水电站建设过程中水电站继电保护的策略研究

马啸 王克

摘要：作为电力系统组成中重要的一部分，继电保护装置对于电力系统能够正常运行、持久供电起到了驱动的作用。继电保护装置的维护和检修就成为影响供电安全的重要因素。

关键词：水电站建设；继电保护；策略研究；继电器；变压器；发动机

中图分类号：TU28 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）20-0193-01

在发展我国经济实力的同时，我国一直面临着能源紧缺以及环境每况愈下的难题，从而严重制约了我国经济的快速发展。为了减少不可再生能源的消耗，我国近几年加大了水电站的建设，提高了再生能源的利用率。

1 水电站继电保护装置常见的事故分析

1.1 继电器的触点出现松动。

触点的主要作用是完成继电器符合的切换。继电器常见的故障就是触点开裂或者触点松动，有些继电器还出现了触点的尺寸位置出现偏差。不管是那种情况的触点出现故障，在很大程度上对继电器的可靠性都产生了很大的影响

1.2 电磁系统铆装件出现了变形。

在正确按照条件铆装零件后，由于不正常使用导致了零件出现扭斜、弯曲等现象，最终给使得下道工序无法正常进行，导致调整的巨大困难。

1.3 玻璃绝缘子出现损伤。

魄力绝缘子是将玻璃与金属插脚经过一系列复杂工艺烧结制成的。在装配、检查，调整或者运输过程中容易出现插脚弯曲，玻璃绝缘子开裂或者掉块等现象，进而会产生漏气，使得玻璃绝缘子的耐压能力下降。插脚如果置放不当，还容易出现滚动导致接触簧片的移位，极大地影响到产品的可靠性。

1.4 由于电流互感产生的电磁问题。

由于使用的互感器质量较差，经过长期的运行，其工作特性受到环境的影响发生改变，进而影响保护装置的技能。在实际的工作过程中就出现过，由于电流互感严重饱和，导致断路器拒动，进而引起了变压器的越级跳闸现象。

1.5 电场的干扰问题。

继电保护装置工作的附近，常常存在着较强的电场，电场的变化带来了磁场的巨大变化。在磁场变化过程中耦合到周围的较弱的电子设备回路，回路则由出现很高的电压，这个高频的电压会产生一种虚假的信号，继电保护装置收到这种信号之后就会产生不正确动作。

1.6 线圈出现故障。

由于继电器需要使用到的线圈种类非常之多，既有外包的，也有无外包的。这些线圈必须要单独使用，分件地放置在不同的用具之中，如果在动作过程中出现碰撞交连，很容易在分开時产生断线的情况。

2 水电站建设中水电站继电保护的策略研究

继电保护系统中继电器是关键，如果继电保护系统的灵敏度高，势必会导致继电保护系统可靠性的降低；如果继电保护系统的可靠性较高，那么其灵敏度也会直接受到影响。所以，继电保护系统在设计初期应该首先在可靠性、灵敏性、选择性以及速动性四者取得一个平衡，从而提高继电保护的作用。在水电站建设过程中应该针对继电保护采取相关的保护措施，以提高继电保护的效率。下面将从发动机的保护配置、变压器的保护配置以及其他的保护配置进行详细分析。

2.1 发动机的保护配置环境

变压器的工作需要一个稳定的环境，而这依赖于发电机的工作质量。发动机在实际的使用过程中常常会出现一些异常现象，而这些现象直接导致了变压器工作的不稳定。其中就包括发动机对应的定子绕组相互间短路；定子绕组电压不稳定，有过电压的现象出现；发电机外部相间出现短路。

2.2 变压器的保护配置

变压器的保护配置是所有继电保护措施中的重点，是针对变压器的工作状态进行准确勘测和保护的。一般可以分为主变压器保护以及厂变、闸坝、备用变保护这两种主要保护配置。

变压器在使用中会存在短路、过电流、过负荷、过励磁灯光现象，同时还会出现油箱压力过大、冷却系统故障等其他系统问题。针对短路问题，根据不同的短路发生位置采取不同的保护配置：如果发生在变压器的绕组和引出线之间，则采用纵联差动保护措施。如果发生在变压器外部，则应该根据不同的使用状况采取不同的保护措施，如果是正在进行倒送电运行，则应该将复合电压配置设置在变压器高压侧；如果是正在进行发电运行，则将复合电压配置设置在变压器的低压侧。而针对变压器油箱油面降低问题，应该采取瓦斯保护，其中重瓦斯和轻瓦斯分别有不同的作用。当变压器内部的故障尚且不引起工作故障之时轻瓦斯起保护作用；而如果变压器内部故障较为严重，油面急剧降低，则重瓦斯起保护作用。

3 水电站继电保护反事故措施研究探讨

3.1 根据保护原理选择继电器

3.1.1 在发电机的保护设置中，为了能够对发电机的电流进行实时监控，在发动机内部设置有过电流保护装备。而这种过电流保护中的继电器必须连接在发电机中性点的电流互感器上，从而扩大了保护范围，即使发动机在启动工作之前发生了故障，该继电器也能够起到保护作用。

3.1.2 发动机的保护装置中常有的差动保护设置对于回路设置也有讲究。一般而言，差动装置的工作电流一般大于发动机的额定工作电流来整定，此时的差动回路的中线应该配备有电流继电器，并且该种电流继电器必须具有监视断线功能。与此同时，电流继电器在工作时通过延时发射相关信号。

3.1.3 不同规模的水电站在选择发动机时有不同的考量因素，主要应该根据实际需求以及工作需要进行考虑。如一般的小型水电站，可采用可控硅励磁的水轮发电机，并且电压保护动作的电压一般取额定电压的1.3倍，延长0.3s后跳闸。

3.2 二次设备以及回路接线的选择

3.2.1 直流电源的选择。在水电站工作系统中，一般具有两套电源，一个是直流电源，一个是交流电源。在直流电源上一般选择镉镍蓄电池，而该种直流蓄电池的浮充电流的大小应该控制在3～5mA/Ah这一范围。并且，在保持电池外观清洁的基础上所有蓄电池的液面应该保持在最高液面线和最低液面线之间。而交流电源则一般采用的是电容储能电源，在遇到一些特殊情况时，例如无法提供交流电源，此时就要求电容储能电源能够使其他保护装置以及断路器均自动转到跳闸的工作位。

3.2.2 在保护屏上设备的选择。保护屏的主要功能是为该工作单元提供安全可靠的工作环境，从而减少外界环境对气电设备的干扰。因此首先要求保护屏上应该有明显的标识，同时屏体的接地设备安全可靠；端子排在材料上最好选择阻燃性材料，以排除潜在的火灾隐患。除此之外，各端子排之间应该设置一个空的端子以隔开，特别是在正负电源之间、带电的正电源以及跳闸回路、强弱电端子之间等。而针对交流电路，一般为了提高接地的可靠性，可以将其回路接到试验端子上，以检验其接地状况。针对跳闸连接片，安装时需要将其开口端朝上，同时要连接到断路器跳闸线圈的回路上。

4 结语

水电站的继电保护是判断水电站运转顺利的一个重要依据，同时也是监测水电站工作状况的一个重要数据。因而，加大对水电站继电保护是十分有必要的，希望有更多的专业人士能够加入到这个行业中来，为我国水电站的发展贡献一份力量。

参考文献

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