水力發(fā)電廠繼電保護(hù)運(yùn)行分析

發(fā)電廠繼電保護(hù)是保障電力系統(tǒng)正常且穩(wěn)定運(yùn)行的重要組成部分，其運(yùn)行的可靠性直接影響著電力系統(tǒng)的整體質(zhì)量。本文首先闡述水力發(fā)電廠繼電保護(hù)的現(xiàn)狀，并結(jié)合發(fā)電廠繼電保護(hù)可靠性的影響，分析其失效的原因，并從繼電保護(hù)可靠性指標(biāo)與評(píng)估方法以及應(yīng)采取的提高發(fā)電廠繼電保護(hù)可靠性運(yùn)行的具體措施上進(jìn)行分析。

一、發(fā)展現(xiàn)狀

繼電保護(hù)是伴隨電力系統(tǒng)的發(fā)展而逐步崛起的，從上世紀(jì)五十年代到九十年代，其發(fā)展歷經(jīng)四個(gè)過程，而進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，電子信息技術(shù)的膨脹，使繼電保護(hù)的發(fā)展步入新的臺(tái)階。目前，電力系統(tǒng)的容量還在不斷的擴(kuò)張，繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置的發(fā)展也可謂是斬獲頗豐，雖然如此，還是不能夠防止全電力系統(tǒng)發(fā)生相應(yīng)的故障；例如：季節(jié)性的用電緊張，導(dǎo)致大面積的停電；機(jī)、爐、電等其中任何零部件的故障都有可能會(huì)影響水力發(fā)電廠的安全生產(chǎn)，特別是大機(jī)組和大電力系統(tǒng)的相互影響和協(xié)調(diào)問題；另外一些人為因素也是造成不當(dāng)管理的主要原因之一。總而言之，這些問題的存在，毫無疑問會(huì)對(duì)水力發(fā)電廠繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置運(yùn)行管理造成相應(yīng)的麻煩，阻礙水力發(fā)電廠繼電保護(hù)的健康發(fā)展。

二、水力發(fā)電廠繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性運(yùn)行的影響因素

1、裝置硬件。無論是傳統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)裝置形式還是現(xiàn)代的全數(shù)字化智能保護(hù)裝置，根本上都是由硬件設(shè)置和軟件操控系統(tǒng)構(gòu)成的統(tǒng)一體。而電子設(shè)備有著一定可正常使用期限，長(zhǎng)期使用導(dǎo)致的電子元件老化和設(shè)備損壞會(huì)直接影響水力發(fā)電廠繼電保護(hù)系統(tǒng)在規(guī)定條件下完成規(guī)定功能的能力。例如，現(xiàn)代先進(jìn)的全數(shù)字化繼電保護(hù)系統(tǒng)的硬件設(shè)置方式簡(jiǎn)單，裝置了較多的光纖輸入、輸出接口，但這也同時(shí)引入了更多的可靠性不穩(wěn)定因素，如光口在使用中因?yàn)榘l(fā)熱而容易受損，這將直接影響采樣值的輸入和保護(hù)跳閘的輸出。

2、裝置軟件。水力發(fā)電廠繼電保護(hù)系統(tǒng)中的硬件設(shè)置是保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)的平臺(tái)裝置，而軟件算法則是實(shí)現(xiàn)保護(hù)能力的核心與“靈魂”。軟件的設(shè)計(jì)、架構(gòu)、模塊形式、操作界面對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的正常且高效運(yùn)作有著極大的影響。軟件的可靠性很難根據(jù)物理要素進(jìn)行預(yù)計(jì)，其影響因素包括軟件設(shè)計(jì)原理、系統(tǒng)輸入/輸出方式、系統(tǒng)的使用方法和軟件的設(shè)計(jì)框架等方面。

3、互感器等相關(guān)一次設(shè)備。CT、RT 等互感器及斷路器等一次設(shè)備通過傳變輸入量和執(zhí)行輸出而直接影響著保護(hù)系統(tǒng)正確反映一次系統(tǒng)狀態(tài)、不拒動(dòng)、不誤動(dòng)的能力。微機(jī)保護(hù)形式一般采用電磁式互感器，其中接線是否正確、傳變誤差的大小等因素影響到繼電保護(hù)系統(tǒng)的正確運(yùn)作可靠性；全數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)中一般采用電子互感或光學(xué)互感器，這些新技術(shù)和新方法在系統(tǒng)的抗飽和性能上體現(xiàn)出了極高的優(yōu)勢(shì)，但由于相關(guān)配置設(shè)置和生產(chǎn)技術(shù)方面有待提高，其可靠性往往存在著較多的不穩(wěn)定因素，導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性存在著潛在的威脅。

4、繼電保護(hù)定值。從理論上分析，水力發(fā)電廠繼電保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)原理、保護(hù)特性、一次設(shè)備、裝置硬件與軟件對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性都有著極大的關(guān)聯(lián)，而從電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況來看，離線整定的保護(hù)定值是影響繼續(xù)保護(hù)系統(tǒng)正確運(yùn)作的主要因素。傳統(tǒng)繼電保護(hù)通常采用離線計(jì)算保護(hù)定值并在運(yùn)行中使其保持不變的方式。現(xiàn)階段，隨著科學(xué)技術(shù)的國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜、建設(shè)成本日益加大、交直流混合運(yùn)行、也經(jīng)常出現(xiàn)臨時(shí)運(yùn)行方式，此外加上繼電保護(hù)后備保護(hù)系統(tǒng)的日益復(fù)雜、系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)作時(shí)間延長(zhǎng)、影響系統(tǒng)正常運(yùn)行的因素逐漸增多，最終導(dǎo)致離線整定模式的弊端日益突出。另一方面，在對(duì)繼電保護(hù)定值進(jìn)行整定計(jì)算的過程中，諸如可靠系數(shù)、返回系數(shù)等的數(shù)值確定會(huì)對(duì)繼電保護(hù)的整體性產(chǎn)生關(guān)聯(lián)性影響。

5、人為因素。在水力發(fā)電廠，由于繼電保護(hù)檢修人員技能水平不高、不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)處理；經(jīng)常發(fā)生保護(hù)定值誤整定現(xiàn)象；運(yùn)行人員不熟悉保護(hù)原理，對(duì)設(shè)備運(yùn)行方式不熟悉及發(fā)生誤碰、投錯(cuò)保護(hù)壓板等現(xiàn)象，這些不可控人為因素也是影響繼電保護(hù)可靠性的重要因素。

三、繼電保護(hù)可靠性指標(biāo)與提高可靠性運(yùn)行的具體措施

1、可靠性指標(biāo)：要針對(duì)水力發(fā)電廠的實(shí)際運(yùn)行情況，制訂詳細(xì)的繼電保護(hù)方案，就必須要對(duì)繼電保護(hù)的可靠性指標(biāo)進(jìn)行確定并制定評(píng)價(jià)系統(tǒng)。可靠性指標(biāo)體系的科學(xué)性與合理性直接關(guān)系著繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性評(píng)估的整體質(zhì)量。然而，要建立并完善一套整體質(zhì)量水平較高的可靠性指標(biāo)評(píng)價(jià)系統(tǒng)是一項(xiàng)龐雜的工作。為此，必須在方案制定的初期按照一定的原則去分析與判斷，其原則性一般包括以下幾個(gè)方面。可靠性指標(biāo)的制定必須結(jié)合水力發(fā)電廠的實(shí)際情況，以滿足要求為原則，并且完整的覆蓋水力發(fā)電廠繼電保護(hù)行為的特征。在滿足水力發(fā)電廠繼電保護(hù)要求的前提下，結(jié)合資金投入有效的控制系統(tǒng)建設(shè)成本；在滿足一定先進(jìn)性和使用要求的前提下，盡可能降低成本。

2、提高可靠性運(yùn)行的具體措施：（1）完善規(guī)章制度。結(jié)合水力發(fā)電廠具體的繼電保護(hù)實(shí)際情況，制定相應(yīng)的繼電保護(hù)管理規(guī)章制度，水力發(fā)電廠應(yīng)建立并健全一整套繼電保護(hù)監(jiān)管框架以及科學(xué)、合理的管理模式，如制定設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)管理?xiàng)l例、責(zé)任人管理制度、事故預(yù)警與處理方案、設(shè)備定期校準(zhǔn)與缺陷處理準(zhǔn)則等。（2）加強(qiáng)繼電保護(hù)運(yùn)行操作的可靠性。要求水力發(fā)電廠繼電保護(hù)工作負(fù)責(zé)人員不僅要具備相關(guān)的專業(yè)技術(shù)能力，更要具備高度的社會(huì)責(zé)任感，提高繼電保護(hù)的工作意識(shí)，在工作中不斷學(xué)習(xí)與積累經(jīng)驗(yàn)，從而不斷地增強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的操作能力。例如，水力發(fā)電廠繼電保護(hù)負(fù)責(zé)人員，應(yīng)在具備相關(guān)專業(yè)知識(shí)的前提下，深入掌握繼電保護(hù)的工作原理并熟悉二次回路的圖紙，確保負(fù)責(zé)人員準(zhǔn)確的排除繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生的異常問題，并及時(shí)的找出對(duì)應(yīng)的解決方案，確保電力系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運(yùn)行；再如，在進(jìn)行旁路開關(guān)取代線操作時(shí)，需要涉及到繼點(diǎn)保護(hù)定值的確認(rèn)與調(diào)整，以確保與所帶線路定值得以匹配性一致，如操作人員檢測(cè)出裝置的異常運(yùn)行狀況，再進(jìn)行必要的應(yīng)急處理措施同時(shí)，與管理人員進(jìn)行聯(lián)系，以確保在最短的時(shí)間內(nèi)完成系統(tǒng)檢修，將事故的負(fù)面影響控制在最小范圍內(nèi)。

以上我分別從幾個(gè)方面對(duì)水力發(fā)電廠繼電保護(hù)的運(yùn)行進(jìn)行了具體的分析。顯而易見，繼電保護(hù)是水力發(fā)電廠的守護(hù)神，所以，做好繼電保護(hù)就等于為水電廠的安全生產(chǎn)護(hù)航。總之，繼電保護(hù)是電網(wǎng)安全、電廠可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)，是組成電力系統(tǒng)不可或缺的重要部分。