水电站继电保护及安全装置故障的排查与对策丁智伟

水电站继电保护及安全装置故障的排查与对策丁智伟

(紫光测控有限公司天津300308)

摘要:现阶段,随着社会经济的发展,水电行业迅速发展起来,在人们生产生活中发挥着重要作用。然而在水电事业发展过程中,继电器保护安全风险问题越来越突出,已经成为社会关注的热点。在水电站运行过程中,继电保护发挥着关键性的作用,能够有效保障水电站运行的安全性和稳定性,因而要保证继电保护装置的正常运行,加强对继电保护工作的风险因素分析,找出潜在的安全问题并制定相应的解决措施,从而降低继电保护事故发生概率,以提高水电站运行的安全性。对此,文中主要针对水电站继电保护安全风险进行分析,并提出了相应的改进措施。

关键词:水电站继电保护;安全装置故障;排查与对策

引言

继电保护装置是当被保护元件发生故障时,自动、迅速、有选择地将故障从电力系统切除,以保证其余部分恢复正常运行,并使故障元件免于继续受损害,是水电站系统具备自我保护能力的关键。安全自动装置是为了防止电力系统失去稳定性和避免电力系统发生大面积停电事故的自动保护装置。两者相互配合,共同保障着电力系统的安全运行。为尽可能的促使继电保护及安全自动装置能达到较高的效用,还需要采取信息化、智能化、自动化的工作理念,对故障排查及处理策略进行改进。

1概述

1.1继电保护

电力系统在运行过程中,无论哪条线路或哪个设备出现问题,都会影响整个电力系统的运行,因而需要尽可能缩短切除输电线路或故障设备时间,通常故障切除时间要小于百分之十几秒,因而要想保证整个电力系统的正常运行,需要在每个电气设备或线路上安装自动装置,即继电保护[1]。继电保护能够完成的基本任务有:(1)若电气设备出现故障不能正常运行,依据事故发生的实际情况和设备运行的维护条件,继电保护装置能够及时发出信号,装置自动调整或由值班人员进行处理,因而继电保护装置能够预防事故发生,同时能够缩小事故范围。(2)若水电站运行中发生线路短路故障,继电器能够自动并且及时处理,将断路器跳闸,切除电力系统中的故障元件,在最短的时间内恢复系统的正常运行,从而避免了故障线路或设备的严重损害。

1.2继电保护的基本要求

继电保护装置在水电站电力系统中发挥着关键性的作用,是保证系统安全运行的前提,继电保护装置的选择要满足以下几点要求:(1)速动性。速动性也叫快速性,是指继电保护能够快速切除故障。故障切除时间主要包括断路器固有跳闸时间以及继电保护动作时间。要想缩短故障切除时间,需要尽可能减少人为延长时间,缩短继电保护动作时间。(2)选择性。选择性是指继电保护装置能够在电力系统运行过程中出现元件故障时,有选择性地将故障元件清除,从而维护系统运行的稳定性。

2水电站继电保护安全风险分析

首先,水电站继电保护安全风险分析的目的与火电厂继电保护系统的目的相同,是为了保证发电和变电系统的安全、稳定、可靠运行。为了提高发电、变电系统的稳定性,为优质电源的输出服务,可以防止发电、变电系统在运行过程中出现误动、电网振荡等故障。一般而言,在继电保护系统的操作中,容易出现以下类型的安全风险:(1)继电保护的动作导致继电保护失效。在水电站系统中,为了使保护系统彼此兼容,则需要多种手段相互作用,所以动作方向对该装置形成的作用也是该系统正常运作的干扰与风险。(2)电路干扰导致继电保护误动作。当前,输出功率必然与峰值电压以及谐波电流等交叉干扰混合起来,使得系统参考参数监护起来极易产生误动,这是水电站运营过程中的最大威胁。(3)家用继电保护装置的应用是不规范的。在实际应用中,许多用户不按照设计要求,CT二次接线极性反转,该装置没有进行常规维护等不规范现象。如果我们不进行相应的检查和测试,这些都是隐患,在正常情况下可能找不到。当受保护设备发生故障时,保护装置的误动或报废将导致重大安全事故。因此,为了有效降低继电保护装置的使用风险,有必要规范继电保护装置的应用。(4)软、硬件的可靠性导致继电保护误动。我国当前水电站继电装置全部由电脑操控,网络通过监控和数据流量分析,摸排电路上的故障发生脉冲,经过数据计算后作出精确判断,然后指令自动发布,驱动装置实现电路的继电保护。但完全依赖电脑监控数据并不完全可靠,比如电子系统的电压和电流电阻太低,无法承受峰值电压脉冲的冲击。它可能导致继电保护装置的误操作,如软件功能的缺陷,也可能导致继电保护装置的误操作。

3优化措施分析

3.1智能化理念的综合运用

智能化理念在当代的应用主要是介于人工智能而言,是通过赋予电气设备以智能工作的核心,让电气设备具备信息处理与信息下达的能力。从现实价值上来看,水电站系统结构复杂、二十四小时不间断运作、空间跨度大等,如果都由人工参与,无论是基本的运作,还是定期维护、故障排查处理,都会延伸出庞大的任务量,人工智能参与的目的,不单单是降低主观偏差风险,同时,也是为尽可能的减少重复劳动任务量,实现系统二十四小时不间断检测。(1)运用方向。自动化的理念是介于重复劳动,实现系统运作的无人值守、自主运行,自动化是介于信息化服务策略、智能化核心的信息采集、智能判断,而具体落实到工作过程中的阶段。(2)具体应用。自动化在继电保护及安全自动装置中的具体应用,主要是表现在环境抗干扰、工作精度、产品封装质量、通信模块的延迟等,首先,环境抗干扰是参与自动化流程的部件具备耐冲击、耐高温、耐强磁、耐强电的特性,以及较强的自然环境抗干扰能力等,以保证性能稳定;其次,工作精度决定了自动化运作流程,是否能精准的履行指令,比方说,在发生热击穿等现象后,自动物理切除线缆,以确保失控电路的完全中断;然后,为保证工作精度,部分精密仪器会进行一体化封装,封装的质量决定了仪器的环境抗干扰能力;通信模块的延迟,是自动化部件对智能核心的响应时间,延迟越短,自动化部件的工作灵敏度越高,对安全装置的效能发挥越有效。

3.2降低继电保护运行风险

要想降低继电保护安全风险发生概率,就必须从技术方面对继电保护装置进行改造和完善。认真分析继电保护装置出现拒动或误动的原因,依据CT两接线中装置特性,确保接线的正确性;变压器增加纵差动保护,这些都能降低继电保护系统运行风险发生概率,提高系统安全性。

3.3提高相关工作人员的专业素养

人为因素也是影响水电站继电保护系统安全运行的重要原因。在继电保护装置的购买、安装和调试以及后期使用过程中的质量监督和管理维护等工作中,都需要相关工作人员的参与,因而工作人员的工作态度、专业知识和技能水平直接影响着继电保护系统的运行效果。对此,相关企业部门需要对工作人员进行定期教育和培训,针对水电站实际运行过程中继电保护系统常见的风险问题进行分析,制定并开展针对性的培训和管理活动,不断提高工作人员的专业技能和职业素养,从而提高工作效率。此外,可以建立奖惩制度,明确责任主体,以提高工作人员工作的热情和积极性,提高其责任意识和使命意识,只有提高工作人员的专业素养,才能够为继电保护系统的正常运行提供保障。

结语

水电站继电保护及安全自动装置事关水电站系统以及直供电网的工作稳定性、安全性,有必要予以加强保护。为更好的进行故障排查和处理工作,可借助智能化、自动化、信息化的工作理念,对水电站继电保护及安全自动装置的工作效力、工作质量予以改进。

参考文献

[1]王冲.水电站继电保护安全问题和改进措施[J].中国科技投资,2016(7):94-96.

[2]屈博仁.水电站继电保护安全风险分析和改进措施[J].低碳技术,2018(2):73-77.

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