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研究发电厂继电保护及安全自动装置安全管理
摘要:继电保护是电网的重要组成部分,是实现电力系统的可靠性、速动性的重要设备,加强继电保护及安全自动装置安全管理工作是保证电网安全、稳定运行的有效手段之一。基于此,本文首先针对发电厂继电保护工作进行概述,通过近期案例分析,对其安全管理薄弱环节及具体的安全管理策略进行探索,希望可以为相关工作人员提供参考。
关键词:发电厂;继电保护;安全自动装置;安全管理
随着我国电力事业的快速发展,电力系统规模也不断扩大,对电力系统中的安全性和可靠性提出了更高的要求,因此对继电保护及安全自动装置的安全管理也提出了新要求,为提升电力二次系统安全管理的针对性、有效性,更好地服务电力行业安全高质量发展,2022年10月国家能源局颁布了新修订的《电力二次系统安全管理若干规定》,对《电力二次系统安全管理若干规定》(电监安全〔2011〕19号)进行了修订。明确了继电保护设计选型、整定计算及定值管理、设备运行维护管理、现场作业安全管理、装置运行状态、安控系统安全管理等具体要求,指明了实际工作中继电保护及安全自动装置安全管理方向。
继电保护的主要作用就是当电力系统发生故障或异常工况时,在最短的时间内自动切除故障,或者及时发出信号,提醒值班员及时处理设备异常,减轻设备损坏,减少损失,缩小停电范围。在实际工作中,由于继电保护选型不合理、整定计算错误、装置带病运行、维护验收不到位、人员专业素质不高等等原因,可能会造成继电保护出现误动、拒动等情况。因此需要加强继电保护及安全自动装置安全管理,从而使电力系统能够稳定运行。
1.发电厂常用继电保护的分类及作用
继电保护装置一般可以按照反应的物理量、被保护的对象的不同、组成元件的不同以及作用的不同方式来分类。发电厂的保护装置根据被保护的对象不同可分为:发电机保护、母线保护、变压保护以及线路保护。根据保护装置的组成元件的不同可分为:电磁型、半导体型、数字型及微机保护装置等;根据保护装置的作用的不同可分为:主保护,后备保护。
根据继电保护反应的物理量可分为:比例差动、速断、过流、零序、距离等保护,其中发电厂常用的保护有比例差动、差动速断、零序过流、复合电压过电流、过电压、失磁保护、转子一点接地、频率、过负荷、重合闸等保护。
当电气设备遭雷击、外部干扰、设备故障等异常现象时,各种保护装置(如图1)根据各自保护范围内设备事故、故障特征,启动相应的保护,动作于机组出口开关、灭磁开关以及停机等,充分发挥继电保护的选择性和速动性、可靠性,快速切除严重的设备故障,保证设备安全运行,对于部分监测的异常,发警报信号,提醒值班人员及时消除设备故障,及时将设备隐患消除在萌芽中,为设备长期安全、稳定、可靠运行保驾护航。
2.发电厂继电保护及安全自动装置安全管理薄弱环节分析
随着电力系统保护装置技术的进步,微机保护功能齐全,可靠性高,通过软件可以实现远程监控、在线实时监控;而且运行维护费用低等优点,在实践中,倍受各发电企业青睐,因此电磁型、半导体型、数字型等老式继电保护逐步被微机保护取代。下面仅针对目前使用的微机保护及安全自动装置安全管理薄弱环节进行分析和探讨。
2.1案例分析及继电保护拒动的后果
〔案例〕2023年某水电厂2号厂变保护装置拒动,发生严重损毁事件如图2,导致停电区域扩大,全厂失压。技术人员仔细查看主变保护故障录波数据(如图3)后,确定2号厂变因A相电铁芯放电,引发厂用变压器三相短路,经各方专家分析后认为:2号厂变保护装置有缺陷。 一是厂用变无速断保护,当厂变内部相对地短路时,不能迅速切除故障,导致事故扩大;二是厂用变保护装置已投入14年,A相电流采样数据缺失,B、C项电流采样精度不满足规程要求,导致后备保护未动作,三是未按要求对继电保护进行校验,导致未及时发现厂变保护装置采样异常。
从以上案例可以想象继电保护拒动后果非常严重,触目惊心。我们要深刻汲取事故教训,强化继电保护安全管理,当设备发生故障或异常时,确保继电保护速动性、可靠、选择性作用有效发挥,尽少减小损失和伤害。
2.2继电保护及安全自动装置目前存在的问题
由以上案例可见,保护装置配置和选型不合理,保护定值管理不到位;微机保护装置超生命周期使用,装置运行维护工作未落实到位,校验漏项等是当前继电保护安全管理普遍存在的问题。
从近两年来,美国、南非、印度等国外数次电网大面积停电来看,继电保护的可靠性尤为重要,继电保护及安全自动装置选型应采用技术成熟、性能可靠、质量优良、经有资质的专业检测机构检测合格的产品。目前很多“小散远”水电厂因为规模小、标准低、人员技术水平不高、设备安全投入不足、管理基础薄弱等原因,大风、雷雨等恶劣天气时,继电保护装置动作不灵敏、可靠性不高的现象时有发生。如:继电保护装置通信传输通信问题引起保护该动未动、延时动;在继电保护维护工作时,因人员专业素质不高,发生继电保护“误碰、误接线、误整定”事故。上世纪80年代以前建成发电厂,因设计时接地保护标准低,等电位网与接地网为同一接地网,不能满足当前继电保护装置防干扰入侵新要求。
3发电厂继电保护及安全自动装置安全管理工作策略分析
3.1落实继电保护及安全自动装置安全管理责任。
落实设备包保责任制,及时检查继电保护及安全自动装置运行状态信息、动作异常信息及故障录波信息是否正确,认真负责地开展定期维护保养工作是发现问题,及时消除故障的有效手段,继电保护及安全自动装置应按照《继电保护和电网安全自动装置检验 规程》(DL∕T 995)等标准要求开展定期清扫、检修及出口传动检验,对继电保护装置进行绝缘测试,以保证其不会发生短路或漏电现象,确保传动开关的正确性与断路器跳合闸回路的可靠性,确保功能完整可用。
3.2建立健全的继电保护及安全自动装置安全管理体系。
完善各种安全管理制度和操作规程,建立健全继电保护安全管理档案,保证各项记录和资料的完整性,严格执行《安规》《二次系统安全防护规定》《继电保护反事故措施》等规定,对继电保护装置的使用要严格按照使用规程进行操作,确保设备不会出现故障或安全事故。严格执行继电保护装置及安全自动装置的管理和维护工作制度,定期对继电保护装置进行检查和校验,及时发现和解决继电保护装置存在的问题。
3.3强化继电保护及安全自动装置现场作业安全管理。
建立完善的继电保护及安全自动装置现场作业安全管控机制,制定继电保护及安全自动装置验收实施细则、标准化作业指导书及继电保护安全措施票等规程规范,明确验收调试的范围和试验项目是否满足规程要求。严格执行工作票制度和二次工作安全措施票制度,规范现场安全措施,防止继电保护“三误”事故。
发电厂要落实定期校验、试验以及维护管理工作,在继电保护运行的过程中,需要定期对继电保护的整组调试、参数测量以及校验等工作进行检验,这一过程可以有效地保证继电保护设备在运行过程中的安全。维护时,对整组调试工作进行认真细致地检查,将继电保护设备的所有参数都记录下来,在以后的工作中也能方便进行查阅、对比。对设备进行改造时校时,要按照相关的规程要求,要做好设备异动记录。定期查看故障录波装置,及时掌握保护装置运行状态。配合上级调度管理部门做好保护定值校核、调整工作,及时发现设备保护“零防护”区,确保发电厂一次设备电气保护全覆盖。如图4:
3.4强化继电保护装置及安全自动装置的使用寿命、生命周期管理,及时完成保护装置更新换代。
微机保护装置的一般使用周期为6至8年,发电厂应全面梳理核查继电保护装置设备投运日期、更新改造与使用寿命等情况,对超期服役保护及自动化装置建立台账,根据设备运行情况及重要性,编制保护装置更新改造计划,加大改造资金投入力度,尽快完成保护装置更新换代,提高保护装置安全性能。发电厂在微机保护及安全自动装置的软件升级改造前,应对其软件版本检验,必须符合软件版本管理规定的要求,与国家行业相关部门下发文件所规定的软件版本相一致。
3.5加强继电保护安全管理人员专业技能培训。
继电保护专业技术培训是提高继电保护安全管理人员技术水平的重要手段,发电厂要加强继电保护专业技术培训,一是定时组织相关人员参加业务培训及技能考试,组织开展设备运维、故障排查处置和缺陷处理等提升岗位履职能力的培训,强化安规、检规、运规等培训效果考核,二是充分发挥“传帮带”优良传统,以老带新方式,提升新上岗和年轻技术人员的继电保护安全管理水平。三是,定期组织继电保护基础知识、标准规范以及案例分析等学习,学基础、悟原理,切实强化个人专业技能基本功,开展疑难杂症学术研讨分析,锻炼攻坚克难毅力,不断提高继电保护安全管理人员的业务素质。四是开展技能竞赛,激发员工的内在动力,通过岗位比武、技术大练兵、预案演练技术比武等方式,充分调动设备管理、维护、操作人员的工作积极性、主动性和创造性,激励技术人员爱岗敬业和自觉学习技术的热情,形成“学、追、赶、帮、超”的良好氛围。如图5:
3.6加强应急管理
发电厂要严格落实继电保护及安全自动装置网络安全防护相关规定,强化继电保护交换机、光电转换器、通讯接口装置等辅助设备的供电可靠性实时监测,确保继电保护信息、故障录波等可靠上传。做好发电厂综合防护工作,预防黑客、病毒以及恶意代码等攻击侵害。组织专业人员开展继电保护及安全自动装置风险辨识,完善相应的风险防范措施。并制定继电保护装置CPU损毁、电源模块故障等设备异常现场处置方案,并定期组织演练,当保护装置故障发生时,技术人员能迅速应对,正确处置,把影响控制在最小范围内。
4结语:
综上所述,本文主要是对发电厂继电保护装置及安全自动装置安全管理措施进行了探讨,希望能够切实指导发电厂安全稳定运行。随着电力技术的发展,继电保护技术也将不断更新和完善,因此,在以后的工作中,应该加强对继电保护技术的研究,推动电力事业的长远稳定发展。
参考文献
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[6]国家能源局电力安全监督司.防止电力生产事故的二十五项重点要求(2023年版)
作者信息:曹和英(1976.5-)女,本科,湖南长沙,研究方向:安全生产。




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