發(fā)電廠繼電保護(hù)的故障診斷與對(duì)策分析

王卓然

（河北大唐國(guó)際張家口熱電有限責(zé)任公司，河北 張家口 075000）

安全是電力行業(yè)生存發(fā)展的首要原則，繼電保護(hù)系統(tǒng)就是發(fā)電廠最為重要的安全保障，是確保發(fā)電廠電能供應(yīng)效率與質(zhì)量的關(guān)鍵設(shè)備，直接關(guān)系著企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，繼電保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用在發(fā)電廠之中，取得了不錯(cuò)的成效，能夠提升發(fā)電廠整體運(yùn)行的安全性能，確保電能安全生產(chǎn)、安全供應(yīng)，被廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠之中。但在實(shí)際中，繼電保護(hù)系統(tǒng)會(huì)受到多種因素的干擾，直接導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，故障頻繁出現(xiàn)。因此，需要針對(duì)干擾因素，做好預(yù)防，降低繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的頻率，充分發(fā)揮繼電保護(hù)系統(tǒng)的性能，推動(dòng)我國(guó)電力行業(yè)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步、可持續(xù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)電廠經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的同步提升，滿足人們生產(chǎn)生活日益提升的對(duì)電力的需求。

1.發(fā)電廠繼電保護(hù)的重要現(xiàn)實(shí)價(jià)值

在發(fā)電廠運(yùn)行中，安全是頭等大事，一旦發(fā)生安全事故，不僅造成重大經(jīng)濟(jì)損失，更會(huì)造成人員傷亡。繼電保護(hù)系統(tǒng)的建設(shè)是發(fā)電廠安全運(yùn)行的強(qiáng)有力保障，為發(fā)電廠正常運(yùn)行提供了良好的環(huán)境條件，主要體現(xiàn)在以下方面：繼電保護(hù)系統(tǒng)與現(xiàn)代化信息技術(shù)相結(jié)合，能夠?qū)﹄娏υO(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的智能監(jiān)控，以獲取電力設(shè)備運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)，始終掌握發(fā)電廠的運(yùn)行狀態(tài)；能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)電廠運(yùn)行中的安全隱患，及時(shí)規(guī)避，及時(shí)止損，減少安全事故的出現(xiàn)，降低對(duì)施工人員安全威脅，減少企業(yè)損失，能夠有效避免發(fā)電廠出現(xiàn)大規(guī)模的電力設(shè)備損壞等集體性問(wèn)題。綜上所述，繼電保護(hù)系統(tǒng)維護(hù)發(fā)電廠有序運(yùn)行的重要支撐，需要引起企業(yè)高度重視。

2.繼電保護(hù)系統(tǒng)的作用

繼電保護(hù)技術(shù)應(yīng)用在發(fā)電廠之中具有十分重要的作用，主要體現(xiàn)在以下方面：（1）繼電保護(hù)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，減少了人工投入，降低企業(yè)成本，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性與安全性，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備中存在故障，準(zhǔn)確確定故障位置，能夠在短時(shí)間內(nèi)解決問(wèn)題，避免影響發(fā)電廠整體運(yùn)行安全性，也能夠保護(hù)電氣其他設(shè)備運(yùn)行性能的良好，不受故障設(shè)備的影響；（2）報(bào)警功能是繼電保護(hù)系統(tǒng)的重要優(yōu)勢(shì)，一旦設(shè)備運(yùn)行存在問(wèn)題，繼電保護(hù)系統(tǒng)會(huì)及時(shí)發(fā)出預(yù)警，就算工作人員當(dāng)時(shí)沒(méi)有在現(xiàn)場(chǎng)，繼電保護(hù)裝置也能夠?qū)?wèn)題進(jìn)行智能處理，避免造成重大安全問(wèn)題；（3）繼電保護(hù)裝置能夠?qū)Πl(fā)電廠的運(yùn)行情況實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)管，始終掌握發(fā)電廠的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，有利于提升發(fā)電廠的工作效率與質(zhì)量。因此，提高對(duì)繼電保護(hù)裝置的管理，對(duì)于發(fā)電廠安全運(yùn)行具有十分重要現(xiàn)實(shí)性意義。

3.繼電保護(hù)裝置工作流程

繼電保護(hù)裝置工作流程規(guī)范且科學(xué)，主要可以概括為三個(gè)方面，即測(cè)量、邏輯與執(zhí)行。繼電保護(hù)裝置的安裝不僅能夠確保電力系統(tǒng)的高效運(yùn)行，也能實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)電力設(shè)備之間的協(xié)調(diào)、高效配合，能夠最大限度地降低安全事故出現(xiàn)的幾率，幫助企業(yè)有效規(guī)避、預(yù)防安全風(fēng)險(xiǎn)。繼電保護(hù)裝置在實(shí)際的運(yùn)行中，通過(guò)傳感器，能夠?qū)@取的電力設(shè)備數(shù)據(jù)信息與標(biāo)準(zhǔn)值相對(duì)比，進(jìn)行邏輯分析，將數(shù)據(jù)對(duì)比的最終數(shù)據(jù)傳送到執(zhí)行部分，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出，以實(shí)現(xiàn)掌握電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的目的。

4.發(fā)電廠繼電保護(hù)的干擾因素

高頻因素：在實(shí)際中，高頻因素是影響發(fā)電廠繼電保護(hù)裝置安全運(yùn)行的重要因素，主要是由于隔離開(kāi)關(guān)操作速度太慢，導(dǎo)致電擊不正常輸出，在執(zhí)行電壓操作時(shí)，產(chǎn)生高頻電流。一旦出現(xiàn)高頻電流，將會(huì)嚴(yán)重降低繼電保護(hù)裝置性能，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)故障。當(dāng)高頻電流通過(guò)總線時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的磁場(chǎng)，對(duì)繼電保護(hù)裝置是一種強(qiáng)烈的干擾因素，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置設(shè)備出現(xiàn)流程錯(cuò)誤，不能按照原有的邏輯順序正常工作，甚至造成繼電保護(hù)系統(tǒng)的癱瘓，嚴(yán)重影響整個(gè)發(fā)電廠的安全運(yùn)行，造成企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失。

天氣因素：影響繼電保護(hù)系統(tǒng)的因素極多，天氣因素就是其中之一。尋常的天氣不會(huì)對(duì)繼電系統(tǒng)造成影響，電氣設(shè)備能夠安全而穩(wěn)定地運(yùn)行，但是暴雨、雷電等情況，會(huì)對(duì)電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重影響。變電站為了減少對(duì)人們?cè)斐砂踩{，大多數(shù)都選擇建立在較為偏僻、人員稀少的地方，但同時(shí)卻極易受到惡劣天氣因素的影響。為了有效應(yīng)對(duì)雷電問(wèn)題對(duì)電氣系統(tǒng)產(chǎn)生的不良影響，一般都利用接地線的高阻抗特性，進(jìn)行布線的調(diào)整。但是當(dāng)面臨雷雨天氣時(shí)，變電站的電流將瞬間達(dá)到頂峰，受到高頻因素的影響，一旦技術(shù)人員無(wú)法及時(shí)找到故障點(diǎn)，繼電保護(hù)裝置將會(huì)徹底喪失安全保護(hù)作用，無(wú)法保障發(fā)電廠電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至造成電力系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞。

輻射干擾：移動(dòng)設(shè)備隨處可見(jiàn)，但是出現(xiàn)在發(fā)電廠周圍，會(huì)對(duì)發(fā)電廠造成嚴(yán)重的不良影響，也就是輻射問(wèn)題，將會(huì)為企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失。一旦發(fā)電廠受到輻射干擾，產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)對(duì)繼電保護(hù)裝置發(fā)生不良作用，阻斷繼電保護(hù)裝置的正常指令，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置故障的出現(xiàn)。所以，在建設(shè)發(fā)電廠時(shí)，盡量遠(yuǎn)離移動(dòng)設(shè)備信號(hào)處，并且需要積極引入先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，降低輻射對(duì)發(fā)電廠繼電保護(hù)裝置的不良影響。

人為因素：發(fā)電廠繼電保護(hù)裝置的操作是一項(xiàng)專業(yè)且復(fù)雜的作業(yè)，對(duì)操作人員的專業(yè)水平要求極高。但在實(shí)際中，多數(shù)的操作人員缺少專業(yè)的理論知識(shí)作為基礎(chǔ)，實(shí)踐操作水平低下，不規(guī)范的操作直接導(dǎo)致繼電保護(hù)設(shè)備故障的出現(xiàn)；未能定期對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)與維護(hù)也是導(dǎo)致設(shè)備故障的重要因素之一，由于企業(yè)沒(méi)有對(duì)設(shè)備維護(hù)投入足夠的資金，導(dǎo)致電氣設(shè)備出現(xiàn)故障后，沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)的維修與部件更換，繼電保護(hù)設(shè)備問(wèn)題沒(méi)有得到及時(shí)的解決，為發(fā)電廠埋下安全隱患。

5.電廠繼電保護(hù)系統(tǒng)存在主要問(wèn)題

各種不穩(wěn)定因素：社會(huì)發(fā)展帶動(dòng)我國(guó)各個(gè)行業(yè)的快速發(fā)展，人們對(duì)于電能的需求不斷上升，對(duì)發(fā)電廠來(lái)說(shuō)是良好的發(fā)展機(jī)遇，但同時(shí)也增加了發(fā)電廠的負(fù)荷，發(fā)電廠需要不斷提高發(fā)電量。繼電保護(hù)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)傳輸，但是在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，常出現(xiàn)信號(hào)不穩(wěn)定問(wèn)題，主要是由于中間接口的增加，繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)故障離散性大，直接導(dǎo)致自動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)指令錯(cuò)誤、邏輯分析錯(cuò)誤等問(wèn)題，嚴(yán)重降低發(fā)電廠繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性，此時(shí)需要技術(shù)人員及時(shí)對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行調(diào)試與維護(hù)，以確保設(shè)備的穩(wěn)定與安全運(yùn)行，為發(fā)電廠正常運(yùn)行提供安全保障、技術(shù)保障。

設(shè)備更新速度慢：繼電保護(hù)系統(tǒng)雖然提升發(fā)電廠安全運(yùn)行上充分發(fā)揮了重要價(jià)值，但是繼電保護(hù)系統(tǒng)的普及程度不夠，多數(shù)的發(fā)電廠依然采取傳統(tǒng)的操作方式與管理模式，不能滿足人們生產(chǎn)生活，社會(huì)發(fā)展對(duì)電能日益增加的局面。同時(shí)傳統(tǒng)的管理模式需要投入大量的人力、物力、財(cái)力，但是電力設(shè)備運(yùn)行的效率仍然較低，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性較差，不僅造成企業(yè)資源浪費(fèi)，成本增加，不利于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化。電力設(shè)備的更新速度滿足，無(wú)法滿足當(dāng)前的需求，嚴(yán)重降低發(fā)電廠運(yùn)行效率，不利于實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的同步提升。

6.有效應(yīng)對(duì)發(fā)電廠繼電保護(hù)干擾因素的措施

6.1 創(chuàng)設(shè)良好的繼電保護(hù)環(huán)境，制定繼電保護(hù)制度

為了確保繼電保護(hù)裝置安全、有序運(yùn)行，需要為繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行創(chuàng)設(shè)良好的環(huán)境，不斷完善繼電保護(hù)系統(tǒng)，提升系統(tǒng)運(yùn)行效率與質(zhì)量。首先，需要制定科學(xué)完善的繼電保護(hù)制度，明確各個(gè)環(huán)節(jié)的目標(biāo)，將責(zé)任明確劃分給各個(gè)工作人員，將人員管理與責(zé)任制度相結(jié)合，確保工作人員各司其職，能夠高效地完成自身的本職工作；其次，需要對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行定期的檢測(cè)與維護(hù)，一旦發(fā)生故障，需要及時(shí)對(duì)設(shè)備予以更換，始終確保繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全運(yùn)行；最后，需要重視提升操作人員的專業(yè)技術(shù)水平，定期對(duì)人員進(jìn)行培訓(xùn)，能夠靈活應(yīng)對(duì)實(shí)際中繼電保護(hù)中的各種干擾因素。

6.2 降低接地電阻，完善接地措施

瞬態(tài)電位差對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重不良影響，所以技術(shù)人員需要針對(duì)此類情況，減小主設(shè)備的電阻，始終保持繼電保護(hù)裝置的高效運(yùn)行，保持裝置的靈敏程度。電阻接地網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電流的有效控制，并且能夠減少電位差，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成主要是由避雷針、傳感器以及電流構(gòu)成。

圖 1 為某發(fā)電廠室外 110-/220 kV 開(kāi)關(guān)設(shè)備接地系統(tǒng)的物理模型。該方案提升了繼電保護(hù)技術(shù)的可靠性。

圖1 戶外開(kāi)關(guān)設(shè)備接地系統(tǒng)的物理模型

6.3 開(kāi)展智能網(wǎng)絡(luò)管理

智能技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在了人們的生產(chǎn)生活之中，并且取得了不錯(cuò)的成果，能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)管理的技術(shù)化。發(fā)電廠繼電保護(hù)應(yīng)積極與智能化技術(shù)相結(jié)合，開(kāi)展智能化的網(wǎng)絡(luò)管理模式，能夠極大地提升繼電保護(hù)效率與質(zhì)量。在實(shí)際中，繼電保護(hù)只局限于安裝裝置，應(yīng)用智能技術(shù)，能夠擴(kuò)大繼電保護(hù)的范圍，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)形成保護(hù)，構(gòu)成系統(tǒng)的繼電保護(hù)體系，能夠在最短的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)出設(shè)備故障，并且精準(zhǔn)地確定設(shè)備故障位置，能夠有效避免造成企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失。監(jiān)控系統(tǒng)也是智能管理的重要優(yōu)勢(shì)之一，能夠?qū)?shí)時(shí)監(jiān)控融入到繼電保護(hù)系統(tǒng)之中，能夠讓電廠工作人員實(shí)時(shí)地掌控電廠實(shí)際運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電廠運(yùn)行中的問(wèn)題，及時(shí)采取有效措施解決問(wèn)題，為發(fā)電廠提供良好運(yùn)行環(huán)境，始終確保發(fā)電廠穩(wěn)定、有序、安全運(yùn)行。

7.結(jié)語(yǔ)

繼電保護(hù)裝置是發(fā)電廠運(yùn)行的重要安全保障，但繼電保護(hù)裝置在實(shí)際的運(yùn)行中，受到多種干擾因素的影響，引發(fā)設(shè)備故障，不能為發(fā)電廠正常運(yùn)行提供保障。因此，需要制定科學(xué)完善的繼電保護(hù)系統(tǒng)管理制度，加強(qiáng)對(duì)電氣設(shè)備的管理，不斷提升技術(shù)人員的專業(yè)水平，確保操作人員規(guī)范操作，始終確保繼電保護(hù)裝置有良好的運(yùn)行狀態(tài)，提升發(fā)電廠運(yùn)行的安全性。