大型水电站及高压电网继电保护措施研究

朱俊宇

摘 要：随着我国社会经济的发展，作为社会建设基础设施的水电站建设数量和规模都在不断扩大，近年来，很多大型水电站也相继建成。然而，我国地大物博，人口众多分散，加之地形复杂，所以大型水电站也相对分散，所处的自然环境各有差异，水电站的安全运行是一大问题，要提高大型水电站的运行的安全性和稳定性，首先是要做好大型水电站及高压电网的继电保护工作，文章将作具体分析。

关键词：大型水电站；高压电网；继电保护；安全风险；有效措施

中图分类号：TV741 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）35-0086-02

改革开放以来，我国电力事业不断发展，水电站建设数量不断增多，利国利民，为社会的发展进步做出了卓越贡献。与此同时，水电站电网事故也时有发生，给人民的生命财产安全带来了极大威胁，加强水电站，尤其是大型水电站及其高压电网的继电保护管理十分必要。

1 高压电网继电保护的工作原理

大型水电站和高压电网的继电保护措施是保障电网安全、高效、稳定、可靠运行的重要保障，十分重要。大型水电站容易受到风灾、雷击等自然灾害，设备制造、安装、操作缺陷等人为因素的影响，发生各类型的短路故障或者电网不能正常运行等多种问题，造成事故。高压电网继电保护的工作原理，是利用电网内某些设备或高压路线发生事故前后会产生某些突变的物理量，这些突变的物理量达到某个值时会启动逻辑控制环节，促使相应的服务器给通信接入设备发出相应的跳闸脉冲和信号，发出警报，或者在最短时间、最小区域内自动将故障切除，进而减少电气设备的损坏，保障电网安全。大型水电站及高压电网必须安装继电保护装置，当高压电网发生短路，继电装置会根据电压、电流、线路测量阻抗等的变化自动启动继电保护程序，保护电网安全。我国高压电网的继电保护技术经过多年发展已获得了很大进步，在大型水电站建设中得到了广泛应用，已建立了专门的高压电网故障信息系统。

2 大型水电站及高压电网常遇到的继电保护安全风险

大型水电站及高压电网如若发生故障，危害程度大、范围广，影响十分恶劣，高压继电保护系统是为了防止变电系统运行过程中发生动作失误、电网震荡，提高发变电系统的可靠性和稳定性，输出高质量的电力而设置的，为了保障高压继电保护系统的正常顺利运行，要对其可能产生的安全风险进行分析和检测，以便发生安全风险时及时应对。常见的安全风险有以下几种：

（1）电路受到干扰，引起继电保护装置的误动作。大型水电站输出的电力十分强大，输出的电力中难免会夹杂着尖峰电流、谐电波等，这些电波会自动捕捉电力系统电压、电流常规参数的继电保护系统造成干扰，引发误动作，影响继电保护系统的正常运行。

（2）电气保护动作造成继电保护失效。大型水电站及高压电网建设中，为了保障安全，会使用多重电气保护，电气保护系统之间的电流、电磁波等也会相互干扰，干扰到彼此系统中的继电保护装置，使继电保护装置运行失效，这是要引起高度重视的系统风险。

（3）软硬件问题造成继电保护装置误动作。现代的大型水电站及高压电网的管理已日益网络化、自动化，多通过微机控制，計算机系统在运行过程中也是通过采集电路上的电压、电流信号，通过计算、判断后对继电保护系统发出指令的，也就是说，一旦计算机内部的软件系统和外部的硬件系统发生故障，有可能造成不能正常驱动继电保护装置或引发继电保护装置的误动作。比如内部软件和系统不兼容、电子元件耐压耐流值过低耐不住尖峰电流冲击等。

（4）继电保护装置安装、使用不规范。大型水电站建设是一个复杂的综合性系统，如果继电保护装置的安装没有按照正确的流程、安装规范进行，会给继电保护装置的运行留下极大的安全隐患。例如，继电保护装置接线不正确、CT二次接线极反向连接、安装后没有进行使用测试等。继电保护装置没有定期维护，老化、没有随系统更新等也会留下安全隐患。

（5）其他因素造成的安全风险。雷击、风击、鸟等很难控制的自然因素也会造成继电保护装置的误动作、或线路损伤等。

3 大型水电站及高压电网继电保护有效措施

提高大型水电站及电网的继电保护能力的重要性不言而喻，相关单位应积极采取措施，多方着手，保障机电系统的正常稳定运行。

3.1 建立完善的继电保护系统管理体系和管理制度

继电保护系统是大型水电站及高压电网安全稳定运行的重要保障，相关部门和水电站管理单位应建立专门的管理体系和管理制度，由水电站项目总负责人，到项目主管到继电保护系统实际管理小组长到组员，组成专门的管理体系，由上而下，逐级定位，责权明确，对继电保护系统进行严格的管理、检查、定期维护。建立继电保护系统的管理制度，将继电保护系统的设计、相关机械设备的采购、安装、安装人员的选择、调试、维护时间、维护内容、故障检修、日常检查及记录的要求等等明确纳入管理制度，并严格执行，使继电保护系统在设计、采购、安装、使用、维护等全过程全范围的得到规范、透明，有效的管理，降低安全风险。

3.2 保障继电保护装置的质量和性能

大型水电站及高压电网使用的继电保护装置，必须保障继电保护系统的软硬件的质量和性能。继电保护装置的各项参数、规格必须符合大型水电站的需求。继电保护系统的内部软件必须相互兼容，外部各项硬件必须采用正规渠道购入的、合格的、高质量的、经过检测的相关硬件系统，尤其是内部元件的对尖峰电流的承受值要经过严格的测试。计算机系统和继电保护装置之间连接必须是通畅的、稳固的，从而能保障继电保护装置能顺利的发出有效动作。

3.3 提高继电保护的技术

现代的大型水电站及高压电网的继电保护系统已经越来越向自动化、网络化发展，越来越先进，为了提高继电保护的可靠性、灵敏性，应提高相应技术。比如，完善继电保护的信息系统建设，完善GPS在电力系统和电力保护中的应用。继电保护系统中，利用GPS接收获得的时间与同步脉冲信号统一全国电网，大大提高了继电保护信息系统获得时间的准确性，能及时的发出警报，同时启动保护系统，切断电源，减少机械损伤，保护设备，避免造成事故。又比如，完善连接线的质量研发，在接线的耐磨、耐高压、耐高温等方面加强研究，提高连接线的使用寿命和使用安全性，又或者加强继电保护系统用到的元件、零部件的研发，提高耐压耐流值，提高其抗压、抗腐蚀、降低电磁干扰等方面的性能，提高整个继电保护系统的整体质量和运行效率。endprint

3.4 加强继电保护装置安装、管理、维护人员的培训和管理

人力因素是造成继电保护装置留下安全隐患的重要因素，容不得一点马虎和懈怠。大型水电站及高压电网的继电保护系统的管理和维护，应在管理体系和管理制度的监督约束下，进行严格的管理。首先，大型水电站及高压电网的继电保护系统的设计，数量、规格的确定、安装位置、安装时间的选择应是经过专家组审核、测试再最终定稿的；然后，继电保护系统相关机械设备的选购、运输，应选用经过严格考核、具有丰富市场采购经验、知法、懂法的相关专业采购人员，从符合资质的，有产品质量保证和良好市场信誉的机构购入相关机械设备，并在运输过程中采取符合运输要求的保护措施。其次，继电保护系统的安装人员，必须具有高超的技术、丰富的经验高尚的职业道德，应持证上岗，经过考核，接受培训，这样高综合素质的人才，才能有良好的技术保障继电保护系统的按流程、按规范正确安装，并为自己的工作负责，不偷工减料，工作到位，安装后严格测试，以保障系统安全性和可靠性。最后，大型水电站及高压电网的继电保护系统是由多个部分组成的，应在专门的管理组的带领下，积极的做好继电保护管理人员的教育培训工作，一方面提高其技能，一方面加强职业道德建设，一方面对继电保护系统的日常维护工作进行管理、检验，保障继电保护系统定期得到检验、维修，加强每日巡视，保障系统的正常有序运行。

4 结束语

大型水电站及高压电网是利国利民的重要工程，为社会的进步发展作出了重要贡献。近年来，我国的大型水电站及高压电网建设数量和规模不断增多，相应的安全问题也引起了社会的广泛重视，所以加强其继电保护措施十分重要。文章分析了大型水电站及高压电网继电保护的原理，分析了大型水电站及高压电网常遇到的继电保护安全风险，并提了一些解决措施，对促进行业内继电保护系统的建设提供了有益的参考和启示，文章的研究具有一定价值。

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