发电厂继电保护及其干扰因素探析

摘要：发电厂在我国社会发展中扮演着十分重要的角色。随着我国社会发展速度的不断加快，对发电厂的要求越来越高，为了进一步适应社会发展环境，也为了进一步保证发电厂的生产安全运行，应当切实加大对继电保护的研究重视力度。文章对发电厂继电保护及其干扰因素进行了探析。

关键词：发电厂；继电保护；干扰因素；电能生产基地；电力系统 文献标识码：A

中图分类号：TM62 文章编号：1009-2374（2016）27-0130-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.27.061

1 概述

发电厂是我国重要的电能生产基地，而继电保护设备对发电厂安全正常运行来说具有十分重要的影响作用，是发电厂整个电力系统的重要组成部分。继电保护装置的应用一方面可以在短时间内检测出电力系统运行过程中的故障，并及时发出报警信号，另一方面该装置的应用在故障发生时也可以自动对电力故障采取切断、隔离等必要的处理措施，因此继电保护装置的应用极大地提高了电力系统运行的稳定性及安全性。但是该装置在实际的应用过程中仍旧会受到诸多干扰因素的影响，使得其对电力系统保护功能降低，因此应当加大对这些干扰因素的研究重视力度，并制定科学合理的解决措施，降低干扰因素对继电保护装置的影响。基于此，本文将对继电保护及其干扰因素等有关的内容进行探讨，并具有针对性地提出解决措施，以供相关从业者参考。

2 发电厂继电保护的作用与要求

继电保护装置在电厂中的主要作用就是对电力系统运行过程中发生的异常状况进行及时的检测，同时发出报警信号，并采取必要的故障处理措施，避免对电力系统造成更大的影响。继电保护系统在实际的应用过程中故障判断能力较强，一旦运行过程中电力系统发生异常，在继电保护装置的作用下可以及时将故障源切断、隔离，以免造成电力设备或者是系统的运行故障，本文将对继电保护装置的作用以及基本要求等进行阐述。

2.1 继电保护装置作用分析

发电厂在社会发展中具有十分重要的作用，同时它也是保障社会经济健康有序发展的基础。我国发电厂生产电能的主要方式有火力发电、风力发电、太阳能发电等，无论是何种发电方式都配备有自动化电力设备，继电保护装置的作用就是实现对电力设备的实时监测。例如当发电厂电力设备发生故障前会发出一定的异常信号，这时继电保护装置就可以捕捉到这个异常信号，并在短时间内采取切断、隔离等各种应急处理措施，将发生故障的元件与电力系统隔离，避免其他设备元件受到影响。另外继电保护装置这种应急处理措施的实施也在一定程度上缩短了因故障引起的停电时间，为发电厂正常运行打下了坚实的基础。

2.2 继电保护装置的构成分析

一般情况下，发电厂继电保护装置主要由以下几部分构成，即测量元件、执行元件、逻辑元件等，且每一个元件对继电保护装置的功能发挥都有十分重要的作用。首先，测量元件可以对电厂电气设备等元件的相关参数进行综合测量，并将测量所得参数与标准值进行对比分析，进而判断出设备的运行状态，对继电保护装置的作用发挥有着指导作用；其次，逻辑元件在实际的应用过程中，利用相应的逻辑关系对电气设备发生的故障等进行详细的分析，并根据分析的结果对故障的种类、范围等进行确定，进而为继电保护的保护操作提供参考；最后，执行元件的主要作用就是执行继电保护装置发出的信号，如跳闸、切断等保护措施。通过以上这些元件的共同作用继电保护装置实现了对发电厂电力设备的保护，保障了发电厂的正常运行。

2.3 继电保护装置基本要求分析

继电保护装置在电厂生产中发挥着十分重要的作用。一旦电力设备发生故障，继电保护装置可以在短时间内采取处理措施，而继电保护装置在运行过程中必须满足一定的要求才能从根本上实现保护电力系统安全运行的功能。首先，针对性。继电保护装置功能的实现依赖于保护装置动作的针对性，即当电力设备等发生运行故障时，继电保护装置可以根据对故障的判断做出相应的动作反应。例如当电力设备内部线路发生短路时，继电保护装置可以及时将发生短路的设备以及其有关线路与电力系统隔离。如果故障设备的继电保护装置没有起到保护作用，那么相邻电力设备的继电保护就会立即执行保护动作，避免影响其他电力设备的运行。其次，时效性。对于发电厂电力系统而言，电力设备故障对其安全运行等具有相当大的影响，甚至部分设备故障还会引起整个电力系统运行瘫痪，影响正常生产。因此继电保护装置应当满足时效性，即当电力设备发生故障时，继电保护装置在故障发生前发出警报，并及时采取制动措施，如切断、隔离等，执行措施的速度应当快，这样一来将会极大地降低对电力设备的影响。

3 发电厂继电保护的干扰因素

继电保护装置为电能生产的顺利进行提供了强有力的保障，同时实现了对电力设备的实时监测，一旦故障发生时，该装置可以迅速执行保护动作，避免造成更大范围的影响。但是通过对继电保护装置保护现状分析发现，在实际的应用过程中继电保护装置保护作用受到了诸多因素的干扰，这样一来就会在一定程度上削弱继电保护装置的保护性能，进而影响发电厂的生产安全稳定运行。影响继电保护的因素主要有以下五个方面：

3.1 雷击因素分析

雷电对电厂的电力设备的影响是相当大的，一旦电力设备遭受雷击将会受到严重的损坏，对发电厂电力系统的正常运行有着一定的阻碍。一般情况下自然雷击的形式较多，如直击雷、感应雷、球形雷等多种，且破坏力较大，对电力系统的影响不容忽视。由于发电厂的地网为高阻抗，因此一旦电厂接地元件或者是避雷设备受到雷击后形成高频电流。在这种高频电流的作用下，发电厂变电站地网系统的暂态电位会有所升高，再加上高阻抗的环境干扰，继电保护装置发生错误动作的概率升高，这样一来将会极大地降低继电保护装置的灵敏性以及稳定性，严重的甚至会使继电保护装置失去保护功能，这对发电厂电力系统的安全运行造成了一定的影响。

3.2 高频因素分析

通常情况下，由于发电厂设备内隔离开关动作时间较长且动作速度比较慢，这样极易在隔离开关触点之间形成“电弧闪络”，继而电力设备之间会形成过电压、高频电流等，这给电厂电力系统的安全运行埋下了安全隐患。这是因为高频状态的形成会在母线周围形成一定强度的电场、磁场，电场、磁场的形成会影响二次回路、二次设备的正常运行，使其发生一定的运行故障。另外，一旦电场、磁场的强度超出继电保护装置逻辑元件的极限范围时，会使继电保护装置的动作出现异常，这样将会极大地降低继电保护装置的应用性能，对电厂电力系统的安全运行产生不利影响。

3.3 辐射因素分析

近几年，随着我国经济的快速发展，为了从根本上满足电能生产及调控的基本要求，大部分电厂配置了移动通信设备。而通信设备的应用将会对电力系统的运行产生一定的影响。首先，通信设备的应用将会在一定使用范围内形成具有一定强度的电场和磁场，进而影响电厂电力系统的安全运行；其次，通信设备的应用将会在一定范围之内形成一定的辐射，进而对继电保护装置的应用性能产生一定的影响。例如当处于动态变化的磁场耦合到周围弱电子设备的回路中时，则会感应出错误的高频电压信号源，使得继电保护装置保护动作出现偏差，影响对电力系统设备的保护效果。但是通信设备对于现阶段电厂而言具有十分重要的作用，因此只有制定出相应的解决方案，才能有效降低其对继电保护装置的影响。

3.4 静电因素分析

对于继电保护装置而言，静电因素对其保护工作带来的干扰源是电厂工作人员的衣物。一般情况下，电厂工作人员在高压电环境下作业时间较长，因此他们衣物上或多或少都会有一定高压电荷。而这些高压电荷并不会对继电保护装置的动作造成十分严重的影响，但是一旦这些工作人员进入到发电厂接触设备之后则会引起放电现象，这种现象的发生将会对部分继电保护装置元件造成一定的破坏，进而影响继电保护装置的保护系统，对其造成一定的干扰，最终使继电保护装置动作出现错误，影响电厂电力系统的运行。而静电因素的存在对于电厂来说是不可避免的，其对继电保护装置的影响也是不容忽视的，因此应当对此引起高度的重视，制定出可行的措施，有效地降低甚至避免静电因素对电厂继电保护装置保护作用的影响。

3.5 电源因素

直流电源对电厂的电力设备造成的影响也是不可小觑的。通常情况下，一旦发电厂接地设备发生故障后立即会引起设备运行异常现象的发生，例如电厂地网电位出现异常等。同时对于分布电容和抗干扰电容而言，在短时间内可以使直流恢复到原来的运行状态，但是即使在这较短的时间内还会发生直流回路故障，并导致短时电源发生中断或者是对电源产生一定的干扰，这样一来将会极大地降低继电保护装置的运行的稳定性，严重的甚至会对继电保护装置造成不可逆的破坏作用。另外，对于大部分发电厂而言，电力电子设备内部的逻辑回路有时会发生异常现象，并产生继电的暂态电位差，这种现象的发生将会对电厂继电保护装置造成负面的影响，对电厂电力系统的稳定运行不利。

4 如何提高发电厂继电保护的可靠性

继电保护装置在电厂的日常运行过程中发挥着十分重要的作用，尤其为保障供电系统的安全运行提供了必要的条件。但从目前来看，部分发电厂继电保护装置在实际的应用过程中仍旧存在着一定的问题，且这些问题的存在严重影响了电厂健康稳定地运行，对社会发展有一定的阻碍作用，因此发电厂应当正视自身所存在的问题，并对其进行详细的分析，制定出科学可行的措施，为今后发电厂安全运行打下坚实的基础。

4.1 保证电力设备质量，提高电力设备维修水平

电力设备的质量水平对电厂的日常运行有着十分重要的影响，因此应当对其引起高度的重视，避免因设备质量问题对电力系统运行造成不利影响。首先，应当加大对电厂电力设备购买阶段的监督力度。发电厂相关的工作人员应当加大对购买电力设备质量控制力度，尤其是对一些关键设备进行采购的过程中应当对设备的电力使用标准等进行严格的审查，同时还应当对其生产制造厂商相关资格的审核力度，确保所购买的设备符合电厂电力系统的使用要求；其次，经过长时间的使用，电力继电保护装置的应用性能会有所降低，为系统的安全运行埋下了安全隐患，因此发电厂应当根据自身电力继电保护装置的应用情况，制定科学合理的维修方案，及时发现其中存在的故障，提高电力系统运行的安全性及稳定性。

4.2 设置保护技术人员

为了进一步保证电厂继电保护装置的应用性能，发电厂应当安排专业的工作人员对继电保护装置实施定期监测，为电力系统安全运行保驾护航。而专业技术人员一旦发现电力设备出现异常状况后，应当立即对其采取合理的措施，以避免造成更大的破坏。对于发电厂而言，对电力设备进行继电保护是十分重要的，该项工作在具体实施的过程中涉及到的内容比较多，例如应当对资源进行科学合理的配置，合理地安排调度、继保、运行等相关技术人员的工作内容，为电厂电力系统的稳定运行提供必要的支持。另外，与继电保护相关的技术人员应当切实提高自身的专业素质，同时电厂还应当根据工作人员的专业水平情况制定相应的培训计划，并对其进行一定的考核，只有符合相关的要求之后才能进入到工作岗位。技术人员还应当对电力继电保护装置相关的设备参数进行及时的记录保存，为今后的工作提供一定参考依据。

4.3 建立健全继电保护规章制度

对于发电厂而言，其生产模式或多或少都存在着一定的差异。因此各个发电厂应当对自身的实际情况进行详细的分析，并根据分析结果制定出符合电厂自身实际的继电保护规章制度，特别是继电保护装置特性的选择，不同发电厂的继电保护装置特性也存在着一定的差异，因此应当建立健全规章制度，加大对继电保护的重视管理力度，例如对继电保护设备台账、运行维护、故障分析、定期监测、故障处理等都应当建立严格的标准，并保证其执行力度，为电厂继电保护装置的稳定运行提供基础。

4.4 配电线路保护

我国的电网配网线路，大部分都是以10kV电压等级为主的。但是这种配电线路在实际的应用过程中存在着一定的缺陷，即线路结构一致性较差，这就在一定程度上提高了对相关技术人员的专业及经验要求。因此相关技术人员在进行继电保护装置相关参数设置的过程中，应当对电网保护配置的基本情况进行详细的分析，并根据自身的工作经验，利用有关的计算方法，保证相关参数的准确性，为今后继电保护装置的安全稳定运行提供坚实的基础。另外，在智能化技术发展的今天，实现电网智能化运行是电网建设的最终目标，因此发电厂应当根据自身的实际情况加大对智能化技术的引入力度，加快我国智能化继电保护的建设进程。

5 结语

综上所述，随着近几年我国社会经济的快速发展，对电力需求量越来越大，进而使得人们对电厂的安全、稳定运行提出了更高的要求，继电保护装置在电厂电力系统安全稳定运行过程中发挥着十分重要的作用。但就现阶段继电保护的现状及成效发现，电力系统继电保护装置在实际的应用过程中仍旧受到诸多干扰因素的影响。因此对于发电厂相关负责人来说，必须加大对电力系统继电保护装置的重视力度，及时制定出相应的抗干扰措施，提高电力系统继电保护性能，为发电厂的安全稳定运行打下坚实的基础。

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作者简介：白伟（1985-），男，陕西神木人，神华陕西国华锦界能源有限责任公司工程师，研究方向：发电厂继电保护。

（责任编辑：秦逊玉）