水電廠繼電保護技術的研究

卓建章

【摘 要】隨著社會的不斷進步，人們對電力的需求量逐漸增加，并且對電力系統的運行提出了更高的要求。水電廠作為電力系統中重要的一部分，其對電力系統的穩定有著非常重要的影響，而繼電保護在保證電力系統穩定方面發揮著重要作用。本文主要針對水電廠繼電保護的作用、水電廠繼電保護應用以及水電廠繼電保護的發展方向做了具體介紹，以供參考。

【關鍵詞】水電廠;繼電保護;發展研究

【中圖分類號】C964? ? 【文獻標識碼】A

一、引言

近年來，我國不斷增加的用電需求給電力企業帶來了巨大的發展空間，但是就目前來看，我國電力系統在運行中依舊存在一定的安全隱患。采取繼電保護技術可以有效提高電力系統的穩定性與安全性。

二、水電廠繼電保護的作用

繼電保護一般是由輸入部分、測量部分、邏輯判斷部分和輸出執行部分組成。在現場進行信號輸入時要有必要的前置處理，才能使繼電器有效地檢查各種現場數據，例如在進行隔離、電平轉換和低通濾波時只有在進行前置處理后才能夠檢查出具體數據。測量部分輸出的各種信息，按照一定的邏輯關系進行重組和運算后得出執行動作，再由輸出部分負責執行，最終完成任務。

對于水電廠來說，運用繼電保護技術能夠有效提高電力系統運行的穩定性和安全性[1]。如果電力系統的某些元件在運行過程中出現了問題與故障，繼電保護系統可以及時發現并對其進行隔離，能夠有效避免電力系統的其他元件受到影響，降低了元件的受損概率。另外，電力系統還可以及時發出跳閘等指令，對保證電力系統的安全有著重要作用。但是并不是所有電力故障都需要迅速動作，因此在應用繼電保護技術時，水電廠應根據實際情況對繼電保護系統設置相應的延長時間。繼電保護不僅可以對電力系統進行保護，還能夠起到一定的監控作用，可以對水電廠的電壓與電流等進行實時監控，確保水電廠的正常運轉。

三、水電廠繼電保護技術

（一）線路的繼電保護

水電廠是電力系統的重要組成部分。水電廠的運行需要各種各樣的線路，如果線路出現故障，電力系統的正常運行就會受到影響，嚴重的話還會引起電力系統癱瘓，對水電廠的發電造成很大的影響。基于此，可以采取繼電保護技術，通過將繼電保護裝置安裝到線路中來提高系統運行的安全性，當線路出現故障時，繼電保護裝置可以跳過故障線路，進而確保系統的正常運行。再者，在電力系統出現故障時，繼電保護裝置會自動啟動，并根據系統最大負荷電流來整定電流值，不但能夠保護線路全長，也能保護相鄰線路全長，起到后備保護的作用。水電廠的線路較多，并且比較復雜，一旦線路管理或者安裝不當，就會出現單相接地問題，很容易使電壓與電流變得不穩定，從而引發安全事故，針對此問題，可以通過繼電保護裝置解決，繼電保護裝置在對電壓與電流進行適當調整之后，能夠在短時間內保證電力系統的正常運行。

（二）繼電保護系統的調試

在水電廠運行過程中，繼電保護裝置對整個供電系統有著至關重要的作用，而繼電保護系統的安全性也需要得到相應的保障。繼電保護裝置是電力系統安全運行的保障，隨著科學技術的發展，為了極大地提高系統工作運行的可靠性、安全性，選擇合適的繼電保護裝置，對系統進行保護。繼電保護裝置可以在當電力系統中的電力元件（如發電機、變壓器、斷路器）或電力系統本身發生了故障危及電力系統安全運行時，能夠向運行值班人員及時發出警告信號，從而保障二次系統供電的持續性[2]。

（三）故障的診斷

在水電廠運行過程中，受多種因素的影響，很容易造成設備故障，而設備一旦出現故障，就會造成整個系統癱瘓。利用繼電保護裝置，將繼電保護裝置連入到設備運行系統中，在系統出現故障時，一方面繼電保護裝置可以通過自動裝置的迅速動作切除故障，隔離故障點，維持系統的正常運行;另一方面，當設備出現故障后，繼電保護系統還能夠及時發出警報，相關人員在接收到警報信號后能夠及時明確故障點，在很大程度上減少了工作人員故障排查的時間，從而有利于降低時間與經濟成本。又由于繼電保護裝置可以進行實時監控，因此，與傳統的定期電力維修相比，其可以實現動態檢修。

（四）機組的保護

將繼電保護技術應用到發電廠能夠實現對機組的保護，舉例來看，某一大型水電廠的系統出現了故障，在事故前系統主要是單母運行方式：II母帶1F、2F、4F、6F共五臺發電機，帶G31、G32、G33、G34、G35、G36、G38六條線路及聯絡開關G46運行，3F、7F、G42檢修，一母停電檢修。事故發生時，220KV開關站發生II母A相母線接地故障，故障點是041刀閘對地短路，母插保護I母差動保護誤動，II母差動保護拒動，導致事故范圍擴大，04DL、804DL、805DL、806DL跳閘，4F、5F、6F停機。由于應用了繼電保護技術，因此5F進行了保護動作，勵磁變過流保護定值為1.3A，0.2S，實際動作電流為1.328A，因母差保護拒動，而后備保護中勵磁變過流保護動作時間最短，因此保護動作為正確動作。5號機勵磁變過流動作報告如表1所示。

6F勵磁變過流保護定值為：1.3A，0.2S，實際動作電流為：1.363A。保護動作動作正確，原因與上相同。

（五）發電機變壓器的繼電保護

在水電廠中，變壓器發揮著重要作用，其能夠有效維持電力系統的穩定運行，對變壓器進行繼電保護可以在短時間內切除系統故障，確保電力系統更加安全、靈敏。最常用的變壓器主要有兩種，一種是主變壓器，對該變壓器實行繼電保護的措施主要是由低壓側接地、低壓過流、輕瓦斯等組成。如果水電廠需要，還可以增加間隙零序過流與差動速斷保護，以此來實現對變壓器的保護。另外一種是廠用變壓器，對此變壓器進行繼電保護的措施是將高壓開關柜上的保護裝置拆掉，然后將保護屏安裝在變壓器保護屏的側邊，保護屏與變壓器保護屏共同使用同一臺管理機，這樣不僅可以完成繼電保護目的，還可以達到節省成本的效果。

四、結語

綜上所述，為了保證電力系統的穩定，很多水電廠都采取了繼電保護技術，通過對電力元件故障進行及時發現與調整，同時對電力系統進行實時監控，從而能夠有效保證電力系統的安全性，有利于提高水電廠的發電效率，為水電廠帶來更多的經濟效益，促進水電廠的健康發展。

【參考文獻】

[1]陳杰.有關水電廠繼電保護的幾點思考[J].技術與市場，2016，23（04）：80+82.

[2]鄧禮彬.水電廠繼電保護隱藏故障診斷方法[J].通訊世界，2017（16）：198-199.