发电厂继电保护干扰因素分析及防范对策

李晓文

（山东核电有限公司，山东 烟台265116）

0 引言

继电保护装置是发电厂电力系统不可或缺的设备，在系统发生突发事故或运行异常时，继电保护装置可以及时检测并发出警报，也可以对故障设备及时进行切断、隔离操作，保证发电厂运行的安全与稳定。通过分析发电厂设备运行记录，了解到继电保护装置会受到多种干扰因素的影响，从而造成其保护功能下降。因此，采取有效方法抵制继电保护的干扰因素是发电厂面临的共同课题。

1 发电厂继电保护的作用、目的与要求

发电厂继电保护的主要功能是及时检测电力系统的异常状况并发出警报，对可能发生的故障提前进行处理。当发电系统发生故障时，继电保护设备可以及时地切断和隔离故障源，以保证电力系统其他设备的安全，减少损失。对于继电保护我们应该全面分析，具体了解继电保护装置的作用、目的与要求，保证其工作在最佳状态。

1．1 继电保护的作用

目前，我国发电厂主要是火力、风力发电。每一种发电方式都有其独特的电气设备。继电保护装置应用于电力系统的主要作用有：在电气设备故障发生前感应到事故信号，并马上隔离故障元件，确保其他电力设备的安全；同时，继电保护装置也可避免长时间停电带来的不便，使电气设备维持在正常状态。

1．2 继电保护的目的

发电厂的发电系统发生短路故障时，会产生很大的短路电流，并且系统电压也明显降低。

（1）电力系统故障导致的短路电流使设备电压大大降低，影响用户的正常生活和生产用电，发电厂的供电质量下降。

（2）电力系统故障造成的短路电流可能会烧坏系统设备，影响发电厂的正常生产作业。

（3）发电厂系统故障产生的故障电流流经非故障设备时会烧坏绝缘部件，减短设备使用寿命。

（4）发电厂电力系统故障导致的电压下降，会造成电力系统的稳定性降低，使发电设备产生振荡现象，可能会导致整个电力系统崩溃，损坏电力设备，造成经济损失。

而安装继电保护装置的目的正是避免这些后果的产生。

1．3 继电保护的要求

继电保护装置可以对电力系统设备进行检测、报警、隔离、切断等多项操作。发电厂在安装继电保护设备时一定要考虑继电保护装置的动作要求，只有这样，才能保证其正常发挥功能。继电保护装置应该满足灵敏性、时效性、稳定性和选择性等要求，具体如下：

1．3．1 灵敏性

灵敏性可以反映继电保护装置的反应能力。当电力系统发生故障时，继电保护装置的反应时间越短则灵敏性越好。继电保护设备的灵敏性要求其一定要在规定的时间内诊断出故障的种类、装置、影响并给出处理策略，从而保证继电保护正确动作。例如，发电厂电力系统在最大运行方式下三相短路时继电保护动作正常，而在系统最小运行状态下单相或两相短路故障时动作也保持正常。

1．3．2 时效性

继电保护的时效性是指继电保护装置应该以最快的速度切断故障设备。电力设备故障对整个系统的破坏是巨大的，严重时甚至会导致整个发电系统瘫痪，影响正常生产。时效性是继电保护的重要要求，要求在系统发生故障时继电保护装置能够在第一时间作出检测、警报、切断等操作。切断的速度越快，设备受到的破坏越小。时效性在特殊情况下更是重中之重。例如，用户的母线电压比有效值低、大容量变压器和发电机内部故障等。

1．3．3 稳定性

稳定性是继电保护的核心指标。继电保护的稳定性主要包括安全性和可靠性两大方面。首先是安全性，继电保护的每一个动作都必须是安全、准确的，即在发电系统无需保护时不会误动，从而避免设备的误操作。其次是可靠性，继电保护设备的动作必须是可靠的，根据具体的指令进行操作，可靠保护系统设备正常运行，提高发电厂设备执行能力。

2 发电厂继电保护的干扰因素

在发电厂生产期间，继电保护起到了关键的保护作用。继电保护装置不仅可以对故障及时进行检测，而且可以在故障发生时及时进行切断处理。然而，在实际生产中，受诸多因素的影响，继电保护的能力会有所下降，不利于发电厂的生产运行。

2．1 客观因素

（1）高频因素。如果发电厂设备隔离开关动作速度过慢、动作时间过长，在开关触点处会产生“电弧闪络”，从而形成高频电流和过电压等。母线附近会形成强烈的磁场、电场，使二次设备、二次电路的运行发生异常。如果干扰信号强度比装置元件可承受的范围还要大，会使继电保护设备发生故障，影响发电厂继电保护设备的正常运行。

（2）雷击因素。雷击对于继电保护设备的破坏力是比较大的，并且大自然中雷电多种多样，有球形雷、感应雷、直击雷等。电厂内的地网都为高阻抗地网，因此当雷电袭击发电厂的避雷器、接地元件时，雷击造成的高频电流会通过高阻抗地网使地网系统中的暂态电位升高。这种高阻抗干扰会使发电厂继电保护设备的误动作率上升，同时大大降低继电保护装置的稳定性和可靠性。

（3）辐射因素。为了进一步满足电能生产的需要，发电厂的电力系统配备了一部分移动通信设备。在使用通信设备的同时，会产生强辐射磁场和电场。强辐射磁场和电场会对继电保护造成干扰。如果变化的磁场耦合到了附近弱电子设备的回路中，回路就会相应地感应出高频电压而产生伪信号源，影响继电保护的正常工作。

（4）静电因素。工作人员的衣物会对继电保护产生静电干扰，如果工作人员长时间处于高压环境中进行作业，其衣服上就会有高电压电荷存在。当工作人员进入发电厂与设备接触时就会产生放电现象，使继电保护装置遭到破坏，并且扰乱继电保护的系统结构，影响发电厂设备的安全运行。

2．2 人为因素

（1）在人员方面，工作人员缺乏相应的专业知识可能造成继电保护设备误动或不动，这就需要操作人员学习掌握继电保护的相关专业知识并且能够熟练读懂图纸，了解每个元件的安装位置和功用，保证继电保护装置正常运行。

（2）在硬件方面，由于资金的限制，供电系统中一些设备发生故障需要维修更换时，会存在工具和配件不足的现象，造成继电保护出现的问题得不到及时解决，使供电系统存在安全隐患。

（3）在软件方面，领导干部对继电保护事故不够重视，具体操作人员在作业时对各类措施、制度的实施也大打折扣，也会导致继电保护存在安全隐患。

3 发电厂继电保护的有效策略

继电保护是保证发电厂正常运转的重要环节，工程人员与技术人员必须要保证继电保护装置安全可靠运行。考虑到继电保护干扰因素所带来的不良影响，相关人员应该重视继电保护装置的管理，防范潜在的干扰因素。抵制发电厂继电保护干扰因素的措施主要包括以下几个方面：

（1）安排保护人员。发电厂应该安排相应的专业人员对继电保护设备进行监测管理，当装置发生故障时及时进行报告和处理。

（2）完善规章制度。不同的发电厂生产规模不一样，发电厂应该根据自身特点采用相应的继电保护方案，制定完善的规章制度，加强管理。

（3）配电线路保护。当前，我国配网线路以10 k V电压等级为主，然而10 k V配电线路的结构性差，这就要求技术人员应用规范的计算方法对继电保护参数进行精准计算。

4 结语

综上所述，继电保护是发电厂不可或缺的一部分，继电保护系统可以维持电气设备的安全可靠运行。发电厂在使用继电保护装置的同时，应对干扰继电保护的因素进行具体分析，然后制定相应的解决策略，从而保证发电厂能够安全、可靠、稳定供电。

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