简析水力发电站继电保护装置的技术管理

徐宝琨

（甘肃电投大容电力有限责任公司，甘肃 兰州 700030）

随着时代的变迁，城市化的进程日益加快，社会和经济的高速发展，电力资源越来越成为人们生活中不可或缺的重要因素。电网系统是负责发电供电的中心枢纽，是保障社会生产和人们日常生活的重要设施，电网系统的性能与技术水平，从某种程度而言，也对经济的发展和行业的进步起到了一定影响。在电力系统中，继电保护装置是保障其稳定安全运行的关键设备，因此改进优化继电保护装置的技术管理，可使电力系统的性能有质的提升，也为保障人们的正常生活与社会的安定繁荣做出了一定贡献。基于此，文章对水力发电站继电保护装置的技术管理，做了详细深刻的论述。

1 我国继电保护装置的发展概述

我国从研究晶体管继电保护技术至今，已有五六十年的发展历史。目前的技术已经十分的先进成熟，并在各行各业都得到了广泛的应用。从集成电路的保护技术慢慢取代了晶体管，一直到2000年之前，都在市场上占领着主导地位。 与主设备保护有关的技术，包括发电机与变压器组保护、微机线路保护、水利发电机失磁保护等都得以快速地发展，也使功能相对完整的继电保护装置初具雏形。通过对微机保护装置的持续深入研究，几代人的不懈努力与坚持，收获了丰硕的成果。继电保护装置也正式迈进微机时代。目前在大数据的趋势下，微机保护装置的发展也面临着挑战和机遇，向网络化与智能化的方向过渡，继电保护装置的技术发展与更新，也为电力系统的安全高效运行奠定了基础。

2 加强水力发电站继电保护装置维护的重要性

近些年来，水力发电行业的发展越来越快，也带动了水电站工程的快速发展。水力发电站是电网系统的重中之重，其安全可靠运行是电网系统充分发挥潜能的重要基础。而继电保护装置是保障电力系统及其设备正常工作的主要装置。水力发电站继电保护装置的关键作用之一是在电力系统发生故障时，快速准确地判断出故障点，并将故障设备暂时屏蔽，以防止其影响系统内其他设备的工作。继电保护装置还可以及时反映出电力设备的异常状况，并根据程序预设的判断条件，执行相应的操作或是发出报警信号。继电保护装置会根据故障的等级与危害程度分析响应的时间，以免造成不必要的系统停机。一旦继电保护装置出现故障无法正常工作，对电力系统的影响与破坏难以估量。因此，确保水力发电站继电保护装置稳定安全的运行是很重要的任务，有效措施是持续加强对继电保护装置的运行维护管理。

3 水力发电机站中继电保护的情况概述

3.1 继电保护的任务

继电保护装置的最本质最重要的任务是保护系统内设备的安全。当水力发电站内的发电机组或变压器等设备出现短路或过载等异常状况时，继电保护装置会快速精准地切除故障，确保无故障设备继续正常工作，将故障的影响控制在最小的范围之内。另外，当异常状况发生时，继电保护装置自动发出警告信号，第一时间通知现场监控人员进行处理；若发电机组状况正常，继电保护装置也会严格监控全部设备及电气元件的工作情况，确保水力发电站的正常运行。

3.2 继电保护装置的主要特点

继电保护装置有其自身的特点，主要可分为几大方面：继电保护装置隶属于智能化装置的范畴，主机控制器是高存储量高处理速度的数字信号处理器；具有丰富的与上位机或其他外围设备通信的接口，单机可独立运行；操作及日常的检修维护简单方便，且具备完善的自我诊断功能；继电保护装置大多由晶闸管、二极管等电子元件组成，电流、电压等电信号可直接输出，方便测量与控制。

3.3 继电保护装置的运行维护原则

继电保护装置既然是水力发电站中的安全设备，就需要将其性能最大程度地发挥出来，也需要确保装置自身的运行正常且良好，实现以上两点，对装置进行保养维护是行之有效的措施。在实际的装置维护工作中，确保水力发电站正常稳定运行、不会突发停电断电的状况是运行维护最重要最核心的原则。因此，继电保护装置维护时，应根据其具体的工作情况制定检修计划，安排检修、保养和检测工作，确保继电保护装置可以持续长久地对发电系统进行保护。

3.4 继电保护的要求

继电保护装置的要求主要包括几大方面：

（1）选择性：若水力发电站系统发生故障，继电保护装置需要第一时间准确高效地屏蔽故障元件，并立即断开故障点周边的断路器，为确保无故障的设备继续正常工作；

（2）可靠性：对于安全保护装置而言，可靠性是最基本最重要的要求之一。若继电保护装置的可靠性不达标，不但无法保障电力系统的安全运行，甚至还有将故障进一步恶化的风险。 若要提高继电保护装置的可靠性，需要确保装置的整定计算科学准确，设计原理符合要求，理论上可行，装置内各个电子元件的选型规范且有质量与品牌的保证。做到以上几点，继电保护装置的可靠性会大大提升。

（3）灵敏性：灵敏系数是评估继电保护装置灵敏度的重要指标，无论是何种性质、何处位置的短路故障，都不允许出现保护装置拒绝动作的状况，若故障发生在保护范围之外，也不允许出现误动作，否则后果不堪设想。

（4）速动性：速动性指继电保护装置切除故障的速度，是其保护能力的重要体现。切除故障的时间越短越好，对整个发电系统的影响就越小，也会减小电气元件受损的概率。

3.5 继电保护装置的内容

继电保护装置是水力发电站的必备设备之一，但不同的水力发电站，其继电保护装置的内容也不尽相同，但以下几种继电保护装置是需要都具备的：

（1）线路保护装置：主要有一段式、二段式和三段式电流保护，作用不尽相同。一段式主要负责速断电流保护，二段式则侧重限时电流保护，三段式主要用于过电流保护。

（2）主变保护装置：主变保护装置包括主保护和后备保护，主保护的功能包括重瓦斯及差动保护，后备保护则主要负责过载保护等。

（3）发电机保护装置：主要负责发动机的主电路及过电流、过电压等过载保护。

4 水力发电站继电保护装置的运行与维护措施

4.1 做好规划，确保运行维护工作有序开展

水力发电站的继电保护装置是保障其安全可靠运行并正常发电的核心设备，做好其运行维护工作至关重要。由于该项工作复杂繁琐，涉及到的主客观因素较多，目前还未形成非常完善且普遍适用的继电保护装置运行维护管理体系。因此更需要提前做好全局部署规划，并将每一部分的任务逐层细分到运行维护的细节中，根据实际的维护效果，不断吸取经验，及时总结并调整策略，逐渐提高继电保护装置的维护管理能力，为水力发电站的安全稳定运行保驾护航。

4.2 采取科学高效的运行维护措施

科学合理的运行维护措施是继电装备充分发挥保护作用的重要基础，主要包括几大方面：

（1）发电站值守人员应定时巡查继电保护装置，若有异常立刻处理，并做好相关设备及电气元件的工作记录。

（2）现场值守人员的工作职责和权限要有明确的规定与考核要求，若继电保护装置的故障严重，需要专业的技术人员判断处理，出于安全的考虑，仅允许现场值守人员做一些常规的维护维修工作，包括通断压板、切换开关、装卸保险丝等，操作的步骤需要严格遵守电力安全操作手册的要求。

（3）做好继电保护装置的清洁保养工作，要求现场不得少于两人且必须共同清扫，清扫过程务必注意与带电设备始终保持安全距离，避免出现误碰带电元件并触电的危险。

（4）对微机保护的电压、电流等关键性的工作数据，每周进行采样与记录，并每月查看微机保护的打印机情况，若有异常及时汇报并处理。

（5）定期检查继电保护装置的电气元件、接线等情况是否正常，主要包括：检查二次设备电气元件的铭牌信息，是否完整齐备；开关按钮的动作是否灵活； 接触点有无烧伤痕迹；控制室指示灯及仪表显示是否正常；配电线路是否存在松动等。

4.3 加强检修人员培训力度

定期对现场检修人员进行培训及安全教育，牢牢树立检修人员的责任、安全和质量意识，培养强烈的使命感与风险观念，并对培训的结果进行考评，充分调动检修人员的工作主动性，提升他们的业务能力和技能水平，为继电保护装置安全可靠运行提供完备充足的技术保障。

5 水电站继电保护装置的技术管理

继电保护装置是保障水力发电站正常发电的关键设备，其性能与可靠性一方面由电气设计决定，另一方面则取决于日常的维护保养，即设备的技术管理起到了重要的作用。 水力发电站继电保护装置的技术管理主要包括：

（1）继电保护装置的运行管理。建立并完善岗位责任制度，将具体责任落实到现场值班的每位工作人员，实现责任到岗到人的目标。

（2）继电保护装置的维护维修。水力发电站现场检修人员需要按照操作说明书对继电保护装置进行定期的保养和检修，并做好详细的记录以备查阅。 主要包括：各个电气元件的铭牌信息是否完整；开关与按钮的动作是否正常；接触器的主回路接线点是否存在烧伤脱落的痕迹；主控制室内的指示灯与光字牌等状态显示设备是最直观地反映发电站有无故障发生的渠道，检查其是否可以正常工作；电气柜内的继电器与接线端子接线处是否牢固，若接触不良有漏电的危险；电流与电压互感器的二次引线端子接线是否存在松动等。

（3）继电保护装置的更新改造。随着大数据时代的到来，新的科学和技术发展迅速，相关从业人员应学习研究前沿的专业知识，不断优化更新设计方案，有针对性有目的性地对继电保护装置升级改造，不断提升其保护水力发电站平稳运行的能力。

6 结束语

综上所述，继电保护装置是水力发电站安全平稳运行的重要保障，必须培养一支专业技术过硬的人才队伍，完善继电保护装置的技术管理制度，做好日常的运行维护和检修校验等工作，做到发现故障及时处理，记录内容完整规范，在各个细节各个步骤落实好技术管理工作，确保继电保护装置良好的运行状态，为保障发电站的正常运转而助力。