型水電站及高壓電網建設數量和規模不斷增多，相應的安全問題也引起了社會的廣泛重視，所以加強其繼電保護措施十分重要。文章分析了大型水電站及高壓電網繼電保護的原理，分析了大型水電站及高壓電網常遇到的繼電保護安全風險，并提了一些解決措施，對促進行業內繼電保護系統的建設提供了有益的參考和啟示，文章的研究具有一定價值。

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