郭顏艷，徐 果

（湖南澧水流域水利水電開發(fā)有限責(zé)任公司，湖南長沙 410002）

0 引言

繼電保護(hù)主要指發(fā)揮自身觸點作用的繼電器，針對電力系統(tǒng)和相關(guān)元件開展保護(hù)操作，防止其出現(xiàn)被破壞等問題。在實際開展各環(huán)節(jié)管理操作的過程中，水電廠越來越重視繼電保護(hù)工作。同時，繼電保護(hù)系統(tǒng)能否穩(wěn)定、優(yōu)良的運行，將對廠內(nèi)發(fā)電機(jī)組的正常、安全運行造成較大影響，因此，還需要重視開展高質(zhì)量的運維（運行維護(hù)）管理操作。同時，針對系統(tǒng)故障及一些可能對系統(tǒng)正常運行造成影響的非正常狀況展開分析，并探討出相應(yīng)對策的一種自動性的反事故措施[1]。

1 水力發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)

繼電保護(hù)主要指在電力系統(tǒng)發(fā)生非正常狀況或出現(xiàn)故障問題時，盡快完成故障的處理或排除操作，或替換或淘汰故障設(shè)備，對相關(guān)人員進(jìn)行報警提示，減少故障的不良后果和消極影響，確保電力系統(tǒng)運行可靠性及順暢性。同時，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題后，繼電保護(hù)裝置需要有選擇地開展故障部位切斷操作，優(yōu)先斷開和故障距離最小的斷路設(shè)備，以確保不影響系統(tǒng)內(nèi)其他非故障部位的運行。

為了保證裝置動作安全可靠性，需要重視確保裝置安裝調(diào)試以及設(shè)計等，相關(guān)操作均精準(zhǔn)、有效，不出現(xiàn)失誤。保護(hù)裝置內(nèi)部各元件均應(yīng)達(dá)到質(zhì)量設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，所開展各環(huán)節(jié)運維操作均能發(fā)揮較高實效性，并可以針對系統(tǒng)開展核實的簡化處理，有助于繼電保護(hù)的有效發(fā)揮。

結(jié)合我國現(xiàn)階段水力發(fā)電廠機(jī)組實際情況和特點，可以將其繼電保護(hù)特征總結(jié)為：

（1）需要針對主保護(hù)展開雙重或以上的設(shè)計，同時基于差異化的保護(hù)原理，開展具體的保護(hù)操作，從實質(zhì)層面上確保繼電保護(hù)實效性的良好發(fā)揮。

（2）對保護(hù)裝置的性能指標(biāo)具有較高要求。機(jī)組本身有容量較大等特點，結(jié)構(gòu)較為繁瑣，一旦出現(xiàn)故障將會有較為嚴(yán)重的后果，所以有必要對保護(hù)裝置開展合理的性能指標(biāo)優(yōu)化操作。

（3）基于系統(tǒng)整體層面加以考量，優(yōu)化以往應(yīng)用的單一保護(hù)模式，從根本上實現(xiàn)對機(jī)組有效性及穩(wěn)定性的保障[2]。

2 繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展分析

20 世紀(jì)60 到80 年代，晶體管繼電保護(hù)技術(shù)處于旺盛發(fā)展階段；70 年代中期開始，由于集成電路保護(hù)研究正式啟動，發(fā)展至80 年代末期，此項技術(shù)已經(jīng)創(chuàng)設(shè)了完善的系列，并逐漸取代了傳統(tǒng)的晶體管保護(hù)技術(shù)，此項技術(shù)的發(fā)展持續(xù)旺盛，并在應(yīng)用、研發(fā)等方面占據(jù)主導(dǎo)地位，這種狀態(tài)一直保持到九十年代初期。針對主設(shè)備的保護(hù)來講，和微機(jī)線路保護(hù)、水力發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)等相關(guān)的方式方法，也陸續(xù)完成鑒定。因此，基于差異化種類和原理的微機(jī)線路保護(hù)裝置，對推動水力發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)裝置功能、作用及性能的優(yōu)化和改良起到了促進(jìn)作用。

通過不斷推進(jìn)對微機(jī)保護(hù)裝置的研究進(jìn)程，在微機(jī)保護(hù)算法和軟件等方面也獲取了諸多可觀理論成果，標(biāo)志著我國正式步入微機(jī)保護(hù)時代。目前繼電保護(hù)不斷趨于網(wǎng)絡(luò)化、現(xiàn)代化，人工智能、保護(hù)、測量等對繼電保護(hù)的要求和任務(wù)也發(fā)生了顯著變化，擴(kuò)大了相應(yīng)的研究開發(fā)空間。改革開放以后，國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷加快，繼電保護(hù)技術(shù)取得顯著進(jìn)步，未來將為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。

3 具體配置及運維分析

以A 水電廠為例，為了更好地滿足C 市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)實需求，開展了一系列針對性的結(jié)構(gòu)改良及升級操作，增加了電力實際產(chǎn)能，可以開展繼電保護(hù)配置操作，保障機(jī)組穩(wěn)定運行。

優(yōu)化完成后，A 電廠內(nèi)有5 臺300 MW 發(fā)電機(jī)組，機(jī)組和主變壓設(shè)備利用單元接線的形式連接，并于機(jī)組內(nèi)安裝了出口斷路器，出口電壓設(shè)置為18 kV，在C 市起到調(diào)壓、調(diào)峰填谷以及事故備用等作用。結(jié)合水電廠發(fā)電機(jī)組特征，為了實現(xiàn)對系統(tǒng)安全的更好保護(hù)，針對繼電保護(hù)裝置展開了細(xì)化研究，參考現(xiàn)實具體情況展開了配置。

3.1 轉(zhuǎn)子繞組保護(hù)

對于水電廠內(nèi)各機(jī)組出現(xiàn)運行故障來講，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子出現(xiàn)的繞組短路故障，具體可劃分成匝間短路及接地短路故障。通過直流、交流雙注入型電子一點接地保護(hù)，完成雙套配置運行，該形式可劃分成兩段定值，且可以設(shè)計時間限制：水電機(jī)組基于低定值條件下，跳閘延長的時間較長；基于高定值條件下，信號發(fā)送延長時間較短?；痣姍C(jī)組的具體作用為信號發(fā)送。

可以針對水電廠進(jìn)行劃分，即發(fā)電及水泵工況，依靠換相開關(guān)，經(jīng)由變更相序的方式完成工況的切換。在實際開展繼電保護(hù)配置操作的過程中，應(yīng)充分考量工況實際需求，并在水泵開啟的情況下保障定子繞組參數(shù)變化，以確保其隨機(jī)組轉(zhuǎn)速的改變而改變。此外，還應(yīng)充分考量電壓、電流等改變的影響，有助于保證在工況啟動的情況下，避免誤動風(fēng)險或裝置拒動等問題出現(xiàn)[3]。

3.2 軸電流保護(hù)

實際設(shè)置保護(hù)裝置的過程中，應(yīng)重視考量如下標(biāo)準(zhǔn)：①斷路器處于非全相保護(hù)狀態(tài)；②過流閉鎖；③發(fā)電機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)下，并開啟電氣制動保護(hù)等。保護(hù)配置應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定和反措有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。對于水電廠來講，開展繼電保護(hù)配置的根本目的在于，對主變壓設(shè)備及機(jī)組實施有效保護(hù)。

在開展發(fā)電機(jī)軸電流保護(hù)操作的過程中，需要通過ABB 產(chǎn)品來實現(xiàn)，針對主變壓器和機(jī)組的保護(hù)，要應(yīng)用效率和質(zhì)量相對更高的設(shè)備，并針對低頻及符合保護(hù)相關(guān)裝置開展有效設(shè)置，以創(chuàng)設(shè)完善的繼電保護(hù)系統(tǒng)。對于主變壓器以及發(fā)電機(jī)等非電量保護(hù)設(shè)備來講，可于E 柜開展具體設(shè)置。非電量保護(hù)通常存在獨立的跳閘出口以及保護(hù)電源回路。

3.3 微機(jī)繼電保護(hù)

水電廠機(jī)組和微機(jī)繼電保護(hù)的有效融合，可以充分發(fā)揮此類繼電保護(hù)的實效性。該保護(hù)系統(tǒng)利用數(shù)字信號處理等方式，能夠完成參數(shù)的調(diào)試，使設(shè)備維護(hù)實效性更優(yōu)良。進(jìn)而通過多種處理軟件，確保保護(hù)裝置更為靈活、穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)。此外，通過計算機(jī)和信息技術(shù)等，該系統(tǒng)可以主動識別機(jī)組運行故障，有助于降低誤操作，更加充分地發(fā)揮保護(hù)裝置的運行實效性。

3.4 SSJ-9000 配置

配置SSJ-9000 十分必要，可以充分發(fā)揮該裝置機(jī)組振擺保護(hù)系統(tǒng)的實效性。將SSJ-9000 系統(tǒng)當(dāng)做中心系統(tǒng)，可以使振擺保護(hù)裝置充分發(fā)揮數(shù)據(jù)采集單元作用，實現(xiàn)信息的轉(zhuǎn)換，并對傳感器相關(guān)數(shù)據(jù)開展有效分析，能夠結(jié)合傳感器的具體種類，針對數(shù)據(jù)采集的模型構(gòu)建開展有效配置[4]。

除數(shù)據(jù)采集以外，該系統(tǒng)還可以發(fā)揮較為優(yōu)良的實時檢測功能，分析機(jī)組的實際運行狀況。結(jié)合A 廠5 號機(jī)組的實際運行情況，在應(yīng)用電渦流傳感器開展實際運行操作的過程中，基于上導(dǎo)測量部位影響，即勵磁引線，產(chǎn)生了輸出信號失真的問題，通過有關(guān)調(diào)試辦法的應(yīng)用，在較短的時間內(nèi)對傳感器進(jìn)行了修復(fù)。針對此裝置開展配置操作的過程中，創(chuàng)設(shè)了較為完善的機(jī)組保護(hù)系統(tǒng)，大大提高了機(jī)組的保護(hù)性能。

3.5 運維措施分析

3.5.1 開展高質(zhì)量的裝置故障解決

（1）轉(zhuǎn)換法。通過該措施實現(xiàn)對故障的排查，具體是通過型號一致的元件，取代當(dāng)前安裝的保護(hù)裝置，監(jiān)督、觀測元件的實時運行狀態(tài)，明確元件實際情況，了解故障具體狀況。該措施無需拆除裝置，便捷性較高，可以保證替換元件作用的正常發(fā)揮。

（2）逐項檢測的方法。該方法會花費較多的檢測時間，但卻能更好地保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。在實際檢測過程中，需要一一拆除與故障電路存在并聯(lián)關(guān)系的回路，并展開逐項檢測，等到檢測結(jié)束并針故障開展了有效的解決以后，再重新對其進(jìn)行安裝。

3.5.2 定期開展檢查工作

實踐工作過程中可以通過狀態(tài)檢修、開展在線監(jiān)測的方式，了解裝置的具體運行狀況，一旦發(fā)現(xiàn)相關(guān)的故障問題，監(jiān)測系統(tǒng)會及時作出反應(yīng)，與繼電保護(hù)原理一致。此外，還應(yīng)確保日常的巡回檢查和運行維護(hù)工作發(fā)揮出較高的實效性，組建獨立的工作小組，針對裝置開展高效的監(jiān)管操作，對故障開展有效解決處理，并重視清潔裝置，防止各類病患、污垢等對裝置的正常運行造成不良影響，對于繼電保護(hù)實效性更充分的發(fā)揮有積極影響[5]。

就微機(jī)裝置而言，應(yīng)重視開展高質(zhì)量的系統(tǒng)維護(hù)操作，并科學(xué)設(shè)置系統(tǒng)密碼和參數(shù)等，以優(yōu)化裝置運行的可靠性和穩(wěn)定性。同時，也應(yīng)重視針對裝置跳閘故障開展細(xì)化探究、分析，對故障處理相關(guān)各環(huán)節(jié)開展細(xì)化記錄，主要內(nèi)容包括具體解決手段和故障誘發(fā)原因、因素等，注重總結(jié)實踐經(jīng)驗，有助于各環(huán)節(jié)運維管理操作的實效性更充分發(fā)揮。

3.6 繼電保護(hù)未來發(fā)展技術(shù)

未來繼電保護(hù)技術(shù)勢必會向智能化、信息化、保護(hù)、控制、數(shù)據(jù)統(tǒng)一化的方向發(fā)展。各類計算機(jī)硬件和軟件的快速發(fā)展，提高了繼電保護(hù)的任務(wù)和需求，不僅需要有效發(fā)揮基礎(chǔ)性功能，還要具有優(yōu)良數(shù)據(jù)處理及通信能力，實現(xiàn)全系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)共享。

4 結(jié)論

綜上所述，針對水電廠機(jī)組展開的繼電保護(hù)配置工作，應(yīng)基于現(xiàn)實機(jī)組的具體運行情況，針對各類保護(hù)裝置開展科學(xué)設(shè)置，并通過對信息和計算機(jī)技術(shù)的有效應(yīng)用，針對繼電保護(hù)系統(tǒng)開展有效設(shè)計，促使系統(tǒng)的故障自動監(jiān)控及處理功能充分發(fā)揮出來，有助于優(yōu)化機(jī)組運維整體實效性。