簡析水力發電站繼電保護裝置的技術管理

徐寶琨

（甘肅電投大容電力有限責任公司，甘肅 蘭州 700030）

隨著時代的變遷，城市化的進程日益加快，社會和經濟的高速發展，電力資源越來越成為人們生活中不可或缺的重要因素。電網系統是負責發電供電的中心樞紐，是保障社會生產和人們日常生活的重要設施，電網系統的性能與技術水平，從某種程度而言，也對經濟的發展和行業的進步起到了一定影響。在電力系統中，繼電保護裝置是保障其穩定安全運行的關鍵設備，因此改進優化繼電保護裝置的技術管理，可使電力系統的性能有質的提升，也為保障人們的正常生活與社會的安定繁榮做出了一定貢獻。基于此，文章對水力發電站繼電保護裝置的技術管理，做了詳細深刻的論述。

1 我國繼電保護裝置的發展概述

我國從研究晶體管繼電保護技術至今，已有五六十年的發展歷史。目前的技術已經十分的先進成熟，并在各行各業都得到了廣泛的應用。從集成電路的保護技術慢慢取代了晶體管，一直到2000年之前，都在市場上占領著主導地位。 與主設備保護有關的技術，包括發電機與變壓器組保護、微機線路保護、水利發電機失磁保護等都得以快速地發展，也使功能相對完整的繼電保護裝置初具雛形。通過對微機保護裝置的持續深入研究，幾代人的不懈努力與堅持，收獲了豐碩的成果。繼電保護裝置也正式邁進微機時代。目前在大數據的趨勢下，微機保護裝置的發展也面臨著挑戰和機遇，向網絡化與智能化的方向過渡，繼電保護裝置的技術發展與更新，也為電力系統的安全高效運行奠定了基礎。

2 加強水力發電站繼電保護裝置維護的重要性

近些年來，水力發電行業的發展越來越快，也帶動了水電站工程的快速發展。水力發電站是電網系統的重中之重，其安全可靠運行是電網系統充分發揮潛能的重要基礎。而繼電保護裝置是保障電力系統及其設備正常工作的主要裝置。水力發電站繼電保護裝置的關鍵作用之一是在電力系統發生故障時，快速準確地判斷出故障點，并將故障設備暫時屏蔽，以防止其影響系統內其他設備的工作。繼電保護裝置還可以及時反映出電力設備的異常狀況，并根據程序預設的判斷條件，執行相應的操作或是發出報警信號。繼電保護裝置會根據故障的等級與危害程度分析響應的時間，以免造成不必要的系統停機。一旦繼電保護裝置出現故障無法正常工作，對電力系統的影響與破壞難以估量。因此，確保水力發電站繼電保護裝置穩定安全的運行是很重要的任務，有效措施是持續加強對繼電保護裝置的運行維護管理。

3 水力發電機站中繼電保護的情況概述

3.1 繼電保護的任務

繼電保護裝置的最本質最重要的任務是保護系統內設備的安全。當水力發電站內的發電機組或變壓器等設備出現短路或過載等異常狀況時，繼電保護裝置會快速精準地切除故障，確保無故障設備繼續正常工作，將故障的影響控制在最小的范圍之內。另外，當異常狀況發生時，繼電保護裝置自動發出警告信號，第一時間通知現場監控人員進行處理；若發電機組狀況正常，繼電保護裝置也會嚴格監控全部設備及電氣元件的工作情況，確保水力發電站的正常運行。

3.2 繼電保護裝置的主要特點

繼電保護裝置有其自身的特點，主要可分為幾大方面：繼電保護裝置隸屬于智能化裝置的范疇，主機控制器是高存儲量高處理速度的數字信號處理器；具有豐富的與上位機或其他外圍設備通信的接口，單機可獨立運行；操作及日常的檢修維護簡單方便，且具備完善的自我診斷功能；繼電保護裝置大多由晶閘管、二極管等電子元件組成，電流、電壓等電信號可直接輸出，方便測量與控制。

3.3 繼電保護裝置的運行維護原則

繼電保護裝置既然是水力發電站中的安全設備，就需要將其性能最大程度地發揮出來，也需要確保裝置自身的運行正常且良好，實現以上兩點，對裝置進行保養維護是行之有效的措施。在實際的裝置維護工作中，確保水力發電站正常穩定運行、不會突發停電斷電的狀況是運行維護最重要最核心的原則。因此，繼電保護裝置維護時，應根據其具體的工作情況制定檢修計劃，安排檢修、保養和檢測工作，確保繼電保護裝置可以持續長久地對發電系統進行保護。

3.4 繼電保護的要求

繼電保護裝置的要求主要包括幾大方面：

（1）選擇性：若水力發電站系統發生故障，繼電保護裝置需要第一時間準確高效地屏蔽故障元件，并立即斷開故障點周邊的斷路器，為確保無故障的設備繼續正常工作；

（2）可靠性：對于安全保護裝置而言，可靠性是最基本最重要的要求之一。若繼電保護裝置的可靠性不達標，不但無法保障電力系統的安全運行，甚至還有將故障進一步惡化的風險。 若要提高繼電保護裝置的可靠性，需要確保裝置的整定計算科學準確，設計原理符合要求，理論上可行，裝置內各個電子元件的選型規范且有質量與品牌的保證。做到以上幾點，繼電保護裝置的可靠性會大大提升。

（3）靈敏性：靈敏系數是評估繼電保護裝置靈敏度的重要指標，無論是何種性質、何處位置的短路故障，都不允許出現保護裝置拒絕動作的狀況，若故障發生在保護范圍之外，也不允許出現誤動作，否則后果不堪設想。

（4）速動性：速動性指繼電保護裝置切除故障的速度，是其保護能力的重要體現。切除故障的時間越短越好，對整個發電系統的影響就越小，也會減小電氣元件受損的概率。

3.5 繼電保護裝置的內容

繼電保護裝置是水力發電站的必備設備之一，但不同的水力發電站，其繼電保護裝置的內容也不盡相同，但以下幾種繼電保護裝置是需要都具備的：

（1）線路保護裝置：主要有一段式、二段式和三段式電流保護，作用不盡相同。一段式主要負責速斷電流保護，二段式則側重限時電流保護，三段式主要用于過電流保護。

（2）主變保護裝置：主變保護裝置包括主保護和后備保護，主保護的功能包括重瓦斯及差動保護，后備保護則主要負責過載保護等。

（3）發電機保護裝置：主要負責發動機的主電路及過電流、過電壓等過載保護。

4 水力發電站繼電保護裝置的運行與維護措施

4.1 做好規劃，確保運行維護工作有序開展

水力發電站的繼電保護裝置是保障其安全可靠運行并正常發電的核心設備，做好其運行維護工作至關重要。由于該項工作復雜繁瑣，涉及到的主客觀因素較多，目前還未形成非常完善且普遍適用的繼電保護裝置運行維護管理體系。因此更需要提前做好全局部署規劃，并將每一部分的任務逐層細分到運行維護的細節中，根據實際的維護效果，不斷吸取經驗，及時總結并調整策略，逐漸提高繼電保護裝置的維護管理能力，為水力發電站的安全穩定運行保駕護航。

4.2 采取科學高效的運行維護措施

科學合理的運行維護措施是繼電裝備充分發揮保護作用的重要基礎，主要包括幾大方面：

（1）發電站值守人員應定時巡查繼電保護裝置，若有異常立刻處理，并做好相關設備及電氣元件的工作記錄。

（2）現場值守人員的工作職責和權限要有明確的規定與考核要求，若繼電保護裝置的故障嚴重，需要專業的技術人員判斷處理，出于安全的考慮，僅允許現場值守人員做一些常規的維護維修工作，包括通斷壓板、切換開關、裝卸保險絲等，操作的步驟需要嚴格遵守電力安全操作手冊的要求。

（3）做好繼電保護裝置的清潔保養工作，要求現場不得少于兩人且必須共同清掃，清掃過程務必注意與帶電設備始終保持安全距離，避免出現誤碰帶電元件并觸電的危險。

（4）對微機保護的電壓、電流等關鍵性的工作數據，每周進行采樣與記錄，并每月查看微機保護的打印機情況，若有異常及時匯報并處理。

（5）定期檢查繼電保護裝置的電氣元件、接線等情況是否正常，主要包括：檢查二次設備電氣元件的銘牌信息，是否完整齊備；開關按鈕的動作是否靈活； 接觸點有無燒傷痕跡；控制室指示燈及儀表顯示是否正常；配電線路是否存在松動等。

4.3 加強檢修人員培訓力度

定期對現場檢修人員進行培訓及安全教育，牢牢樹立檢修人員的責任、安全和質量意識，培養強烈的使命感與風險觀念，并對培訓的結果進行考評，充分調動檢修人員的工作主動性，提升他們的業務能力和技能水平，為繼電保護裝置安全可靠運行提供完備充足的技術保障。

5 水電站繼電保護裝置的技術管理

繼電保護裝置是保障水力發電站正常發電的關鍵設備，其性能與可靠性一方面由電氣設計決定，另一方面則取決于日常的維護保養，即設備的技術管理起到了重要的作用。 水力發電站繼電保護裝置的技術管理主要包括：

（1）繼電保護裝置的運行管理。建立并完善崗位責任制度，將具體責任落實到現場值班的每位工作人員，實現責任到崗到人的目標。

（2）繼電保護裝置的維護維修。水力發電站現場檢修人員需要按照操作說明書對繼電保護裝置進行定期的保養和檢修，并做好詳細的記錄以備查閱。 主要包括：各個電氣元件的銘牌信息是否完整；開關與按鈕的動作是否正常；接觸器的主回路接線點是否存在燒傷脫落的痕跡；主控制室內的指示燈與光字牌等狀態顯示設備是最直觀地反映發電站有無故障發生的渠道，檢查其是否可以正常工作；電氣柜內的繼電器與接線端子接線處是否牢固，若接觸不良有漏電的危險；電流與電壓互感器的二次引線端子接線是否存在松動等。

（3）繼電保護裝置的更新改造。隨著大數據時代的到來，新的科學和技術發展迅速，相關從業人員應學習研究前沿的專業知識，不斷優化更新設計方案，有針對性有目的性地對繼電保護裝置升級改造，不斷提升其保護水力發電站平穩運行的能力。

6 結束語

綜上所述，繼電保護裝置是水力發電站安全平穩運行的重要保障，必須培養一支專業技術過硬的人才隊伍，完善繼電保護裝置的技術管理制度，做好日常的運行維護和檢修校驗等工作，做到發現故障及時處理，記錄內容完整規范，在各個細節各個步驟落實好技術管理工作，確保繼電保護裝置良好的運行狀態，為保障發電站的正常運轉而助力。