如何提高火电厂继电保护运行的可靠性

 
摘要：随着国民经济水平的逐步增长，人们的生活水平已经得到了极大的提高，对于电能的需求也越来越高，火电厂是保证电能输送的最重要环节，火电厂运行过程中继电保护的性能与电厂的运行质量有着非常紧密的联系。基于此在本文中就针对火电厂继电保护的类型进行了简单的介绍，然后提出了几点提高继电保护运行可靠性的有效措施，希望能够进一步提升继电保护性能，促进火电厂的快速发展。
关键词：火电厂；继电保护；运行可靠性
中图分类号：TM75  文献标识码：A
1 引言
火电厂在运行过程中主要涉及到变压器、发电机等设备，利用继电保护能够保证在设备出现故障的时候，更加准确更加迅速的发出指令，驱动继电保护装置进行动作，这样就能够将出现故障的设备和线路与整个系统进行隔离，防止故障的影响范围进一步扩大。另外，利用继电保护技术还能够在出现故障的时候对设备的异常信息进行传输，确保技术人员能够更加迅速的了解出现故障的具体情况，根据不同的警报信息，判断出现故障的位置以及原因，这样就能够采取更加有针对性的解决措施，从根源上解决故障，确保火力发电厂的安全稳定运行。
2 火电厂继电保护的主要类型
2.1 发电机继电保护
第一，将发电机差动保护进行细化，可以分为完全纵联差动保护和不完全纵联差动保护两种类型。在发电机运行过程中，如果差动电流超过整个装置的整定值时，这时就会立即发出警报，将出现故障的位置切断电源进行保护。第二，定子接地保护。也可以分为基波零序电压定子接地、零序电流定子接地以及100%定子接地三种类型。在运行时，通常出现的故障包括定子绕组回路、发电机绕组回路相连接的系统出现接地短路。第三，失磁保护。火电厂实际运行过程中，根据极端各个电量的变化状况，按照对失磁发电机运行的具体要求，选择合适的处理方式和原理进行有针对性的保护。
2.2 变压器继电保护
第一，火电厂在实际运行过程中，一般会为发电机配置独立的主变压器，最常见的保护装置为二侧电流差动保护。第二，中性点间隙过流保护。变压器的这种过流保护也可以分为主变压器零序过流保护与间隙过流保护共用一组电流互感器；主变压器零序过流保护和间歇过流保护的互感器相互独立在各自的位置上。一般来说，在出厂的时候变压器就已经安装了中性点CT，间隙过流保护使用单独CT、零序过流保护主要利用主变压器自带的中性点CT进行接线。第三，瓦斯保护。这也是变压器内部最重要的设备之一，瓦斯保护主要就是通过气体的状态继电器来保护变压器油箱内出现的各种故障。
2.3 发电机-变压器继电保护
第一，断路器端口闪络保护。如果断路器的端口出现闪络，很有可能会破坏断路器，进而影响整个电力系统的正常运行，利用闪络保护就能够有效排除端口出现的闪络故障。第二，发电机-变压器组差动保护。如果火电厂在运行过程中，发电机和变压器共同使用一组纵联差动保护，不仅能够保证发电机组，还能够确保整个系统的简洁性。第三，发电机-变压器过励磁保护。过励磁现象一旦出现很有可能会使变压器的铁芯和发电机遭到破坏，利用这样的保护就能够有效降低维护成本，确保发电机和变压器的正常运行。
3 影响火力发电厂继电保护可靠性的因素
火力发电厂运行过程中，继电保护对整个电力系统具备非常关键的作用，然而其可靠性也会受到各种因素的影响：第一，自然因素。由于受到外界自然环境的影响，继电保护装置的可靠性也将会受到一定的影响，特别是受到雷电的影响，一旦遭到了雷击继电保护装置很有可能会被破坏，甚至会波及到火力发电厂其他的装置，进而导致电厂的设备出现大面积的损坏。另外，雷电击中发电厂的发电设备，很有可能会出现高次谐波干扰，致使继电保护装置对整个电力系统的运行状况是否正常的鉴定，其可靠性也会大打折扣。第二，高频电压和电流。接地网阻抗较大时，接地网的电压受电网中的高频电压和高频电流的影响而迅速升高，对继电保护装置的可靠运行产生影响，那么也会影响火力发电厂发电设备的运行质量。第三，电源。电力系统在运行过程中直流电源会对继电保护产生一定的影响，特别是出现高频干扰的时候，很难保证继电保护装置正常发挥其应有的作用，甚至有可能由于继电保护装置内部的问题，对整个电力系统产生影响。第四，选择性、灵敏性和速动性及可靠性，继电保护运行的可靠性还与电力系统的灵敏性选择性和速动性具有一定的联系。继电保护装置运行过程中，这4个基本特点是相互联系的，但是也会存在一定的矛盾，所以在实际运行过程中，需要根据电网的结构以及用户的实际特点辩证地进行统一。
4 提升继电保护运行可靠性的措施
4.1 注重装置质量检验
火力发电厂运行过程中，继电保护功能与其自身的性能会有一定的关系，继电器的质量越优，继电保护的水平也相对越高。因此继电保护装置在安装过程中，应对其整体的质量和性能进行全方位的检查，在选择设备零件的时候，应严格按照电力行业总体的标准进行筛选，尽量选择质量合格、规格适中而且总体优异的零件。例如电磁型保护装置会使用到传统构件，需要根据一定的要求进行选择，例如轴间的锥度需要保证光洁和准确，而且在其节点上都镀银。新安装设备需要进行调试，及时弥补缺漏，保证设备的可靠性以后才能够投入到正常使用中。
4.2 落实系统技术改造
应根据火力发电厂实际情况进行技术性的改造具体方向如下：首先，老旧母线保护不能满足运行要求时，需要对母线保护进行改造，这时可以使用可变特性差动算法的母线保护装置，例如BP-2CS，来提高整体的抗饱和能力，与其他的保护装置相比这样的装置能够确保闭锁元件和保护元件处于独立的状态，提高闭锁的可靠性，这样也能够进一步优化继电保护装置的性能。其次，进行二次回路检查，在实际检查过程中应注重以下几个方面，及时剔除电缆寄生二次线路，对部分回路进行分开操作，包括信号、合闸、保护、控制等等，确保电流CT二次回路不发生两点接地，降低继电保护误动现象的发生率。第三，使用铠装铅包屏蔽电缆进行直流和交流电路的改造，有效提高电路的抗干扰能力。第四，使用防跳功能的继电器，并且及时更换更高性能的自动逆变电源。最后，在系统中加入数字控件和人工智能技术，例如使用CPLD数字控件，其中包含多个微机系统能够有效提高反应速度，使用人工智能技术还可以对继电保护装置进行进一步的优化。
4.3 完善监督管理体系
要想切实提高继电保护运行可靠性，首先需要进行定期的试验检测，及时发现火力发电厂运行过程中继电保护装置及回路是否存在危险，这也是目前保证继电保护运行可靠性最有效的方式。安排专门的工作人员进行定期检验检查装置的回路，及时找到出现安全隐患的位置并排除，试验的内容需要全面验证，需要保持认真严谨的态度进行详细的记录。另外，对于继电保护装置的开出信号也应该进行仔细的检查，确保信号的稳定性，在检查的时候需要对各种信息数据进行采集和详细的记录，并且核查数据的准确性。还需要及时更换成熟可靠并经过动模验证的软件系统，根据实际状况进行相应的调整，一旦出现异常情况，需要及时通知工作人员进行相应的处理，切实提高每一位工作人员的专业素质，只有技术人员具备更高的专业水平，才能够对继电保护装置进行更加有效的维护，保证电力系统的安全稳定运行。
继电保护的相关工作人员应该熟悉了解继电保护运行的原理以及设备的图纸，结合不同的运行状况进行灵活操作，在操作时需要严格按照相关的规范进行，不得擅自更改，防止在操作过程中出现失误。工作人员本身的专业能力需要达标，而且在完成原理的学习以及熟悉设备以后才能够进行工作，如果遇到特殊情况也不要慌张，首先需要保证自身以及他人的安全，如果遇到无法处理的状况，应及时通知相关的工作人员到场进行妥善处理。做好保护分析工作，火力发电厂在运行过程中，一旦继电保护出现异常，相关工作人员需要迅速采取有效的措施进行维护，对于出现问题的原因进行认真的分析，设备维修完成后恢复正常运行，修后应该对整个维护过程进行准确地记录，这样在出现类似问题时，就能够更加快速地找到出现问题的原因，提高继电保护装置维护的效率。
4.4 提升设备操作人员的专业水平
首先，需要提高每一位工作人员的专业水平。火力发电厂的培训部门需要在实训过程中，提高工作人员岗位操作的整体水平，在培训过程中通过不同类型的故障查找，来提高每一位工作人员的综合素质水平。第二，针对火电厂设备运行强度较高、设备操作难度较大的现象，使用全方位、周期化、标准化、点检定修的检修方式，这样既能够保证保护装置运行的稳定性，又能够防止疲劳操作导致的人为操作失误。第三，加大专业培训，切实提高工作人员对电力设备理论知识的掌握能力，将各种新型设备的操作技术应用到实际环节中，使用常态化、高效化的管理模式取代传统依靠工作经验进行操作的落后模式。第四，企业应积极引进学习能力较强，接受程度高，理论知识储备丰富的工作人员，加大实际操作培训的强度，并且选择在实际操作过程中容易出现问题的环节进行实际操作演练，选择技术经验丰富的人员，对新员工进行技术指导，这样新员工就能够逐步形成系统化的操作理念。使用先进的理论知识作为支撑，配合丰富的实际操作能力，进一步提高每一位继电保护装置操作人员的专业化水平。
5 结束语
总而言之，电力行业是关系到国计民生的重点行业，而火力发电厂也是电力行业的支柱型产业。为了保证电力生产的安全运行，就需要加大对继电保护的研究力度，通过提高继电保护装置运行的可靠性进一步消除故障，防止故障危害的进一步扩散，做好相应的排除工作，提高火力发电厂的运行水平，促进经济水平的稳定增长。
参考文献：
[1] 郑鑫.火力发电厂如何提升继电保护运行可靠性探讨[J].科技经济导刊,2019,27(28):75.
[2] 陈剑峰.火力发电厂1000MW机组继电保护技术分析[J].科技风,2019(27):155.
[3] 褚延广.如何提高火电厂继电保护运行的可靠性[J].科学技术创新,2017(35):1-2.
作者简介：赵震、男、（1976.2-）、汉族、江苏镇江人、本科学历、现有职称：中级工程师、现在职位：设备管理部电气维护班长、研究方向：继电保护