1、1水力发电机组的继电保护措施摘要：随着国家经济高效快速的发展，对能源的需求也是与日俱增，特别是水力发电行业的发展越来越受到人们的重视，近几年在水资源丰富的地区兴起了修建水电枢纽工程的热潮。继电保护系统是水电站计算机监控系统的重要组成部分。继电保护设备的可靠性直接影响系统的可靠性。本文重点论述了水力发电机组继电保护常见的故障现象及处理措施，最后对电气控制系统的改造进行了探讨。 关键词：水力发电机组；继电保护；措施 中图分类号： TV 文献标识码： A 一、水力发电机组继电保护的发展现状及重要性 随着科学技术的不断发展，继电保护装置也在不断更新换代，无论是在性能还是功能上，其可靠性都在不断地提高。
2、继电保护随着计算机网络的快速发展与普及，已经向着计算机化、网络化方向发展，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化对继电保护提出了艰巨的任务。 继电保护装置是保证电力元件安全运行的基本装备，在无继电保护的状态下任何电力元件不得运行。继电保护装置保护电力系统正常运行，强行关闭将要发生故障或者已经发生故障的设备，避免扩大事故，维护电力系统的稳定运行。如果被保护的电力系统设备发生故障，继电保护2装置就应该在迅速的、可靠地、有选择的切断这个设备周围最近的电路，使其从整个电路中独立出来，减少该设备本身的损坏以及保证整个电路的正常运行。在截断该故障设备的电路后，必须对故障部分进行良好的检查与修理，这时
3、，继电保护装置的不同的信号就为管理者提供了故障信息，方便处理工作的进行。 二、水力发电机组的应用 电能资源是社会现代化建设的必需能源，保持电能正常供应对维持经济稳定性具有宏观调控作用。水力发电机组是电能生产系统最为关键的设备，其由发动机、电球、控制器等装置构成。自水电站建设以来，水力发电机组便发挥出了多方面的应用价值，不仅保持了水能与电能之间转换流程的持续性，也带动了水资源调度规划的科学进行。不同型号的水力发电机组，水能与电能的转换率高低不一，如表 1 所示。 表一不同型号机组的电能转换率 型号 转换率 小型 3050 中型 5070 大型 7090 不同地区的用电需求量不一，国内水电站建设也
4、采用了多种型号的发电机组，进而满足了实际发电生产作业的要求。从应用情况看，大、中、小型发电机组的能量转换率高低不同，最低 30%，最高 90%，选用哪一种发电机取决于水电站的具体生产需求。 3三、继电保护应用于水力发电机组的功能 水力发电机组是水电站常规作业的核心设备，由机电一体化系统综合调度以促进水能、电能之间的高效转换，从而维持能源的持续供应。考虑到水电站发电指标量的不断提高，发电机组作业也面临着许多潜在的风险，例如，电流、电压过载易烧坏发电机组的接线，扰乱机组正常的动作流程。为了解决这一问题，水电站为机组配备了专用的继电保护装置，其应用于发电机组具有较高的实际价值。 告警功能。电力系统工
5、作常受到外在条件的影响，导致系统内部结构出现异常情况而引发潜在故障。继电保护具有较强的告警功能，能够对电力系统工作状态进行实时监测，发现异常情况后快速发出告警信号。例如，继电保护器对线路指标进行动态监测，感应到线路电压、电流值异常后立即发出告警信号，提醒值班人员尽快对线路进行检测处理。 (2)隔断功能。对于突发性的电路故障，继电保护器也具备了良好的隔断功能，短时间内把故障区与工作区隔离开来，减小了电路故障对水电站其他设备的不利影响，维持了发电机组安全的工作状态。一般条件下，继电保护装置在发生故障后的 13s 内启动，迅速将发电机组与水电站内其他系统隔离、断开，以免故障扩散到整个发电作业区。 (
6、3)控制功能。继电保护器是对发电机组的一种保护方式，重点表现于继电器的断开保护与事故告警功能，但实际上其也能够对发电系统起到相应的控制作用。例如，当水电站内电能生产量较高时，继电器能够自动预测站内潜在的故障隐患，通过数据自动运算得到准确的参数结果，并对发动机、电球、控制器等进行调控，以推动水力发电机组工作流程4的转变。 四、水力发电机组继电保护故障分析与处理 水力发电满足了地区用电生产的作业要求，与火力发电等共同形成了国内电能生产的主要模式，进而缓解了其他电能生产的作业压力。近年来，水力发电模式在电力行业中的应用范围更加广泛，我国水力资源存储量十分大，科学地利用水力资源从事发电生产对电能供应系
7、统具有很大的帮助。当前，水力发电每年供应电量占总电量的 30%左右，这充分说明了水力发电作业的重要性。随着水力发电工程正式投人运行，水电站内连接的各种设备功能更加显现，鉴于电能产量指标的持续上升，发电机组工作状态也出现超荷载作业的问题，这些都对继电保护系统造成了许多不便。下面结合笔者的工作实践，分析水力发电机组继电保护常见的故障现象及处理方法。 （1）母差保护。母差保护接线如图 1 所示，若母线连接出现失误，则会引起其他保护元件的失效，进而干扰整个保护系统的安全性能。水力发电机组继电保护器工作状态不一常因外在条件变化而出现母差保护异常的状况，此时应尽快对母差实施改造处理。 （2）高频保护。高频
8、保护是对发电机组工作频率采取的防御措施，用于防止频率过高对机组线路及元件造成损耗，从而维持机组日常运行状态的稳定性。高频保护故障多数是由于直流电源供应不足或电压值不稳定，造成发电机组工作频率不稳定所致，其扰乱了发电机组预先拟定的工作状态。如有下列异常情况，应及时处理:当直流电源消失时；定期通道试验参数不符合要求时；装置故障或通道异常信号发出无法复归时。5（3）距离保护。如有下列异常情况，应及时处理:当采用的 PT 退出运行或三相电压回路断线时；正常情况下助磁电流过大、过小时；负荷电流超过保护允许电流时。(4)微机保护。常见故障处理:告警插件所有信号灯不亮，如果电源指示灯熄灭，说明直流消失，应退
9、出出口压板；总告警灯及呼唤灯亮，且打印显示 CPUXERR 信号，如 CPU 正常，说明保护与接口 CPU 间通讯回路异常，退出 CPU 巡检开关处理；若信号无法复归，说明 CPU 有致命缺陷，应退出保护出口压板并断开巡检开关处理。(5)瓦斯保护。变压器是继电保护系统比较重要的控制装置，变压器工作状态常受到水电站工作荷载的影响，超出其承载范围便会引起故障问题。瓦斯保护是继电保护器的一种变压装备，应及时调节变压器功能以实施有效保护。如有下列情况，应及时处理:在变压器运行中加油、滤油或换硅胶时；需要打开呼吸系统的放气门或放油塞子，或清理吸湿器时；有载调压开关油路上有人工作时。 五、电气控制系统的改
10、造 电气控制系统是水电站生产电能的主要组成部分，对其实施综合改造可以创造良好的继电保护环境，减小机组保护装置的故障风险。电能不仅是个人用户日常生活的必需能源，也是企业用户从事产品加工制造的基本条件，维持电能资源高效供应有助于工业化作业效率的提升，可推动社会经济产业链的稳定经营。电气控制系统是电气设备二次回路的6组合形式，建立二次回路能把各项设备整合到一起，并执行对应的电气操作指令，从而达到设备综合调控的目的。针对水力发电机组存在的问题，水电站应强化内部电气系统的综合改造，重点解决继电保护系统存在的种种风险。 结语 在社会经济快速发展的趋势下，国内各个行业均沿着改革创新之路前行，以电力行业为代表的工业产业模式得到了优化升级。水力发电机组工作期间易发生多种故障，采用继电保护器进行安全防护的同时，也要加强对继电保护系统故障的处理。 参考文献 1白静.继电保护可靠性的基础数据分析D.华北电力大学,2012. 2许允锋,祖艳.水力发电厂继电保护的运行与分析J.黑龙江科技息,2013,01:19. 3李宗昌,周广云.浅谈提高继电保护可靠性的措施J.科技与企业,2013,16:145.
