发电厂继电保护可靠性的影响因素探析

2023-03-05米志同

中国设备工程 2023年2期

米志同

（华电国际十里泉发电厂，山东枣庄 277100）

在电厂电气系统中，继电保护装置的最大功用就是帮助管理人员及时发现各电气设备运行中的各类异常情况，以便及时进行处理，确保电力生产安全可靠。尽管继电保护装置能够在监测到电气设备运行中的问题后能及时给予响应，果断地进行隔离，避免了问题的进一步恶化，但系统本身却因诸多因素影响造成可靠性降低。吴达嵩指出，当前发电厂所出现的电气设备故障中，绝大多数都是因为继电保护可靠性降低引起的，而影响其可靠性的主要因素是工作人员能力不足，选择了错误的电力设备，或在继电保护装置设计做得不足，因此，只能通过提升工作人员专业技能素养、完善继电保护装置功能、落实继电保护人员岗位职责等措施，实现其稳定性的大幅提升，确保发电厂电气系统安全、稳定运行；吕文婷等认为，电力系统中继电保护装置隐性问题是客观存在的，是无法彻底消除的，然而，为确保电力系统高效运行，只能通过对引发继电保护可靠性降低的主要因素进行系统分析，并采取有效办法进行处理，防止问题进一步恶化，以避免电力生产安全性及可靠性受到影响。本文笔者结合工作经验，探讨了发电厂继电保护装置稳定性影响因素及解决措施，希望能为促进电力事业良性发展作出应有贡献。

1 发电厂继电保护的必要性

电力供应稳定性程度与国家和地区经济发展水平密切相关，而发电厂电力供应稳定性离不开稳定的继电保护装置。结合目前我国发电厂继电保护装置运行实际情况来看，其稳定性受到了多种因素的影响，致使相关电气设备出现异常时不能被及时发现和隔离，造成小故障进一步恶化，在很大程度上增加了发电厂电力设备的损害程度。

总而言之，在发电厂电气系统稳定运行中，继电保护装置起着不容小觑的作用，因此，注重因素分析，并制定相关整改措施，提升其运行稳定性，从而使电气设备在发生相关故障时能被及时发现，促进了电力供应稳定性提升，最大限度地保障了居民生活质量的稳定提升。

2 发电厂继电保护的原理

在发电厂继电保护装置中，测量组件、逻辑判断组件及执行保护组件是其最主要的构成部分。电厂继电保护装置运行时，通过对比故障前运行参数变化量，如已设定的数据量与额定值。如果出现明显的电压、电流相位变化情况，则说明出现了电流增大问题，此时，继电保护装置就可以结合这些变化分析，判断是否启动继电保护。逻辑判断准确性的首要前提是对测试装置特有参数与性质进行准确分析，然后，再将判断结果传输至执行系统，执行系统再根据所接收到的指令开展适当保护。

与电厂其他电气装置相比，继电保护装置运行可靠性受外界干扰影响因素较多，因此，要通过相关措施应用将各种因素的影响降至最低，最大限度地保障自可靠性不受影响，从而在电气设备出现故障时，继电保护装置能快速反应，进行隔离保护，保证发电厂电气系统安全稳定运行。

3 电力系统继电保护隐性故障特点及产生的原因

3.1 电力系统继电保护隐性故障特点

继电保护装置一般处于待机状态，电力系统出现异常后，装置便自行启动开启保护模式，随着运行时间的加长及外界影响因素的不断刺激，继电保护装置本身存在故障的风险增高，一旦发电厂出现某些故障时，继电保护装置就会启动异常，无法起到很好的保护作用，进而导致大面积电力系统瘫痪，引起严重的安全施工，因此，在正常状态下，一些隐性故障是难以被及时发现的。

隐性故障最显著特征就是隐蔽性强，因此，继电保护装置隐性故障一般难以被及时发现，且常规检测手段又难以发现，难以将其及时进行排除，因此，在电力系统出现故障后，继电保护装置就难实施正常保护工作，引发非常严重的电力系统问题。为规避这一问题出现，相关人员应充分做好继电保护装置隐性故障排除工作，确保其保护功能得以正常发挥，从而大力保证电网运行安全。

3.2 继电保护隐性故障产生原因

（1）错误整定。软件错误会导致保护参数值不稳定，而且由于操作管理人员的自身专业技术水平培养不到位，操作过程中人员责任心意识不强都可能导致大量错误问题的产生。例如，参数调试错误、保护管理不到位和对整定原则不清晰等，这些基本错误就可能会直接造成错误保护的设定值不当。电磁型保护和微机型保护定值配合不当导致保护装置动作。除此之外，一旦当前电网使用潮流条件发生较大的温度变化时，保护的额定值就可能会随之发生调整，不能与当前电网整体构造、运转处理方式相适应，造成各类电力系统安全事故的频发，最终出现电网继电保护隐性漏电的故障问题。

（2）设备故障。设备经常发生的主机故障主要指的是主机软件以及主机硬件发生的故障，在企业软件安全系统设计过程和研发过程中，电力主机在设计、测试和实际使用时容易产生隐性安全故障，这不仅与软件生产者和厂商有关，还与软件使用者密不可分。所以，为了能避免这些隐形硬件的故障，相关硬件厂商需要最大限度地提高应用设备的硬件产品质量，使电力系统的用户能十分放心地使用硬件厂商的产品，此外，软件安装人员应确保应用系统的正确安装，并对软件的应用系统进行积极的安装维护和日常管理工作。

4 发电厂继电保护可靠性影响因素

从我国大部分发电厂的实际运行过程来看，继电保护装置受多种因素影响，保护功能大打折扣。具体来说，主要影响因素体现在以下几个方面。

4.1 自然环境因素

（1）雷电影响。雷电是引发发电厂继电保护装置出现故障的最大外因，由于发电厂基本都建在空旷地带或山上，因电厂建筑较为突兀，很容易受到雷电的影响。尤其是一些依托煤矿建设的燃煤电厂，基本位于山顶，一旦遭受雷雨天气，继电保护装置受雷电瞬间电流及感应电流影响，致使设备元件被烧或损坏。

（2）温度。因选址原因，发电厂位置自然条件一般比较差，如果在山区，早晚温差较大。如果是南方，夏季高温又是电厂继电保护装置的又一重大考验。继电保护装置一般安装于机柜内，受装置运行发热及外界高温影响，机柜内温度会持续升高，一旦继电保护装置未安装优质散热装置，保护装置易发热，造成损设备烧坏，甚至彻底无法正常运行。如果继电保护装置的运行温度较低，保护装置易出现软故障。

（3）湿度。与温度的影响类似，电气设备在持续下雨时容易受到水分侵蚀，从而降低其功能并降低可靠性。继电保护装置也是如此，在潮湿的环境中，触点之间连接的可靠性会受到一定的影响，继而发生严重故障，甚至出现不动作现象。

4.2 电源因素

发电系统继电保护装置的内部零件精度高，由于这些内部零件属于导电体，如有电流经过，就会损坏这些精密零件。在电厂实际运行中，直流电源的接地故障是无法避免的，有些电厂为了减轻直流接地故障对继电保护装置的影响而设置了分布电容，但这可能会带来一些轻微的影响，导致继电保护装置出现故障，影响其正常运行。

4.3 辐射因素

为了满足发电设备的控制要求，通信设施一般都安装在电厂内部，通信设施在使用过程中不可避免地会产生无线电干扰和辐射。这种干扰和辐射会对继电保护设备产生一定的影响，例如，在弱磁场附近，电子回路会对高频电流信号产生反应，误导发电设备出现故障或继电保护设备的可靠性降低。

4.4 人为因素

电厂中的大多数继电保护装置无须人工操作，可实现全自动操作。但是，其设计与安装工作均由人工完成，并在使用初期设置继电保护装置的参数，在后期分析相关数据。此外，技术人员必须定期对继电保护装置进行测试，并在发现任何问题后对继电保护装置进行适当的维护。如果技术人员不具备专业技能或技术人员没有受到监督，继电保护装置运行中就会暴露出诸多问题。

5 提升继电保护系统可靠性的改善措施

由于不同因素对继电保护装置的影响力不同，对电力系统造成的直接危害严重程度参差不等，所以，为了及时研究制定和提出更有效的防护措施，电力事业管理行政部门首先应该针对各影响因素及其造成危害的严重程度分别进行及时科学化的分类，从而有效地完成对继电保护故障的及时科学化预防管理。

5.1 改善自然环境

（1）注重防雷工程建设。针对发电厂继电保护装置易受雷电影响问题，应加强电厂防雷工程建设，借助相关避雷设备消除雷电影响。具体实践中，可通过多级防雷箱、防雷装置安装消除雷电瞬间感应电流的刺激，降低雷电电流的不利影响；其次，对消除电压差进行合理布局，最大限度地减少因压降引起的高电压或大电流对继电保护装置的影响。

（2）科学温度控制器组件。为应对高温天气对电厂继电保护装置的不利影响，可在电厂继电保护装置安装区域安装温度控制器。控制器元件度现场温度进行自动化监测，如果温度超过继电保护装置运行安全标准，就自行启动冷却设备或散热风险降低机柜温度。

5.2 加强二次回路的巡查

通过加强电厂继电保护装置二次回路检查，及时发现工作过程中的安全隐患和故障，促进继电保护装置安全可靠运行。一般情况下，在具体检查过程中，检修人员应检查继电保护装置的外壳及其他部件，如果外壳或其他部件损坏，应立即检查继电保护装置的电阻。如果检查表明电阻器过热，则必须进行修理。在某些检查中，有必要验证转换开关和指示器等设备是否可以正常工作。通过加强对二次回路的检查，可以有效解决继电保护装置中可能存在的隐患问题，落实预防措施。

5.3 提高设备安全质量

为切实提升发电厂继电保护装置运行可靠性与稳定性，电厂企业在开展电厂建设时应注意以下事项。

（1）要对继电保护装置质量及安全性进行严格把控，在购进继电保护装置时，要将其出厂参数表与工程设计安全标准进行比对，确保其自身质量与电厂规模及生产工艺相符，从而有效保证电厂设备继电保护装置运行的稳定性。

（2）要建立完善的计量保护及维护制度，在电厂运行中，安排专人进行近期检测维护，消除各类故障，保证其能在电气系统发生故障时始终发挥其应有保护功能。

（3）对于一些常规继电保护故障，必须及时处理，避免继电保护装置因故障而产生内部隐患，定期检查可以解决一些影响设备正常运行的问题。在此过程中，发现的安全隐患必须及时报告和解决。只有这样，才能有效提高电厂继电保护设备的使用寿命，保证发电工作顺利进行。

5.4 强化技术人员专业素养

技术人员的专业素质直接影响继电保护装置的安全运行。因此，电厂负责人需要通过多种方式加强相关技术人员的专业素质培养，使继电保护装置能够安全稳定运行。首先，发电厂可以聘请高度专业化的人员来培训电厂的技术团队。为了保证培训的有效性，可以在培训后对受过培训的人员进行适当的评价，使相关技术人员的专业素质尽可能得到有效提高。其次，每个技术人员的职责需要具体划分，负责人可以保证每个继电保护装置都有专人负责。该措施不仅可以提高技术人员的工作效率，还能极大地保证继电保护装置的正常可靠运行。